冷等离子体又称为低温等离子体，它在种子培育，土壤和植物处理，水的活化，绿色肥料以及食品处理等农业环节显示出了良好的前景。冷等离子体在农业中的应用已经催生了一个新的、快速发展的领域，即等离子体农业。

等离子体是物质的四种基本状态之一，另外三种是固态、液态和气态。等离子体带有负电荷、正离子和中性原子的电子汤，它们也会产生电磁场以及紫外线和红外线辐射。当气体获得超级能量并且电子从原子中释放出来时，就会产生等离子体。等离子体和气体一样，形状和体积不是固定的，会依着容器而改变。等离子体有接近完美的导电率，也会在磁场的作用下，显现出各种结构。

等离子体非常常见，在已知宇宙中看到的大多数物质，超过99.9%都处于等离子体状态。比如，大部分来自太空的可见光都源于恒星，而恒星是由等离子体所组成，太阳也是如此；星际空间中的大多数物质也是等离子体组成；地球上的闪电也会产生等离子体；它能够蚀刻芯片当中的数百万微型晶体管。等离子体电视中也含有等离子气体，它们密封在夹在两块玻璃板之间的微小单元内；霓虹灯和荧光灯因等离子而发光。

等离子体可以自然产生，也可以是人造的。当由高温产生时，例如在太阳下，它被称为热等离子体，而在等离子球和其他室温、低压环境中产生的等离子体被称为冷等离子体。

19 世纪末期，芬兰物理学家卡尔·塞利姆·莱姆斯特伦观察到，北极圈附近的冷杉树的年轮宽度跟随北极光的变化而改变，当北极光最强时会变宽。他推测极光以某种方式促进了植物的生长。为了人为地模拟北极光，他在正在生长的植物上放置了一个金属丝网，并让电流通过它。结果发现，在合适的条件下，这种处理产生了更大的蔬菜产量。

过去十多年，全球的农业科学家正在进行冷等离子体的农业实验，它们将低温等离子体应用于种子、幼苗、作物和田地。他们使用惰性气体产生的等离子体，以及由空气产生的等离子体，在某些情况下，等离子体是通过流过种子或植物的等离子体射流直接施加的。另一种方法是使用经过等离子体处理的水，它具有双重作用：灌溉和施肥。这些实验证明了冷等离子体对作物具有一系列好处，从帮助植物生长得更快、更大到抵抗害虫等等。

简单来说，冷等离子体对农业有以下这些帮助：在作物收获前，冷等离子体可以给种子杀菌，修复土壤，促进农作物生长。而收获后，冷等离子体可以进行食品加工以及食品保鲜。

而它最具有吸引人的用途是作为氨肥的替代品。冷等离子体的处理过程会产生带电粒子和中性粒子的混合物，包括电子和离子，可以产生氮和氧的活性物质。如果将等离子体加入水中，活性物质就会溶解，产生的等离子体水的作用与氨相同。

2021年1月，南京农业大学发布了一项新型冷杀菌保鲜包装技术，采用了先保鲜包装后冷杀菌的方法，将食品放在低温等离子电场中“过”一下，在保证生鲜高品质的前提下，大大提高杀菌率和货架保鲜期，该技术目前已经获得国内外发明专利授权4项。

技术开发团队负责人、南京农业大学食品科技学院教授章建浩表示，生鲜肉、鲜切果蔬等荤素混搭的“生鲜调理食品”因其新鲜方便、搭配合理，越来越受“上班族”的喜爱，成了生鲜超市货架上的“香饽饽”。但保鲜期短、缺少安全有效的冷杀菌保鲜包装技术，以及二次污染等问题成了制约产业发展的技术瓶颈。

这套全新的保鲜包装技术采用的是高压电场低温等离子体冷杀菌，与目前广泛采用的热源等杀菌技术相比，杀菌过程中温度不升高或升高很低，能量消耗少，既能高效杀菌又保证了产品的色、香、味等。

章建浩教授介绍，团队最新开发的低温等离子体冷杀菌核心技术装备与MAP气调保鲜包装紧密结合，产生杀菌作用的等离子体来源于包装内部气体，食品通过生产线被输送到高压电场“过”一下，利用食品周围介质产生光电子、离子和自由基团，与微生物表面接触导致其细胞被破坏，从而达到杀菌效果；整个过程一改传统的先杀菌、再包装，变为先包装、后杀菌，大大降低了包装过程中的二次污染和化学残留。

章建浩介绍，团队通过实验证明，该技术对大肠杆菌、沙门氏菌、李斯特菌等常见的食品致病菌杀灭效果理想，并且能大大提高食品的保鲜期。生菜的保质期能从2-3天延长至8天以上，杀菌率超过90%，降解农药51%以上，整个杀菌过程能耗很低，30秒即可完成一次杀菌，非常适合大规模自动化生产。

传统的种子处理方式是通过包衣、拌种、加大农药用量、增加农药组合的方式来解决，但由于农药不被降解或很难被降解，造成了植株受害、农药残留、土壤和水资源的污染，加重了农作物食品安全风险，给消费者健康和生产环境埋下了隐患。

为有效解决这一难题，山东省种子有限公司联手中国农业大学和山东农业工程学院，共同组建了济南市种子健康工程研究中心，并成功开发出利用冷等离子体对种子进行播前处理先进技术。

冷等离子体这一技术是对种子进行播前处理，使种子生理活性增强，发芽率和发芽势提高，潜在抗逆基因得到表达，能够有效提高作物品质和产量，减少生产中的病害及农药和化肥的投入，实现提质增效和环境友好的产业发展目标。

利用等离子体对种子播前处理，不仅能够起到促壮复生并杀灭种子所带细菌的作用，增产效果显著，目前已在玉米、小麦、蔬菜、牧草、中药和果树等30多种作物上广泛应用。

该项技术成果日前经过山东省科技厅组织的专家组鉴定。专家组认定，冷等离子体种子处理技术为国内首创，达到国际领先水平。目前，这一技术还相继获得中华农业奖、山东省科技进步奖、第五届全国物理农业创新奖等多项科技奖励。