專利名稱：：用prf的種子處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，更具體地涉及種子處理和種子發(fā)芽(或種子萌發(fā))領(lǐng)域，甚至更具體地涉及應(yīng)用電場(chǎng)來增強(qiáng)種子性能(或種子特性,seedperformance)。
背景技術(shù)：
：種子是農(nóng)業(yè)中最重要的可交易資產(chǎn)之一。種子具有如此小的體積，使得它們能夠容易地儲(chǔ)存和運(yùn)輸；而且它們對(duì)于種植者具有巨大價(jià)值，因?yàn)橥ㄟ^在適當(dāng)條件下簡(jiǎn)單地培植它們，它們可以生長(zhǎng)為成熟的才直物。然而，由于才直物(作物)/人種子開始生長(zhǎng)也需要以成本效益的方式進(jìn)行，因而種子的質(zhì)量和萌芽的生物過,呈應(yīng)盡可能為最佳。需要控制的因素之一是種子發(fā)芽的時(shí)間，因?yàn)檫@決定著收獲的時(shí)間。對(duì)于作物的生產(chǎn)，至關(guān)重要的是，所有植物的生長(zhǎng)同時(shí)進(jìn)行，以提供均一的產(chǎn)品以及經(jīng)濟(jì)有效地進(jìn)行植物的生長(zhǎng)和作物的收獲。實(shí)現(xiàn)上述目的的方式之一是引發(fā)種子。引發(fā)主要涉及種子的預(yù)處理從而以受控方式提供水。這將啟動(dòng)發(fā)芽的早期階段，但不會(huì)使胚根伸出。在引發(fā)以后，種子被重新干燥。稍后，在播種和暴露于水以后，這些引發(fā)的種子發(fā)芽更快，并且出苗被同步化。引發(fā)的好處是更高的發(fā)芽百分比(稱作"發(fā)芽能力，，)，同時(shí)種子還可以更快i也發(fā)芽(稱作"發(fā)芽勢(shì)(germinationenergy)")。此外，出苗的均一性得到^^高。不同的引發(fā)方法是已知的，如滲透引發(fā)(利用水的液體載體)、基質(zhì)引發(fā)(利用固體水載體)或水引發(fā)(利用純水)。自電氣時(shí)代j刀其月開始，不時(shí)地(occasionally)有人研究應(yīng)用電場(chǎng)或電磁場(chǎng)來影響植物的生長(zhǎng)特性。雖然可以獲得許多經(jīng)常是軼事且零碎的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但那些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并不是意義明確的。原因之一是存在許多可以變化的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如場(chǎng)的類型(磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)、靜電場(chǎng)、電場(chǎng)、AC或DC、甚至等離子體場(chǎng))、場(chǎng)強(qiáng)(或離場(chǎng)源的距離)、頻率(在AC場(chǎng)的情況下)、處理的持續(xù)時(shí)間、要處理的才直物或才直物部分的類型、其他環(huán)境條件的影響等。通常，可以說，i午多研究者已發(fā)現(xiàn)通過施加這些種類的場(chǎng)，對(duì)生長(zhǎng)速率、產(chǎn)量大小和質(zhì)量具有有利影響，盡管也已報(bào)道沒有影響或甚至具有有害影響。此外，在某些場(chǎng)實(shí)-驗(yàn)中，有利影響可以通過以下事實(shí)^f尋到確立所施加的場(chǎng)對(duì)于植物的病原體是有害的，因而植物可以不受疾病的阻礙而生長(zhǎng)(如在WO02/39786中所々支定的)。最近，已發(fā)表了一些更認(rèn)真的研究，其研究了這些種類的能量場(chǎng)在農(nóng)業(yè)中的作用。Ark,P.A.和Parry，W.(Quart.Rev.Biol.，1940,15(2):172-191;還參見US2，308,204)集中于在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用高頻靜電場(chǎng)來才艮除才直物病原體，3口真菌和線蟲。最近，Cwiklinski,C.