冷等离子体处理种子表面的离子迁移与分离

等离子体处理种子是加速萌发、改善植物初始生长阶段以及防治病原体感染的有效方法。大多数研究将这些有益效应与影响种子及幼苗代谢和遗传生长因子的生化修改相关联。本文采用小麦种子，探讨冷空气等离子体处理后种子表面离子的 redistributed。此外，我们研究了等离子体对种子胚乳中离子lixiviation的影响。通过 X射线光电子能谱 (XPS) 分析结合气体簇离子束的化学深层轮廓，实验确定了等离子体处理种子表面外层离子的 redistributed。结果显示，在种子胚层最浅的层（至少深度达 100 nm）存在 K⁺ 和 Ca²⁺ 离子的富集，同时 O/C 和 N/C 原子比率发生变化。这些数据经电子显微镜/荧光分析的种子切片验证。观察可归因于蒙特卡罗模型模拟等离子体 sheath 与种子内部正离子之间因种子表面积累负电荷而产生的静电相互作用。进一步表明，等离子体处理后种子浸入水中时，活化的离子比原始种子更高效地lixiviate。检测到水中显著浓度的 NO₃⁻ 阴离子，可归因于等离子体暴露期间植入种子的氮类物种与该处理过程中种子表面形成的活性氧种类发生的二次反应。就种子萌发能力的提升而言，本文的发现具有重要意义。