Nízká klíčivost je obrovským problémem v zahradnictví a zemědělství. Cílem této
práce bylo otestovat vliv studeného plazmat na klíčivost semen, listová barviva a primární
fázi fotosyntézy u máku setého (Papaver somniferum L.). Semena byla ošetřena
v plazmovém reaktoru typu Downer výkonem radiofrekvenčního výboje v rozmezí
10 - 150 W a tlaku nastaveném na 100 Pa. Výsledky ukazují, že studené plazma pozitivně
ovlivnilo klíčivost semen, což naznačuje, že tato modifikace by se mohla stát přínosnou
metodou pro zvýšení klíčivosti dalších významných plodin. Dávka studené plazmy
v rozmezí 40 - 150 W ovlivnila také obsah listových pigmentů a další fyziologické
parametry, jako je fluorescence chlorofylu. Studené plazma se zdá být dobrým fyzikálně-chemickým a k životnímu prostředí šetrným způsobem úpravy semen pro vyšší výnosy.
Anotace v angličtině
A decreased germination rate is an enormous problem in horticulture and agriculture.
The aim of this thesis was to test the effects of cold plasma on seed germination, leaf
pigments, and the primary phase of photosynthesis in the blue poppy (Papaver somniferum
L.). The seeds were treated in a plasma downer reactor under the power of a radiofrequency
discharge in the range of 10 to 150 W, and the pressure was set at 100 Pa. The results show
that cold plasma positively affected seed germination, suggesting that this method could
become a valuable method for increasing the germination rate of other important crops. The
dose of cold plasma ranging from 40 to 150 W also influenced leaf pigment content and
other physiological parameters like chlorophyll fluorescence. Cold plasma seems to be
a good physicochemical and environment-friendly way to modify seeds for higher yields.
Nízká klíčivost je obrovským problémem v zahradnictví a zemědělství. Cílem této
práce bylo otestovat vliv studeného plazmat na klíčivost semen, listová barviva a primární
fázi fotosyntézy u máku setého (Papaver somniferum L.). Semena byla ošetřena
v plazmovém reaktoru typu Downer výkonem radiofrekvenčního výboje v rozmezí
10 - 150 W a tlaku nastaveném na 100 Pa. Výsledky ukazují, že studené plazma pozitivně
ovlivnilo klíčivost semen, což naznačuje, že tato modifikace by se mohla stát přínosnou
metodou pro zvýšení klíčivosti dalších významných plodin. Dávka studené plazmy
v rozmezí 40 - 150 W ovlivnila také obsah listových pigmentů a další fyziologické
parametry, jako je fluorescence chlorofylu. Studené plazma se zdá být dobrým fyzikálně-chemickým a k životnímu prostředí šetrným způsobem úpravy semen pro vyšší výnosy.
Anotace v angličtině
A decreased germination rate is an enormous problem in horticulture and agriculture.
The aim of this thesis was to test the effects of cold plasma on seed germination, leaf
pigments, and the primary phase of photosynthesis in the blue poppy (Papaver somniferum
L.). The seeds were treated in a plasma downer reactor under the power of a radiofrequency
discharge in the range of 10 to 150 W, and the pressure was set at 100 Pa. The results show
that cold plasma positively affected seed germination, suggesting that this method could
become a valuable method for increasing the germination rate of other important crops. The
dose of cold plasma ranging from 40 to 150 W also influenced leaf pigment content and
other physiological parameters like chlorophyll fluorescence. Cold plasma seems to be
a good physicochemical and environment-friendly way to modify seeds for higher yields.
Stále rostoucí lidská populace zvyšuje také nároky na rostlinnou produkci. Tvorba odolnějších a produktivnějších odrůd je nezbytným předpokladem udržitelného rozvoje. V posledních několika letech se pozornost rostlinných biologů upírá k netradičním metodám vylepšování již vyšlechtěných kultivarů. Tzv. "priming", je metoda předúpravy semen, která je již prověřenou technikou pro úpravu různých vlastností u rostlin. Tradičně se využívá aplikace různých biologických či abiotických faktorů, především různých chemických látek. Priming studeným plazmatem je relativně novým způsobem předúpravy, předchozí výzkumy však poukazují na pozitivní vliv aplikace studeného plazmatu na klíčení semen.
Podmínky vypracování DP:
Vypracovat literární rešerši shrnující nejmodernější poznatky o využití studeného plazmatu v rostlinném výzkumu [1], [2], [11], [3]–[10]
Stále rostoucí lidská populace zvyšuje také nároky na rostlinnou produkci. Tvorba odolnějších a produktivnějších odrůd je nezbytným předpokladem udržitelného rozvoje. V posledních několika letech se pozornost rostlinných biologů upírá k netradičním metodám vylepšování již vyšlechtěných kultivarů. Tzv. "priming", je metoda předúpravy semen, která je již prověřenou technikou pro úpravu různých vlastností u rostlin. Tradičně se využívá aplikace různých biologických či abiotických faktorů, především různých chemických látek. Priming studeným plazmatem je relativně novým způsobem předúpravy, předchozí výzkumy však poukazují na pozitivní vliv aplikace studeného plazmatu na klíčení semen.
Podmínky vypracování DP:
Vypracovat literární rešerši shrnující nejmodernější poznatky o využití studeného plazmatu v rostlinném výzkumu [1], [2], [11], [3]–[10]
[1] L. Li et al., "Effects of cold plasma treatment on seed germination and seedling growth of soybean,” Sci. Rep., vol. 4, Jul. 2014.
