Past bosimli sovuq plazma (cold plasma, CP) elektronlar yuqori energiya tashishi mumkin, ammo og‘ir zarrachalar harorati nisbatan pastligicha qoladigan qisman yoki to‘liq ionlashgan gaz muhitidir; bu xususiyat issiqlikka sezgir biologik materiallarni qisqa muddatli sirt ishlovida qo‘llash imkonini beradi. Ushbu tadqiqot sof azot (N₂), sof kislorod (O₂) va uch xil N₂/O₂ aralashmasidan hosil qilingan past bosimli RF sovuq plazmaning Tatar grechkasi (Fagopyrum tataricum) donlarining unishi va dastlabki nihol rivojlanishiga ta’sirini 45 va 90 soniyalik ishlovlar bilan taqqoslagan.

Sof N₂ bilan 45 soniyalik ishlov yakuniy unish foiziga, nihol uzunligiga yoki biomassaga sezilarli salbiy ta’sir ko‘rsatmagan. Sof N₂ bilan 90 soniyalik ishlov yakuniy unishni nazorat guruhiga nisbatan %10 dan kam kamaytirgan, biroq nihol uzunligi va biomassada sezilarli pasayish keltirib chiqarmagan. Sof O₂ plazmasi agressivroq bo‘lgan; 45 soniyada yakuniy unish foizi nazoratdan %20 dan ko‘proq past bo‘lgan, 90 soniyalik O₂ ishlovi esa taxminan %80 kamayishga olib kelgan. Kislorod ulushi va ishlov davomiyligi oshgani sari unishning kechikishi va dastlabki nihol rivojlanishidagi salbiy ta’sirlar umumiy hisobda kuchaygan.

Bu natijalar faqat o‘rganilgan past bosimli plazma tizimi, Tatar grechkasi materiali va laboratoriya unish sharoitlari uchun amal qiladi. Tadqiqot dala hosildorligi, uzoq muddatli o‘simlik ko‘rsatkichlari yoki plazmaning mikrobial dekontaminatsiya samaradorligini bevosita sinamagan.

Sovuq plazma nima va nima uchun urug‘larga qo‘llanadi?

Plazma erkin elektronlar, ionlar, atomlar, molekulalar, radikallar va fotonlarni o‘z ichiga oladigan ionlashgan gaz holatidir. Termal plazmadan farqli ravishda sovuq plazmada elektronlar bilan og‘ir zarrachalar termal muvozanatda bo‘lmaydi. Elektronlar yuqori energiya tashishi mumkin, og‘ir zarrachalar harorati esa pastroq bo‘lib qolishi mumkin. Shu sababli qisqa muddatli sovuq plazma ishlovlari urug‘ kabi issiqlikka sezgir biologik materiallarda o‘rganilmoqda.

Plazma–urug‘ o‘zaro ta’siri urug‘ sirtining kimyoviy va fizik xususiyatlarini o‘zgartirishi mumkin. Adabiyotlarda sirtning ho‘llanuvchanligi va suv yutilishining o‘zgarishi, sirt funksionallashtirilishi, ferment/gormon javoblari va mikroorganizmlarning inaktivatsiyasi kabi ta’sirlar muhokama qilinadi. Biroq plazma ta’siri faqat “foydali” emas: gaz turi, reaktor, bosim, quvvat, ishlov davomiyligi, urug‘ turi va hatto nav o‘zgarganda javob teskari tomonga o‘zgarishi mumkin.

Nega Tatar grechkasi tanlandi?

Tatar grechkasi (Fagopyrum tataricum) psevdodonli ekin bo‘lib, oddiy grechkaga (Fagopyrum esculentum) nisbatan kamroq yetishtiriladi. Manba tadqiqot Tatar grechkasining sovuq va qurg‘oqchilikka chidamli, kam resursli yetishtirishga mos va flavonoidlarga boy ekanini ta’kidlaydi. Ayniqsa rutin miqdori oddiy grechkadagidan ancha yuqori bo‘lishi mumkinligi qayd etiladi.