和von股rsten,D.(ASAEAnnualMeeting,2001paper#01671)、Nelson,S.O.等(Tmns.ASAE，2002，45(6):1937-1942)、以及^Wayland，J.R.(US5,060，414)已描述了類似的應(yīng)用。已報(bào)道UHF電f茲場(chǎng)是植物毒性的(Davis，F(xiàn).S.etal.,1973，Nature242:291-292)。然而，最近已凈艮道了對(duì)發(fā)芽和生長(zhǎng)的有利影響CelestinoC.等才艮道了50Hz電石茲場(chǎng)對(duì)美國(guó)紅才樂(gwerc^n/6er)種子的有利f)響(Electro-andMagnetobiology,2000,19:115-120);Moon，J-D.和ChungH-S.才艮道了各種AC電場(chǎng)和》茲場(chǎng)對(duì)番茄種子的有利影響(J.Electrostatics,2000,48(2):103-114);EarthPulse5TechnologiesLLC的新聞稿中才艮道了脈沖電,茲系統(tǒng)對(duì)萌芽的種子和豆類的有利影響(Bengalore，India,April11，2006);Kalinin,L.G.等才艮道了低頻脈沖電^茲場(chǎng)對(duì)各種種類種子的有利影響(Biofizika,2005,50(2)，361-366);以及Lynikiene,S等才艮道了電暈方文電場(chǎng)〗寸胡蘿卜、蘿卜、甜菜以及大麥種子的有利影響(Int.Agr叩hysics,2006，20:195-200)。US5,740,627描述了使用"離子-電子雪崩"來處理種子，尤其是番茄種子，這導(dǎo)致產(chǎn)生自那些種子的#_物具有增強(qiáng)的生長(zhǎng)特性。WO02/39786描述了將射頻場(chǎng)施加于生物組織和食物以提供熱能，通過該熱能殺死孩t生物。該文獻(xiàn)還表明才直物和植物部分的處理并且表明由于不存在(病原)微生物這些植物呈現(xiàn)改善的生長(zhǎng)特性。上述利用電場(chǎng)的方法的主要在夾點(diǎn)之一在于，它們的大多數(shù)〗吏用高壓至超高壓(veryhighvoltage)電場(chǎng)，其自然意p木著只于實(shí)施處J里的操作者具有危險(xiǎn)并且其可能損害被處理的生物材料。尤其是在通過施加電場(chǎng)而產(chǎn)生熱的情況下，細(xì)月包的隱性損傷(implicitdamaging)危害著這些種類的場(chǎng)的廣泛應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的發(fā)明人現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，將脈沖射頻電場(chǎng)施加于種子可在不產(chǎn)生可能損傷生物材料的熱的情況下增強(qiáng)所述種子的發(fā)芽速度、發(fā)芽能力，提高萌芽進(jìn)程的均一性，以及進(jìn)一步增強(qiáng)植物幼苗的生長(zhǎng)速率。另夕卜，本發(fā)明包括根據(jù)本發(fā)明的方法，其中在PRF處理期間或之前引發(fā)種子。優(yōu)選地，將種子或植物部分放置在板狀電極和4妻地板之間。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，PRF的參數(shù)如下頻率50,000-l，000.,OOOHz，優(yōu)選150,000-500,000Hz月永沖持續(xù)時(shí)間0.1-100msec,4尤選5-20msec。月永沖頻率l-20/sec，優(yōu)選1-3/sec。電壓1-100V/cm電才及之間3巨離處J里時(shí)間2-180分鐘優(yōu)選電壓為5-50V/cm，更優(yōu)選10-30V/cm。還優(yōu)選處理時(shí)間為約5至約60分鐘，更優(yōu)選約10至約30分4中。本發(fā)明進(jìn)一步包括應(yīng)用PRF來增強(qiáng)種子發(fā)芽和/或才直物或4直物部分的生長(zhǎng)和/或植物產(chǎn)量。本發(fā)明的另一種實(shí)施方式是根據(jù)本發(fā)明的方法處理的種子以及產(chǎn)生自那些種子的#_物。