Article Dans Une Revue Journal of Physics D: Applied Physics Année : 2025

Treatment of sunflower seeds by cold atmospheric plasma enhances their tolerance to water stress during germination and early seedling development

Traitement des graines de tournesol par plasma froid à pression atmosphérique : augmentation de la tolérance au stress hydrique pendant la germination et développement précoce des plantules.

Résumé

The aim of this study was to investigate the impact of ambient air plasma treatment on both sunflower seed germination and early steps of seedling development under water stress. Dry seeds were exposed to a cold atmospheric plasma (CAP) generated in a dielectric barrier device where excited molecular nitrogen and ozone were detected by optical emission spectroscopy and mass spectrometry respectively. Interestingly, we explain the crucial role of gap’s accuracy when treating seeds with CAP, especially to improve interaction between seeds and plasma and therefore ensure an efficient treatment. CAP significantly improved the germination rates of seeds of dormant and non-dormant sunflower genotypes under water stress, demonstrating its efficiency in alleviating seed dormancy and in improving germination under suboptimal conditions. Furthermore, greenhouse experiments demonstrated that plasma treatment also stimulated seedling development under water stress conditions. These findings highlight the potential of CAP treatment as an effective approach to promote the whole process of emergence of crop species.

L’objectif de cette étude est d’étudier l’impact d’un traitement par plasma d’air ambiant sur la germination des graines de tournesol ainsi que sur les premières étapes du développement des plantules sous stress hydrique. Des graines sèches ont été exposées à un plasma froid à pression atmosphérique (CAP) généré dans un dispositif à barrière diélectrique, où l’azote moléculaire excité et l’ozone sont détectés respectivement par spectroscopie d’émission optique et par spectrométrie de masse. Nous mettons en évidence le rôle crucial de la distance interelectrode (gap) lors du traitement des graines, notamment pour améliorer l’interaction entre les graines et le plasma et ainsi garantir un traitement efficace. Le CAP a significativement amélioré les taux de germination de graines de génotypes de tournesol dormants et non dormants sous stress hydrique, démontrant son efficacité pour atténuer la dormance des graines et améliorer la germination dans des conditions sous-optimales. En outre, des expériences en serre ont montré que le traitement par plasma stimulait également le développement des plantules en conditions de stress hydrique. Ces résultats soulignent le potentiel du traitement par CAP comme approche efficace pour favoriser l’ensemble du processus d’émergence des espèces cultivées.

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hal-05433575 , version 1 (28-12-2025)

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L Taras, C Bailly, Thierry Dufour. Treatment of sunflower seeds by cold atmospheric plasma enhances their tolerance to water stress during germination and early seedling development. Journal of Physics D: Applied Physics, 2025, 59 (1), pp.015210. ⟨10.1088/1361-6463/ae2ae6⟩. ⟨hal-05433575⟩
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