Oldingi sovuq plazma tadqiqotlarining katta qismi keng tarqalgan dala ekinlariga qaratilgan. Urug‘larning CP ga javobi tur va navga bog‘liq bo‘lgani sababli Tatar grechkasi uchun gaz tarkibini alohida optimallashtirish zarur. Ushbu tadqiqotning original savoli sof N₂, sof O₂ va ularning turli nisbatdagi aralashmalari Tatar grechkasi unishida turlicha natija beradimi, degan masaladir.

Plazma tizimi qanday qurilgan edi?

Manba taxminan 2 m uzunlikdagi va 0,20 m tashqi diametrli maxsus tayyorlangan reaktordan foydalangan. Ichki diametri 0,18 m, hajmi taxminan 50 L. Induktiv bog‘langan razryad shisha vakuum quvuri atrofidagi qo‘zg‘atuvchi g‘altakka ulangan 27,12 MHz Induktio UHFG-8 RF generatori tomonidan hosil qilingan. Taxminan 200 ta Tatar grechkasi doni metall to‘r ustiga yoyilib, g‘altak hududiga joylashtirilgan.

Vakuum uchun ikki bosqichli Leybold Trivac D65B nasosidan foydalanilgan. Manba bir xil usul jumlasida plazma hosil qilish uchun 50 Pa bosim va “ishchi bosim taxminan 10 Pa” iboralarini birga beradi; ikki qiymatning batafsil funksional farqi alohida izohlanmagan. Elektr sharoitlari 2,5 kV va taxminan 1,5 kW sifatida xabar qilingan.

Gaz tarkiblari va ishlov davomiyligi

Bularga qo‘shimcha ravishda plazma qo‘llanmagan oddiy nazorat va faqat maksimal ishlov davomiyligi bo‘lgan 90 soniya davomida vakuumga duchor qilingan vakuum nazorati ishlatilgan. Ishlovdan darhol keyin donlar steril PVC paketlarga solingan va unish tajribalari shu kunning o‘zida boshlangan.

Unish testi qanday o‘tkazildi?

Har bir ishlov uchun 20 dona 75 mm diametrli Petri idishlariga ikki qavat filtr qog‘ozi ustiga joylashtirilgan va 4 mL bidistillangan suv bilan namlangan. Har bir guruh olti marta takrorlangan. Petri idishlari 22 °C va %60 nisbiy namlikda, qorong‘i o‘stirish xonalarida saqlangan. Zarur bo‘lganda namlikni saqlash uchun steril distillangan suv qo‘shilgan.

Unib chiqqan donlar soni dastlabki uch kun davomida har 24 soatda, keyin esa 6- va 8-kunlarda sanalgan. Ildizchaning urug‘ qobig‘idan ko‘rinadigan tarzda chiqishi unish mezoni sifatida qabul qilingan.

Tenglama (1): Unish foizi qanday hisoblandi?

\[ GR(\%)= \frac{\text{çimlenen tane sayısı}} {\text{toplam tane sayısı}} \times100 \tag{1} \]

Formula nimani hisoblaydi? Muayyan baholash vaqtida jami donlarning necha foizi unganini ko‘rsatadi.

O‘zgaruvchilar: Surat — ildizchasi urug‘ qobig‘idan chiqqan ungan donlar soni. Maxraj — boshlanishida tegishli guruhda baholangan jami donlar soni. Har ikki kattalik dona hisobida bo‘lgani uchun nisbat o‘lchovsiz; 100 ga ko‘paytirish natijani foizga aylantiradi.

Talqin: \(GR=100\%\) barcha donlar unganini, \(GR=50\%\) yarmi unganini bildiradi. Biroq GR faqat yakuniy miqdorni ko‘rsatadi; unish qanchalik tez sodir bo‘lganini o‘zi tushuntirmaydi. Shu sababli tadqiqot ikkinchi ko‘rsatkich sifatida o‘rtacha unish vaqtini qo‘llagan.