圖1示出實(shí)施例1的實(shí)-驗(yàn)的裝置。12粒豆子^皮放置在培養(yǎng)亞中的濕巾上并通過電極加以PRF刺激，其中電極是平行于豆子長(zhǎng)軸加以放置。接地是通過放置在濕巾下面的板狀電才及。圖2示出4安照實(shí)施例1力o以刺激對(duì)豆苗生長(zhǎng)的影響。左邊才直物力口以刺;敫。右邊才直物對(duì)照，未力口以刺;敫。圖3示出暴露于PRF電場(chǎng)對(duì)豆子種子的發(fā)芽的影響。在前面的是已被PRF刺激2分鐘的10粒豆子。在后面的是已被PRP刺激10分4中的IO并立豆子。圖4示出不同PRF處理對(duì)百日菊(Z/ww》)種子的發(fā)芽百分率的影響。種子在土壤上發(fā)芽。圖5示出不同PRF處理對(duì)雛菊(Be〃&)種子的發(fā)芽百分率的影響。種子在濕紙上發(fā)芽。圖6是小麥種子的發(fā)芽率的曲線圖。在y軸上示出發(fā)芽百分率，而X軸表示播種以后的天數(shù)。圖7說明如在實(shí)施例中描述的不同處理對(duì)老化小麥種子的發(fā)芽的影響。淺灰色是正常植物幼苗，深灰色是異常植物幼苗以及白色是死植物幼苗。圖8是豆子種子的發(fā)芽率的曲線圖。在y軸上示出發(fā)芽百分率，而X軸表示播種以后的天數(shù)。圖9說明如在實(shí)施例中描述的不同處理對(duì)老化豆子種子的發(fā)芽的影響。淺灰色是正常植物幼苗，深灰色是異常植物幼苗以及白色是死植物幼苗。圖10i兌明如在實(shí)施例中描述的不同處理只于正常和老4b油菜(Sm肌'c",或蕓苔)種子的發(fā)芽的影響。淺灰色是正常植物幼苗，深灰色是異常植物幼苗以及白色是死植物幼苗。圖ll是豆子種子的圖片。左圖吸脹、非PRF處理種子的4個(gè)重復(fù)。右圖用PRF2(30V，20分鐘PRF)處理的豆子的4個(gè)重復(fù)。圖12是油菜(5ra^/ca)種子的圖片。左邊是對(duì)照，右邊是經(jīng)PRF處理的。圖14是盆栽百日菊(Z/w"/a)才直物幼苗的圖片。左對(duì)對(duì)照；右對(duì)經(jīng)PRF處理。圖15是吸月長(zhǎng)、非PRF處理的小麥種子的圖片。底圖4個(gè)試驗(yàn)容器的"角度"視圖(均是對(duì)照處理+吸脹的重復(fù))。頂圖底圖的最右邊容器(容器B)的頂視圖。圖16是經(jīng)PRF1處理的小麥種子的圖片。底圖4個(gè)試驗(yàn)容器的"角度"視圖(均是PRF1處理的重復(fù)23V/cm,20分鐘)。頂圖底圖的最左邊容器(容器A)的頂視圖。圖17是在紙上發(fā)芽的百日菊(Z/wm'a)種子圖片。左邊對(duì)照；右邊經(jīng)PRF處理。圖18是在土壤中發(fā)芽的百日菊(Z/w2/")種子的圖片。上圖只寸照；下圖經(jīng)PRF處3里。圖19是在紙上發(fā)芽的雛菊(SWfc)種子的圖片。左邊對(duì)照；右邊經(jīng)PRF處理。圖20是在紙上發(fā)芽的仙客來(qyc/a柳ew)種子的圖片。左邊對(duì)照；右邊經(jīng)PRF處理。具體實(shí)施例方式PRF(脈沖射頻)在醫(yī)學(xué)中被用作臨床上已證明的在痛覺起因于周圍神經(jīng)或經(jīng)由周圍神經(jīng)傳輸?shù)那闆r下(如在通過掐捏脊柱的推間盤膨出附近的神經(jīng)引起的疼痛、面部疼痛、創(chuàng)傷等的情況下)減輕疼痛的方法。PRF,正如RF(射頻)一樣，通過將AC電流施加于神經(jīng)附近來起作用。通常^f吏用400,000-500,000Hz的頻率，^f旦范圍可以在50,000至1,000,000Hz變化。借助于PRF，以較短持續(xù)時(shí)間(I-IOOmsec)的脈沖遞送電流，其中月永沖由約0.1至1sec的靜止時(shí)間(silentperiod)隔開。在PRF中，與連續(xù)RF相反，在工作循環(huán)(dutycycle)的活3夭期(activephase)過程中在電才及尖端產(chǎn)生的熱在零電壓、或明顯較低電壓的靜止期(restingphase,^f木止期)#皮消散。在工作循環(huán)的活躍期(所謂的熱峰(heatspike))過程中，可以允許溫度短暫地升高達(dá)5°C，雖然溫度的這些超短和溫和上升的生物效應(yīng)是未知的。