Optimization of plasma reactor for efficient generation of reactive oxygen species during water treatment for irrigation of plants

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

At present, there is a growing interest in the study of possible applications of plasma discharge water treatment technology in various industrial fields. The equipment considered in this work is based on the combined effect on water of plasma discharge and cavitation in flowing mode. The optimal design of the installation was determined. Many authors note the possibility of regulating the growth and development of plants of various crops as one of the promising applications of this technology. Previously, physicochemical processes occurring in water during plasma discharge treatment have been investigated, and the formation of reactive oxygen species (ROS), including hydrogen peroxide, in treated water has been noted. ROSs are actively involved in regulation of plant growth and development. Adjustment of the power of electric pulses supplied to the reactor of the plant allows controlling the generation of hydrogen peroxide. The aim of the work was to determine the most effective mode of water treatment to regulate the growth of lettuce variety “Tuscan” of the genus Lettuce of the Aster family (Lactuca sativa L.). When watering lettuce with water treated in the most effective mode, the dry weight of lettuce increased more than 2 times, and the ascorbic acid content increased by 40%.

About the authors

E. S. Mikhalev

N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences; Lomonosov Moscow State University

Email: mikhalevec@gmail.com
Moscow, Russia; Moscow, Russia

E. V. Morachevskaya

Lomonosov Moscow State University

Moscow, Russia

A. V. Kamler

N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

V. M. Bayazitov

N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

R. V. Nikonov

N. S. Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

References

  1. Abramov V.O., Abramova (Kamler) A.V., Nikonov R.V., Ivanov V.K., Cravotto G., Fedulov I.S. Flow-mode water treatment under simultaneous hydrodynamic cavitation and plasma // Ultrasonics Sonochemistry. 2021. V. 70. P. 105323.
  2. Акатьева Л.В., Калинин В.А., Иванов В.К., Иванов А.В., Холькин А.И. Разработка автоматизированного модуля вертикальной фермы для выращивания растений с применением аддитивной технологии // Химическая технология. 2021. Т. 22. № 3. С. 134.
  3. Nurnaeimah N., Mat N., Mohd. K. S. The Effects of Hydrogen Peroxide on Plant Growth, Mineral Accumulation, as Well as Biological and Chemical Properties of Ficus deltoidea // Agronomy. 2020. V. 10. P. 599.
  4. Rane J., Singh A.K., Tiwari M. Prasad PVV and Jagadish SVK (2022) Effective Use of Water in Crop Plants in Dryland Agriculture: Implications of Reactive Oxygen Species and Antioxidative System // Front. Plant Sci. 2022. V. 12. P. 778270.
  5. Nazir F. et al. Brassinosteroid and hydrogen peroxide improve photosynthetic machinery, stomatal movement, root morphology and cell viability and reduce Cu-triggered oxidative burst in tomato // Ecotoxicology and environmental safety. 2021. V. 207. P. 111081.
  6. Минеев В.Г., Дурынина Е.П., Кочетавкин А.В., Гомонова Н.Ф., Грачева Н.К., Соловьев Г.А., Болышева Т.Н., Савельев И.Б. Практикум по агрохимии под ред. В.Г. Минеева. М.: Изд-во МГУ, 1989. С. 304.
  7. Калинина А.В., Лящева С.В. Состав и содержание пигментов фотосинтеза в листьях проростков озимой мягкой пшеницы // Известия Самарского научного центра РАН. 2018. Т. 2. № 2. С. 286.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».