Tenglama (2): O‘rtacha unish vaqti nimani o‘lchaydi?

\[ MGT= \frac{\sum D\times n}{\sum n} \tag{2} \]

MGT (Mean Germination Time) ungan donlar tajribaning o‘rtacha nechanchi kunida unganini ko‘rsatadigan vaqt bo‘yicha og‘irliklangan o‘rtacha qiymatdir.

\(D\) — tajriba boshlanganidan beri o‘tgan kunlar soni; \(n\) — o‘sha kuni ungan donlar soni. \(D\times n\) muayyan kunda sodir bo‘lgan unishning umumiy vaqt og‘irligiga qo‘shgan hissasini beradi. Barcha kunlarning hissalari yig‘ilib, jami ungan donlar soniga bo‘linadi.

MGT ning birligi kun. Pastroq MGT unish ertaroq sodir bo‘lganini, yuqoriroq MGT esa unish kechikkanini bildiradi. Shuning uchun ikki guruh bir xil yakuniy GR qiymatiga ega bo‘lsa ham, MGT yuqoriroq guruh sekinroq ungan bo‘lishi mumkin.

Sof Azotli Sovuq Plazma Tatar Grechkasida Nega Ma’qulroq Ko‘rindi?

Sof N₂ plazmasi ushbu tajribada O₂ tutgan plazmalarga qaraganda kamroq salbiy natija berdi: 45 soniyalik N₂ ishlovi yakuniy unish, MGT, nihol uzunligi va biomassada nazorat guruhiga nisbatan sezilarli salbiy ta’sir keltirib chiqarmagan, O₂ ulushi va ayniqsa 90 soniyalik ta’sir oshgani sari unish va dastlabki nihol rivojlanishi yomonlashgan. Tadqiqot bu farqning molekulyar sababini bevosita o‘lchamagan; reaktiv kislorod va azot turlariga oid tushuntirishlar avvalgi adabiyotlarga asoslangan mexanistik talqinlardir.

Kislorod ulushi nega muhim bo‘lishi mumkin?

Muallif past bosimli tizimlarda kislorod miqdorining oshishi material sirtidagi eroziyani kuchaytirishi mumkinligi va reaktiv kislorod turlarining (ROS) mikrobial inaktivatsiyada kuchli rol o‘ynashi haqidagi oldingi tadqiqotlarni muhokama qiladi. Ozon (O₃), metastabil O₂ turlari va atomar O kabi kislorod turlari kuchliroq sirt reaksiyalarini yuzaga keltirishi mumkin.

Reaktiv azot turlari (RNS) ham biologik javob hosil qilishi mumkin; biroq gaz aralashmasidagi O₂ ulushining ortishi ushbu tadqiqotda umumiy holda salbiyroq unish va nihol rivojlanishi bilan birga kuzatilgan. Ayniqsa 90 soniyalik %75 O₂ + %25 N₂ sharoitida nihol rivojlanishining eng kuchli susayishi muallif tomonidan ROS va RNS ning birgalikdagi ta’sirini o‘rganishni talab qiladigan ehtimol sifatida muhokama qilingan.

Muhim farq: Bu tadqiqotda ROS/RNS konsentratsiyalari yoki plazmaning optik emissiya spektri bevosita o‘lchanmagan. Shuning uchun “falon reaktiv tur falon zararni keltirib chiqardi” degan qat’iy sababiy mexanizm tadqiqotning tajriba natijasi emas.

Tadqiqot Usuli va Natijalari

Namuna tuzilishi va manba ichidagi son bo‘yicha izoh

Manba faol plazma ishlovlari uchun 10 xil kombinatsiyani belgilaydi va ularga oddiy nazorat hamda vakuum nazoratini qo‘shadi. Har bir guruh uchun Petri idishiga 20 dona va olti takror qayd etilgan, demak guruh boshiga 120 dona ishlatilgan.