此外，在熱峰期間熱擴(kuò)散預(yù)計(jì)是微小的(在人體組織中<0.2mm),乂人而實(shí)際上避免(outruling)發(fā)生熱步文應(yīng)。至今，并沒有決定性的理i侖來解釋和支持所觀察到的PRF的臨床效果。已將連續(xù)射頻(RF)電場(chǎng)施加于種子(如在US2,712,713中所描述的)以及施加于植物(如在WO02/39786中所描述的)。然而，已表明，通過施加電場(chǎng)所導(dǎo)致的熱量的產(chǎn)生、以及因此環(huán)境溫度的升高是處理的基本特征?，F(xiàn)在，令人驚訝的是，已發(fā)現(xiàn)PRF,即脈沖射頻電場(chǎng)，沒有熱量產(chǎn)生或具有招J效的(minimal,最小量的)熱量(heat,熱)產(chǎn)生，也可以用于增強(qiáng)植物的發(fā)芽和生長(zhǎng)。為此目的，植物部分，尤其是種子，用PRF處理?？梢匀缭趯?shí)施例中描述的，用PRF進(jìn)行處理，即，通過4尋種子》文置在濕或潮濕環(huán)境中，如在濕巾上，然后通過一個(gè)或多個(gè)靠近種子放置的電極施加電場(chǎng)?？商鎿Q地，可以將種子放入水溶液中，如諸如在實(shí)施例2中描述的生理鹽水的水溶液。然后可以通過具有更大表面的板狀電極施加PRF,其中種子4皮放置在板狀電極之間(或在其間傳輸)。在兩種情況下，可容易地獲得均勻處理。為此，半自動(dòng)過程是可4于的，其中種子例如在連續(xù)(或循環(huán)，endless)輸送帶上被緩慢傳輸，而其中輸送帶在電極板和接地板之10間通過。當(dāng)種子在水溶液中時(shí)，可以設(shè)想，此溶液^皮引導(dǎo)通過其中設(shè)置有電極板的槽(bath),或者可替換地，該溶液在管道中，該管道被引導(dǎo)通過電極4反(在后一種情況下，電極板在水溶液外面)。如實(shí)施例所表明的，最優(yōu)參數(shù)，其中之一是PRF處理的時(shí)間，對(duì)于各種待處理的種子是不同的。因此"通過，，應(yīng)花費(fèi)(或占用)預(yù)期處理時(shí)間，或車lr送帶(或水流)應(yīng)4f止足夠量的時(shí)間以進(jìn)4亍處理。通常的數(shù)值是約300,000Hz的頻率、10msec的脈沖持續(xù)時(shí)間以及2/sec的脈沖頻率。然而，可以使用的參數(shù)具有較大的變化頻率50，000畫l,000,000Hz,優(yōu)選150,000-500,000HzA;K沖持續(xù)時(shí)間0.1-100msec，4尤選5-20msec。月永沖頻率l畫20/sec,優(yōu)選l-3/sec電壓1-100V/cm電才及之間的-巨離暴露時(shí)間2-180分鐘尤其是所施加的電壓和處理時(shí)間是應(yīng)加以調(diào)節(jié)以實(shí)J見最佳處理的參凄t。優(yōu)選地，電壓為約5至約50V/cm,并且更優(yōu)選為約10至約30V/cm。處理時(shí)間優(yōu)選為約5至約60分鐘，更優(yōu)選約10至約30分鐘。如在實(shí)施例中所表明的，我們已發(fā)現(xiàn)，就電壓和處理時(shí)間而言，最佳處理參凄史在不同物種的種子之間是不同的(參見表1以及圖4和圖5)。從這一點(diǎn)看來，在某些情況下(例如，百日菊(Z,'""&))最佳效果由電壓和時(shí)間的低數(shù)值決定，這些參數(shù)的增加會(huì)降^f氐對(duì)種子發(fā)芽的影響，而在雛菊(Se〃&)中更長(zhǎng)的處理時(shí)間似乎是最佳的?？梢酝ㄟ^種子大小和/或種子外殼厚度的差異來解釋這些差異，但主要因素似乎是種子的水分含量?？磥?，如果種子是完全干燥的，則PRF沒有或僅有4艮小影響，并且PRF效果看來在水分含量/人至少0.1%(基于干重)以上的情況下才顯現(xiàn)。水分含量的上限似乎并不是關(guān)鍵的，但預(yù)期水分含量高達(dá)60%的種子將是可處理的。優(yōu)選水分含量為約30-40%(基于干重)?？梢韵蚍N子纟是供水的方式之一是首先通過在水溶液如鹽水或電解質(zhì)溶液(例如，0.1-0.5%KN03)中引發(fā)它們。如商業(yè)上引發(fā)種子所進(jìn)行的那樣，可以在吸脹水溶液以后存儲(chǔ)種子。在我們的實(shí)驗(yàn)中，看來存儲(chǔ)7天并不降低PRF對(duì)所述種子發(fā)芽的有利影響。