Le vieillissement des semences constitue un défi crucial pour les banques de semences et les industries agricoles, car il réduit considérablement les taux de germination et la vigueur des semis. Ce déclin entraîne non seulement des pertes économiques, mais sape également les efforts visant à préserver la diversité génétique.
Une étude menée par le Dr Jun Zhu et son équipe de l’Université de l’Arkansas présente une solution durable et rentable : un générateur d’eau plasmatique à énergie solaire capable de rajeunir les graines vieillies et de favoriser une croissance robuste des semis. La recherche, récemment publié dans Frontières de la science et de l’ingénierie agricolesmet en évidence une approche transformatrice pour résoudre ce problème de longue date.
Les chercheurs ont développé un nouveau microréacteur à décharge à barrière diélectrique corona (cDBD) qui produit de l’eau activée par plasma (PAW) en utilisant l’énergie solaire. Ce système innovant améliore efficacement la germination des graines en modifiant l’environnement chimique et hormonal essentiel au développement des graines.
L’étude a démontré que les graines d’épinards conservées pendant 23 ans présentaient une augmentation remarquable de 135 % des taux de germination et une croissance significativement améliorée des semis après le traitement PAW, par rapport aux graines non traitées.
La clé de ce succès réside dans la transformation biochimique induite par PAW. Le traitement abaisse le pH de l’eau, augmente le potentiel d’oxydo-réduction et élève les niveaux de nitrate, créant ainsi un environnement idéal pour la germination. De plus, PAW influence les hormones végétales clés, telles que les gibbérellines et l’acide abscissique, pour briser la dormance des graines et favoriser leur croissance.
Ces résultats suggèrent que le générateur de plasma à énergie solaire restaure non seulement la vitalité des graines vieillies, mais offre également un aperçu des mécanismes moléculaires sous-jacents au rajeunissement des graines.
« Cette technologie alimentée par l’énergie solaire constitue une avancée significative dans l’agriculture durable », a déclaré le Dr Xiao. « Elle fournit une méthode peu coûteuse et respectueuse de l’environnement pour améliorer la germination des graines vieillies, qui sont souvent jetées en raison de leur viabilité réduite. En exploitant les énergies renouvelables, cette innovation relève les défis critiques de la production alimentaire tout en réduisant les déchets. »
L’épinard, choisi comme culture modèle pour cette étude, possède une valeur économique et nutritionnelle importante. Bien que les résultats soient directement applicables aux graines d’épinards, les applications potentielles s’étendent à un large éventail de cultures, faisant de cette technologie un outil précieux pour l’agriculture mondiale. En prolongeant la viabilité des semences et en réduisant les déchets agricoles, cette approche basée sur le plasma contribue à garantir la sécurité alimentaire et la durabilité face aux défis mondiaux croissants.
Cette avancée souligne la puissance de la combinaison des énergies renouvelables avec la technologie plasma avancée pour répondre aux problèmes agricoles urgents. Alors que le changement climatique et les limitations des ressources continuent d’avoir un impact sur la production alimentaire mondiale, des innovations comme celle-ci ouvrent de nouvelles voies pour une croissance durable. Les recherches futures se concentreront sur l’adaptation de la technologie à des applications agricoles plus larges et sur l’amélioration de son efficacité.
Plus d’informations :
Générateur d’eau plasma compact à énergie solaire : germination améliorée des graines vieillies grâce au déchargeur à barrière diélectrique corona, Frontières de la science et de l’ingénierie agricoles (2024). DOI : 10.15302/J-FASE-2024573
Fourni par Frontiers Journals