Matnda ayni paytda “butun tajriba uchun 1200 dona” iborasi ham berilgan. Matematik jihatdan \(20\times6\times10=1200\) faqat o‘nta faol CP guruhini qamrab oladi. Nazorat va vakuum nazorati ham xuddi shu 120 dona/guruh hisobiga kiritilsa, jami son yuqoriroq bo‘ladi. Manba bu farqni tushuntirmagani sababli Verianla umumiy namuna sonini qayta hisoblab, manba qiymati sifatida taqdim etmaydi.

Statistik baholash

Natijalar olti takrorning o‘rtachasi ± standart xato (SE) ko‘rinishida berilgan. Guruhlar orasidagi farqlar bir yo‘nalishli dispersiya tahlili (one-way ANOVA) va undan keyin Duncan post-hoc testi bilan baholangan. Ahamiyatlilik chegarasi \(p<0.05\). Tahlil uchun Statistica StatSoft 7-versiyasi, grafiklar uchun MS Excel ishlatilgan.

Jadval va grafiklarda ishlatilgan yuqori indeks harflari ko‘p martalik taqqoslash natijasini ko‘rsatadi. Manba izohiga ko‘ra, turli harfga ega guruhlar statistik jihatdan sezilarli farq qiladi. Bir xil harfni ulashadigan guruhlar uchun sezilarli farq ko‘rsatilmagan.

Unish foizi va MGT natijalari

• Vakuum nazorati: Vakuumning o‘zi yakuniy unishga salbiy ta’sir ko‘rsatmagan. Ikkinchi kunda oddiy nazoratga nisbatan taxminan %15 yuqoriroq vaqtinchalik unish kuzatilgan.
• N₂, 45 s: Yakuniy unish va MGT nazorat guruhiga nisbatan sezilarli salbiy ta’sirlanmagan.
• N₂, 90 s: MGT nazorat guruhidan sezilarli farq qilmagan; yakuniy unish taxminan %10 dan kam pasaygan.
• O₂, 45 s: Yakuniy unish nazorat guruhiga nisbatan %20 dan ko‘proq kamaygan.
• O₂, 90 s: Yakuniy unish taxminan %80 kamaygan va eng kuchli salbiy sharoitlardan biri yuzaga kelgan.
• N₂/O₂ aralashmalari: Umumiy tendensiya O₂ fraksiyasi va ayniqsa 90 soniyalik ishlov davomiyligi oshgani sari MGT uzayishi va unish samaradorligi yomonlashishi tomonga bo‘lgan.

Manba 2-rasm unish foizini 1-, 2-, 3-, 6- va 8-kunlarda vaqt egri chiziqlari shaklida ko‘rsatadi. Manba 3-rasm esa barcha guruhlarning MGT qiymatlarini taqqoslaydi. Grafiklarning alohida xom ma’lumot nuqtalari jadval ko‘rinishida berilmagani sababli Verianla bu egri chiziqlardan aniq yangi raqamlar chiqarmaydi.

Nihol uzunligi va biomassa

Nihol ma’lumotlari unish natijalaridagi umumiy naqshni qo‘llab-quvvatlaydi. Nazorat, vakuum nazorati, N₂ 45 s va N₂ 90 s guruhlarining nihol uzunliklari bir xil “a” statistik guruhida joylashgan. Biomassada ham bu to‘rt sharoit “a” guruhida.

Sof O₂ 45 soniyada nihol uzunligini 83,8 ± 1,6 mm dan 61,3 ± 2,6 mm gacha, biomassani 78,6 ± 3,5 mg dan 52,6 ± 2,5 mg gacha tushirgan naqshni ko‘rsatgan. O₂ 90 soniyada uzunlik 46,4 ± 4,7 mm, biomassa 30,2 ± 2,8 mg bo‘lgan.

Dastlabki nihol o‘sishi bo‘yicha eng past o‘rtacha qiymat sof O₂ da emas, 90 soniyalik %75 O₂ + %25 N₂ aralashmasida o‘lchangan: nihol uzunligi 23,3 ± 8,2 mm va biomassa 24,6 ± 3,7 mg. Muallif bu kuzatuvni ROS va RNS ning birgalikdagi ta’sirini o‘rganish zarurligini ko‘rsatadigan natija sifatida baholaydi.