提供水的另一種方式是提供一種噴霧器，其在PRF處理以前或期間將水溶液噴霧在種子上。另外PRF處理的工作循環(huán)可以是不規(guī)則的，具有變化的脈沖持續(xù)時(shí)間和月永沖頻率，并且在靜止期(restphase)過程中電壓可以不回到零。商業(yè)上可獲得的RF損傷發(fā)生器(或損害發(fā)生器，LesionGenerator)適用于進(jìn)行本文所述程序(procedure,方法)。在處理以后，可以存儲(chǔ)種子，但優(yōu)選保持這種存儲(chǔ)盡可能短的時(shí)間。通過在可I發(fā)種子期間或《I發(fā)種子以后不久用PRF處理種子來實(shí)現(xiàn)最佳效果，其通常是指在處理以后不久(在1-2天內(nèi))4番種種子。還可以在已存4諸種子以后重復(fù)PRF處理。本發(fā)明理想地適合于種子，但也可以處理其他植物部分，如(馬鈴薯)塊莖、花或洋蔥鱗莖、正發(fā)育的果實(shí)或堅(jiān)果、以及甚至完整的幼苗或整抹植物。當(dāng)然，這些植物部分的處理將使調(diào)整電極大小12和PRF處理的參數(shù)成為必需。而本領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地做到這一點(diǎn)。處理的效果首先表現(xiàn)在發(fā)芽方面。和對(duì)照相比，將在更大百分比的種子中發(fā)生發(fā)芽，并且將在播種種子以后更快地發(fā)生發(fā)芽。這還意p木著，PRF處理可以是一種確4呆幼苗更為同時(shí)出5見的才幾制。此外，幼苗的生長(zhǎng)速率和活力還高于對(duì)照種子，其將導(dǎo)致獲得更健康的植物，其成熟更早并因此提供更早的開花和/或生物量的生產(chǎn)。除了生長(zhǎng)速度，產(chǎn)生自經(jīng)PRF處理的種子的植物更有活力，其導(dǎo)致更大的植物(在高度和直徑方面)，因而產(chǎn)量(例如，生物量或果實(shí)或種子)更高，其可以起因于例如果實(shí)的凄t目和大小的增加。PRF處理的另一種可能的應(yīng)用是用于可用性4交差(例如由于老化)的種子。如在實(shí)一驗(yàn)部分所示，看來這些老化種子的發(fā)芽率可以恢復(fù)到正常水平。如早先已經(jīng)表明的，在以下實(shí)施例中所示的結(jié)果表明，對(duì)于不同物種的種子的處理，需要不同的參數(shù)設(shè)置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠很好地發(fā)現(xiàn)對(duì)于在實(shí)施例中未說明的那些物種種子的優(yōu)化的參數(shù)。至今，還不清楚為什么PRF處理會(huì)引起上述效應(yīng)。在RF處理的情況下，已經(jīng)假定溫度的增加會(huì)激活種子的代謝作用，因而會(huì)使種子出芽(emergence)領(lǐng)先發(fā)生(由熱引發(fā))。在US2，712，713中教導(dǎo)了，沒有跡象表明包含在種子中的生物材料明確地與施加的射頻產(chǎn)生共鳴。另外，在經(jīng)處理的種子中發(fā)現(xiàn)了生化變化，如石友水化合物含量和種類的變化，以及脂肪含量的變化，盡管可以認(rèn)為這些變化起因于來自激活的代j射作用的次發(fā)過程(或次級(jí)過程，secondaryprocess)。一種可能的假說是，在引發(fā)期間種子的膜變得可滲漏(并且在老化以后它甚至已變得更加可滲漏)以及種子發(fā)芽所必要的代謝產(chǎn)物(如葡萄糖分子、蛋白質(zhì)以及核酸)從種子消失。PRF處理現(xiàn)能夠補(bǔ)^t膜的滲漏，并且甚至向種子l是供額外的電解質(zhì)如石咸離子和NCV(如果存在于進(jìn)4亍PRF的水溶液中)，其具有受賴「(fertilising,施月巴)功能。按照此W支說，本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選實(shí)施方式是在水溶液中進(jìn)行PRF,其中在水溶液中已添力。電解質(zhì)，尤其是NCV和/或葡萄糖。