母壯子肥，種好苗旺。農(nóng)作物的生長種子是關(guān)鍵，育種的方式是否環(huán)境友好更是可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。近日，南京工業(yè)大學電氣工程與控制科學學院師生團隊研制出一種智能化綠色催芽育種系統(tǒng)裝置，該系統(tǒng)裝置通過等離子體技術(shù)滅除種子表面微生物，促進種子萌發(fā)，用新型綠色能源產(chǎn)生的電能代替?zhèn)鹘y(tǒng)化學藥劑對種子的處理，減少化學污染物的排放，真正實現(xiàn)低碳綠色催芽育種。這套系統(tǒng)裝置在第十四屆全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽中獲得全國二等獎。
“我國作為糧食大國，農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展水平直接關(guān)系到我國糧食戰(zhàn)略安全與城鄉(xiāng)居民的生活質(zhì)量，綠色農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要方向。”談及選題的初衷，團隊指導老師之一方志教授表示，目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大多采用化學方法處理種子，化學藥劑使用量大，勢必對環(huán)境生態(tài)造成影響，于是他和梅丹華老師領(lǐng)銜的高電壓與氣體放電等離子體技術(shù)及應(yīng)用團隊著眼于低溫等離子體技術(shù)，指導學生不斷進行實驗優(yōu)化，研制出了一套智能化綠色催芽育種系統(tǒng)。
“低溫等離子體技術(shù)是一種新型有效的分子活化手段，可以在空氣中產(chǎn)生大量的高能電子、離子、自由基、活性原子和分子以及紫外光子等粒子。”梅丹華介紹，“采用低溫等離子體處理種子，能夠快速滅活種子表面的真菌等致病物質(zhì)、提高種子表面能及親水性、種子對低溫和缺氧等逆境的耐受性；提升種子活力和發(fā)芽率，促進幼苗生長，改善作物產(chǎn)量和品質(zhì)。”
團隊設(shè)計出了一套智能化實驗裝置，將種子放入多針電極板下，開啟設(shè)備開關(guān)，通過控制面板智能化控制電壓頻率，設(shè)置好參數(shù)，就能夠?qū)ΨN子表面進行全方位處理。“我們對大豆、小麥種子進行實驗并經(jīng)過科學對比發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過處理后的種子發(fā)芽率提升了10%-15%，幼苗長勢也更好。”團隊成員電控學院研究生許金鋼介紹說，“這套裝置用電能代替化學藥劑，減少了化學污染的排放，新能源驅(qū)動氣體的放電，節(jié)約傳統(tǒng)的化石能源，活性成分直接作用，提高了種子處理效率，智能控制處理參數(shù)，實現(xiàn)自動化批量處理。”
“未來，我們將打造一體式智能化種子處理系統(tǒng)，引入太陽能、風能等多種新能源驅(qū)動電源，針對不同的種子，自動匹配最佳處理參數(shù)，智能化監(jiān)測系統(tǒng)運行情況，云平臺在線了解種子處理狀態(tài)。”指導老師電控學院院長方志教授說。目前，該團隊已經(jīng)與相關(guān)企業(yè)達成初步合作意向，種子處理效果也取得了對方的認可。
據(jù)了解，高電壓與氣體放電等離子體技術(shù)及應(yīng)用團隊歷來重視學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。近年來，基于放電等離子體技術(shù)在電力、材料、能源、化工、生物等領(lǐng)域的應(yīng)用，該團隊培養(yǎng)學生開發(fā)了一系列作品，在全國大學生節(jié)能減排社會實踐與科技競賽、中美青年創(chuàng)客大賽、江蘇省“互聯(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等大學生科技競賽中取得了優(yōu)異成績。
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