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Los científicos del plasma optimizan el crecimiento y el rendimiento de las plantas

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Crédito: CC0 Public Domain

Desde que los científicos descubrieron que el tratamiento con plasma conduce a un crecimiento más rápido y mayores rendimientos de algunos cultivos agrícolas, físicos, químicos y biólogos han estado trabajando juntos para descubrir los mecanismos que impulsan este fenómeno.


por American Physical Society


Hoy en día, los investigadores están afinando la aplicación de plasma en la agricultura para obtener los beneficios de una cosecha sólida sin desencadenar efectos secundarios no deseados. Aplique un plasma durante un tiempo demasiado corto, dijo el bioquímico Alexander Volkov, «y no obtenemos el efecto positivo. Si se trata por mucho tiempo, puede modificar o dañar el ADN».

Volkov, profesor de la Universidad de Oakwood en Huntsville, Alabama, ha estado estudiando la intersección de plantas y plasma desde la llegada del campo. En la Conferencia de Electrónica Gaseosa de la Sociedad Estadounidense de Física esta semana, describió los hallazgos de experimentos recientes que comparan modos de suministro de plasma. El tratamiento de las semillas exponiéndolas a una bola de plasma (una esfera de vidrio, que a menudo se vende como juguete, que genera filamentos de gas incandescente) mejoró las propiedades humectantes de la superficie de la semilla. Los campos electromagnéticos de alta frecuencia y los fotones generados por la bola corrugaron efectivamente la superficie de la semilla y, como resultado, aceleraron la germinación.

En general, dijo, el plasma administrado por cualquier método, ya sea por chorro, bola o lámina, parecía acelerar la absorción de agua o la imbibición y la germinación al cambiar las propiedades superficiales de la semilla. En una sesión de carteles relacionada, informó que el tratamiento de semillas de frijol con chorros de plasma de helio inducía aspereza, ondulación y apertura de poros en las cubiertas de las semillas. Volkov explicó: «El agua puede penetrar fácilmente a través de las esporas y acelerar la germinación».

Sin embargo, el plasma no afecta por igual a todos los tipos de semillas. Investigadores de la Universidad de Jazan en el Reino de Arabia Saudita describieron un trabajo reciente que mide los efectos del tratamiento con plasma en semillas de uva, acacia, trigo y sorgo. En todos los casos, el plasma pareció «grabar» la superficie de la semilla, lo que impulsó la imbibición. Observaron una germinación más rápida en todas las especies, pero los efectos fueron más pronunciados en las semillas de uva, seguidas de la acacia, seguida del trigo y el sorgo.

Katherina Stapelmann, ingeniera de la Universidad Estatal de Carolina del Norte que presidió la sesión sobre medicina y agricultura del plasma, dijo que el estudio sugiere formas en que el plasma podría aumentar los rendimientos en países que no tienen inviernos duros.

«Las plantas de uva necesitan una temperatura baja para romper su letargo y volver a sus ciclos primaverales», dijo Stapelmann. El tratamiento directo con plasma puede cumplir esa función y permitir el crecimiento de las plantas de uva.

Stapelmann predice que el plasma será más útil para mejorar cultivos inusuales o de alto valor, en lugar de cultivos como el maíz que ya se han optimizado mediante ingeniería genética. «Para cultivos especiales y otros que son difíciles de cultivar, esto realmente puede mejorar el crecimiento y el rendimiento de las semillas».

Otros investigadores de la Universidad de Nagoya, en Japón, informaron resultados prometedores de un estudio que analizó los efectos de tratar las plantas de arroz con plasma directamente, en lugar de tratar exclusivamente las semillas. Otro grupo de Japón, de la Universidad de Kyushu, presentó datos de experimentos con rábanos que sugieren que el color y la edad de las semillas podrían influir en la respuesta de una planta al plasma.

Para Volkov, esta investigación llega cerca de casa. Durante la pandemia, ha llenado su jardín exclusivamente con plantas tratadas con plasma como semillas secas. Ahora se está abriendo camino a través de la cosecha.

«Tenemos una cantidad fantástica de pepinos, tomates y todo».


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