[2] P. Bourke, D. Ziuzina, D. Boehm, P. J. Cullen, and K. Keener, "The Potential of Cold Plasma for Safe and Sustainable Food Production,” Trends Biotechnol., vol. 36, no. 6, pp. 615–626, Jun. 2018.
[3] M. Ito, J. S. Oh, T. Ohta, M. Shiratani, and M. Hori, "Current status and future prospects of agricultural applications using atmospheric-pressure plasma technologies,” Plasma Process. Polym., vol. 15, no. 2, Feb. 2018.
[4] A. Los, D. Ziuzina, D. Boehm, P. J. Cullen, and P. Bourke, "Investigation of mechanisms involved in germination enhancement of wheat (Triticum aestivum) by cold plasma: Effects on seed surface chemistry and characteristics,” Plasma Process. Polym., vol. 16, no. 4, Apr. 2019.
[5] M. A. B. Sidik, Z. Buntat, Z. Nawawi, M. I. Jambak, Y. Buntat, and F. N. Musa, "Effects of Cold Plasma Treatment on the Growth Rate of Corn and Eggplant Plants,” Proc. 2018 Int. Conf. Electr. Eng. Comput. Sci. ICECOS 2018, pp. 441–446, Jan. 2019.
[6] D. Dobrin, M. Magureanu, N. B. Mandache, and M. D. Ionita, "The effect of non-thermal plasma treatment on wheat germination and early growth,” Innov. Food Sci. Emerg. Technol., vol. 29, pp. 255–260, May 2015.
[7] Z. Zhou, Y. Huang, S. Yang, and W. Chen, "Introduction of a new atmospheric pressure plasma device and application on tomato seeds,” Agric. Sci., vol. 02, no. 01, pp. 23–27, 2011.
[8] R. Thirumdas et al., "Plasma activated water (PAW): Chemistry, physico-chemical properties, applications in food and agriculture,” Trends Food Sci. Technol., vol. 77, pp. 21–31, Jul. 2018.
[9] G. J. J. B. de Groot, A. Hundt, A. B. Murphy, M. P. Bange, and A. Mai-Prochnow, "Cold plasma treatment for cotton seed germination improvement,” Sci. Reports 2018 81, vol. 8, no. 1, pp. 1–10, Sep. 2018.
[10] B. Šerá, I. Gajdová, M. Šerý, and P. Špatenka, "New Physicochemical Treatment Method of Poppy Seeds for Agriculture and Food Industries,” Plasma Sci. Technol., vol. 15, no. 9, p. 935, Sep. 2013.
[11] L. Ling et al., "Effects of cold plasma treatment on seed germination and seedling growth of soybean,” Sci. Reports 2014 41, vol. 4, no. 1, pp. 1–7, Jul. 2014.
Seznam doporučené literatury
[1] L. Li et al., "Effects of cold plasma treatment on seed germination and seedling growth of soybean,” Sci. Rep., vol. 4, Jul. 2014.
[2] P. Bourke, D. Ziuzina, D. Boehm, P. J. Cullen, and K. Keener, "The Potential of Cold Plasma for Safe and Sustainable Food Production,” Trends Biotechnol., vol. 36, no. 6, pp. 615–626, Jun. 2018.
[3] M. Ito, J. S. Oh, T. Ohta, M. Shiratani, and M. Hori, "Current status and future prospects of agricultural applications using atmospheric-pressure plasma technologies,” Plasma Process. Polym., vol. 15, no. 2, Feb. 2018.
[4] A. Los, D. Ziuzina, D. Boehm, P. J. Cullen, and P. Bourke, "Investigation of mechanisms involved in germination enhancement of wheat (Triticum aestivum) by cold plasma: Effects on seed surface chemistry and characteristics,” Plasma Process. Polym., vol. 16, no. 4, Apr. 2019.
[5] M. A. B. Sidik, Z. Buntat, Z. Nawawi, M. I. Jambak, Y. Buntat, and F. N. Musa, "Effects of Cold Plasma Treatment on the Growth Rate of Corn and Eggplant Plants,” Proc. 2018 Int. Conf. Electr. Eng. Comput. Sci. ICECOS 2018, pp. 441–446, Jan. 2019.
[6] D. Dobrin, M. Magureanu, N. B. Mandache, and M. D. Ionita, "The effect of non-thermal plasma treatment on wheat germination and early growth,” Innov. Food Sci. Emerg. Technol., vol. 29, pp. 255–260, May 2015.
[7] Z. Zhou, Y. Huang, S. Yang, and W. Chen, "Introduction of a new atmospheric pressure plasma device and application on tomato seeds,” Agric. Sci., vol. 02, no. 01, pp. 23–27, 2011.
[8] R. Thirumdas et al., "Plasma activated water (PAW): Chemistry, physico-chemical properties, applications in food and agriculture,” Trends Food Sci. Technol., vol. 77, pp. 21–31, Jul. 2018.
[9] G. J. J. B. de Groot, A. Hundt, A. B. Murphy, M. P. Bange, and A. Mai-Prochnow, "Cold plasma treatment for cotton seed germination improvement,” Sci. Reports 2018 81, vol. 8, no. 1, pp. 1–10, Sep. 2018.
[10] B. Šerá, I. Gajdová, M. Šerý, and P. Špatenka, "New Physicochemical Treatment Method of Poppy Seeds for Agriculture and Food Industries,” Plasma Sci. Technol., vol. 15, no. 9, p. 935, Sep. 2013.
[11] L. Ling et al., "Effects of cold plasma treatment on seed germination and seedling growth of soybean,” Sci. Reports 2014 41, vol. 4, no. 1, pp. 1–7, Jul. 2014.