Depuis que les scientifiques ont découvert que le traitement au plasma entraîne une croissance plus rapide et des rendements plus élevés de certaines cultures agricoles, physiciens, chimistes, et les biologistes ont travaillé ensemble pour découvrir les mécanismes à l'origine de ce phénomène.

Aujourd'hui, les chercheurs affinent l'application du plasma à l'agriculture afin de profiter des avantages d'une récolte robuste sans déclencher d'effets secondaires indésirables. Appliquer un plasma pendant un temps trop court, dit le biochimiste Alexander Volkov, "et nous n'obtenons pas l'effet positif. Si c'est traité trop longtemps, il peut modifier ou endommager l'ADN."

Volkov, professeur à l'Université Oakwood à Huntsville, Alabama, étudie l'intersection des plantes et du plasma depuis l'avènement du domaine. Lors de la conférence sur l'électronique gazeuse de l'American Physical Society cette semaine, il a décrit les résultats d'expériences récentes comparant les modes d'administration du plasma. Traiter les graines en les exposant à une boule de plasma - une sphère de verre, souvent vendu comme un jouet, qui génère des filaments de gaz incandescent - a amélioré les propriétés de mouillage de la surface de la graine. Les champs électromagnétiques à haute fréquence et les photons générés par la balle ont ondulé efficacement la surface de la graine et, par conséquent, accéléré la germination.

En général, il a dit, plasma délivré par n'importe quelle méthode, que ce soit par jet, Balle, ou feuille — semblait accélérer l'absorption d'eau, ou imbibition, et la germination en modifiant les propriétés de surface de la graine. Dans une session d'affiches connexe, il a signalé que le traitement des graines de haricot avec des jets de plasma d'hélium induisait une rugosité, ondulation, et l'ouverture des pores sur les téguments. Volkov a expliqué:"L'eau peut pénétrer facilement à travers les spores et accélérer la germination."

Cependant, le plasma n'affecte pas tous les types de graines de la même manière. Des chercheurs de l'Université de Jazan au Royaume d'Arabie saoudite ont décrit des travaux récents mesurant les effets du traitement au plasma sur le raisin, acacia, blé, et les graines de sorgho. Dans tous les cas, le plasma semblait "graver" la surface de la graine, qui a stimulé l'imbibition. Ils ont observé une germination plus rapide chez toutes les espèces, mais les effets ont été les plus prononcés dans les pépins de raisin, suivi de l'acacia, suivi du blé et du sorgho.

Katherina Stapelmann, un ingénieur de la North Carolina State University qui a présidé la session sur la médecine plasmatique et l'agriculture, a déclaré que l'étude suggère des moyens par lesquels le plasma pourrait augmenter les rendements dans les pays qui n'ont pas d'hivers rigoureux.

"Les plants de raisin ont besoin d'une température médiocre pour sortir de leur dormance et reprendre leurs cycles printaniers, " a déclaré Stapelmann. Le traitement direct au plasma peut remplir cette fonction et permettre aux plants de raisin de pousser.

Stapelmann prédit que le plasma sera le plus utile pour améliorer les cultures inhabituelles ou à haute valeur ajoutée, plutôt que des cultures comme le maïs qui ont déjà été optimisées par génie génétique. « Pour les cultures spéciales et autres qui sont difficiles à cultiver, cela peut vraiment améliorer la croissance et le rendement des graines."

D'autres chercheurs de l'Université de Nagoya, au Japon, ont rapporté des résultats prometteurs d'une étude qui a examiné les effets du traitement direct des plants de riz avec du plasma, au lieu de traiter exclusivement les graines. Un autre groupe au Japon, de l'Université de Kyushu, ont présenté des données d'expériences sur des radis suggérant que la couleur et l'âge des graines pourraient influencer la réponse d'une plante au plasma.

Pour Volkov, cette recherche touche près de chez nous. Pendant la pandémie, il a rempli son jardin exclusivement de plantes traitées au plasma en graines sèches. Il travaille maintenant son chemin à travers la récolte.

"Nous avons une quantité fantastique de concombres, et tomates, et tout."