Ishlov davomiyligining ta’siri

Gaz tarkibi kabi ta’sir davomiyligi ham muhim belgilovchi omildir. Sof N₂ 45 soniyadan 90 soniyagacha uzaytirilganda nihol uzunligi va biomassada sezilarli yomonlashuv keltirib chiqarmagan; aksincha O₂ tutgan sharoitlarda uzoqroq ishlov umumiy hisobda kuchliroq ingibitsiya bilan bog‘liq bo‘lgan.

Manba kuchli past bosimli plazma reaktorlari intensiv UV va ayniqsa vakuum-ultrabinafsha nurlanishi hamda boshqa yuqori energiyali plazma komponentlarini hosil qilishi mumkinligini adabiyotlar asosida muhokama qiladi. Uzoqroq ta’sirda elektron zichligi, radiatsiya va issiqlik yukining ortishi mumkin bo‘lgan zararlanish mexanizmlari sifatida ko‘rsatiladi. Biroq bu fizik kattaliklar mazkur tajribada alohida o‘lchanmagan.

Tadqiqot bevosita qo‘llab-quvvatlaydigan natijalar

• O‘rganilgan tizimda sof N₂ plazmasi sof O₂ plazmasiga nisbatan Tatar grechkasi uchun kamroq agressiv bo‘lgan.
• 45 soniyalik sof N₂ ishlovi unish yoki dastlabki nihol o‘sishiga sezilarli salbiy ta’sir ko‘rsatmagan.
• 90 soniyalik sof N₂ ishlovi yakuniy unishni %10 dan kam kamaytirgan, biroq nihol uzunligi va biomassaga sezilarli ta’sir ko‘rsatmagan.
• Sof O₂ plazmasi 45 soniyada ham yakuniy unishni %20 dan ko‘proq kamaytirgan.
• Sof O₂ ning 90 soniyalik ishlovi yakuniy unishning taxminan %80 kamayishi bilan bog‘liq.
• O₂ ulushining oshishi va ta’sir davomiyligining uzayishi umumiy hisobda salbiyroq unish va nihol rivojlanishi bilan bog‘liq.
• 90 soniyalik %75 O₂ + %25 N₂ aralashmasi nihol uzunligi va biomassada eng past o‘rtacha qiymatlarni bergan.
• Vakuum ishlovining o‘zi yakuniy unishda sezilarli salbiy ta’sir ko‘rsatmagan.

Tadqiqot qo‘llab-quvvatlamaydigan umumlashtirishlar

• N₂ plazmasi barcha o‘simlik turlari va barcha plazma reaktorlarida xavfsiz ekani ko‘rsatilmagan.
• 45 soniyalik N₂ ishlovi dala hosildorligini oshirishi ko‘rsatilmagan.
• Ushbu tajribada sovuq plazmaning zamburug‘ yoki bakteriya dekontaminatsiyasidagi samarasi o‘lchanmagan.
• ROS va RNS miqdorlari o‘lchanmagani uchun muayyan reaktiv turlar kuzatilgan biologik o‘zgarishlarning bevosita sababi ekani isbotlanmagan.
• Tajriba faqat unish va dastlabki nihol bosqichini qamrab oladi; yetuk o‘simlik o‘sishi, hosildorlik va mahsulot sifati baholanmagan.
• Natijalarni Tatar grechkasining boshqa navlariga avtomatik tarzda umumlashtirib bo‘lmaydi; manba urug‘ javobi nav darajasida o‘zgarishi mumkinligini ta’kidlaydi.
• Bir laboratoriya plazma sharoitining iqtisodiy yoki tijoriy qishloq xo‘jaligida qo‘llanish imkoniyati ushbu tajriba bilan ko‘rsatilmagan.

Kelajakdagi tadqiqot ehtiyoji

Muallif keyingi tadqiqotlar gaz aralashmalarini faqat unish jihatidan emas, dekontaminatsiya samaradorligi jihatidan ham birgalikda baholashi kerakligini bildiradi. Bundan tashqari, plazma bilan ishlov berilgan Tatar grechkasini uzoqroq vaqt oralig‘ida va ayniqsa dala tajribalarida kuzatish zarur.

Bu yondashuv muhim; chunki ideal urug‘ plazma ishlovi faqat mikroorganizmlarni inaktivatsiya qilishi bilan emas, balki buni urug‘ hayotchanligi va keyingi o‘simlik rivojlanishini saqlagan holda bajarishi bilan baholanishi kerak. Mazkur tadqiqot bu optimallashtirish muammosi gaz tarkibi va ta’sir davomiyligiga kuchli bog‘liq ekanini ko‘rsatadi.

Manba va Usul Haqida Izoh

Original sarlavha: Effect of nitrogen and oxygen low-pressure cold plasma and their mixtures on the germination and early seedling growth of Tartary buckwheat

Muallif: Jure Mravlje.

Mas’ul muallif: Jure Mravlje.

Muassasalar: Department of Biology, Biotechnical Faculty, University of Ljubljana, Ljubljana, Slovenia; Department of Surface Engineering, Jožef Stefan Institute, Ljubljana, Slovenia.

Jurnal: Acta Biologica Slovenica.

Nashr ma’lumoti: 2026, 69(1), 106–115.

Nashriyotchi: University of Ljubljana Press va Biological Society of Slovenia; jurnal University of Ljubljana, Biotechnical Faculty tomonidan nashr etiladi.

DOI: 10.14720/abs.69.1.23667

Rasmiy havola: https://doi.org/10.14720/abs.69.1.23667

Maqola turi: Original Research; taqrizdan o‘tgan eksperimental tadqiqot maqolasi.

Topshirilgan: 18 Avgust 2025. Qabul qilingan: 16 Yanvar 2026. Nashr: 16 Yanvar 2026.

Litsenziya: Creative Commons Attribution–ShareAlike (CC BY-SA).

Moliyalashtirish: Slovenian Research and Innovation Agency (ARIS); P1-0212 Plant Biology va P2-0082 Thin-film Structures and Plasma Surface Engineering dastur guruhlari hamda J1-3014 loyihasi.

Ma’lumotlar mavjudligi: Tadqiqot ma’lumotlari Zenodo da https://doi.org/10.5281/zenodo.18246860 DOI si orqali mavjud ekani bildirilgan.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Muallif manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildirgan.

Muallif hissalari: Jure Mravlje; konseptuallashtirish, metodologiya, formal tahlil va tadqiqot, resurslar, ma’lumotlar kuratsiyasi, dastlabki qo‘lyozmani yozish, ko‘rib chiqish/tahrirlash va vizuallashtirish uchun mas’ul deb ko‘rsatilgan.

Manba ichidagi namuna soni izohi: Matn 10 faol CP ishlovi bilan birga nazorat va vakuum nazorati borligini va guruh boshiga 120 dona ishlatilganini bildirar ekan, umumiy tajriba sonini 1200 deb beradi. 1200 qiymati faqat 10 faol CP guruhining \(10\times120\) yig‘indisiga mos keladi. Manba bu hisob farqini alohida tushuntirmaydi.

Manba ichidagi bosim izohi: Reaktor usuli bir jumlada 50 Pa bosim va taxminan 10 Pa ishchi bosimni bildiradi. Ikki qiymatning tajribadagi roli alohida ajratilmagani sababli Verianla tomonidan o‘zgartirilmagan.

Asosiy metodologik cheklov: Natijalar laboratoriya unishi va dastlabki nihol o‘sishiga taalluqli. Uzoq muddatli o‘simlik rivojlanishi, dala hosildorligi, dekontaminatsiya samaradorligi va turli nav/reaktor sharoitlaridagi natijalar alohida tasdiqlanishi kerak.