因此，4艮據(jù)本發(fā)明，種子的PRF處理是通過提高發(fā)芽速度，發(fā)芽種子的百分率、或通過改善發(fā)芽進(jìn)程的均一性、和/或才直物或植物部分的活力以及生長(zhǎng)和/或植物產(chǎn)量來增強(qiáng)種子發(fā)芽的安全、經(jīng)濟(jì)以及成本有歲丈的方式。實(shí)施例1如下將豆子暴露于脈沖RF電場(chǎng)將豆子(紅豆(,gw/cw/a^/w"gw/cw/afa))放置在培養(yǎng)皿中的一片原棉(或棉花)上，原棉浸泡在生理鹽水中。將原棉連接于損傷發(fā)生器的無源(接地)端口。具有在適當(dāng)位置處的傳感電才及的SMK-C15(20G)套管(Cot叩Int.,阿姆斯特丹，荷蘭)用作有源電極。將有源尖端(activetip)保持平4亍于豆子，然后輕柔i也壓Y主它。產(chǎn)生10msec脈沖，其中頻率為2Hz、電壓為70V、總暴露時(shí)間為10分鐘。在該過程中平均尖端溫度沒有升高。實(shí)驗(yàn)裝置示于圖l中。7見測(cè)到，在PRF處理以后，豆子的發(fā)芽和幼苗的生長(zhǎng)比未處理對(duì)照明顯更快(圖2)。實(shí)施例2進(jìn)行第二實(shí)驗(yàn)以獲得最佳暴露時(shí)間的指示。在冬季時(shí)、在不利于發(fā)芽的情況下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過將豆子放置在注滿生理鹽水的塑料容器中使得豆子被浸沒在溶液中來進(jìn)行刺激。將常規(guī)RF電極浸入溶液中作為有源電4及，也浸入的另一電極是金屬絲，其連4妻于發(fā)生器的接地板連接。電極相隔7cm。施加PRF,其中脈沖寬度為10msec、頻率為2Hz、以及電壓為70V。種植IO粒已暴露IO分鐘的RF暴露豆子和IO粒已暴露兩分鐘的豆子(方法參見實(shí)施例1)。在第一組中有6粒豆子發(fā)芽。在第二組中沒有豆子發(fā)芽(圖3)。這種差異在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是顯著的，其中p值為0.0108以及機(jī)率比(oddsration)為33。實(shí)施例3方法的描述我們使用了RFG-3C+(RFG-3Cplus)型發(fā)生器(參見圖13)，其具有以下設(shè)置脈沖為2Hz,脈沖持續(xù)時(shí)間為10ms,以及使用不同的電壓(15-35V/cm)和不同的PRF處理持續(xù)時(shí)間(10-30分鐘)。所使用電解質(zhì)溶液(0.2%KNO3)的阻抗是大約22-27歐姆。在具有兩個(gè)電極板的塑料容器中進(jìn)行PRF處理，其中電極板在上下電才及之間具有1.5cm間隙。小容器包含150ml的電解質(zhì)溶液(例如，0.2。/。KN03)而更大的容器則包含250ml。將種子放置在電極之間的間隔中。將小種子首先放入過濾茶袋中，以避免浮動(dòng)。在PRF處理以前，種子應(yīng)充分浸泡在水中或KN03溶液中(所謂的"吸脹")。在PRF處理以后，將種子轉(zhuǎn)入篩子，用水洗滌并直接用于發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，或?qū)⑺鼈冎匦赂稍?天并在7天后用于發(fā)芽實(shí)驗(yàn)。在專用的發(fā)芽氣候室(具有溫度控制，在正常光/暗條件下)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。種子在沙子、土壤中和/或?yàn)V紙上發(fā)芽，并且在正常的實(shí)際和鑒定的條件(特別用于作物)下進(jìn)行評(píng)估。在處理后的第1天開始直至第4周進(jìn)^^見測(cè)，這取決于特定作物的發(fā)芽速度。種子處理的實(shí)施例每種種子處理，優(yōu)選使用最少100粒種子，并且對(duì)于每種處理重復(fù)至少2-4次。處理如下(不是每種測(cè)試物種都進(jìn)4于所有處理)1.只于照未經(jīng)處理的種子，沒有進(jìn)4于PRF處理2.乂于照"吸月長(zhǎng)，，在7K或電解質(zhì)'溶液(例^口，0.2%KNO3)中力口以處理的種子，^f旦沒有進(jìn)4亍PRF處理3.對(duì)照"老化，，通過高相對(duì)濕度(例如70。/oRV)和在不同溫度(15-20。C)下預(yù)處理1周對(duì)種子并隨后在45°C下處理72小時(shí)進(jìn)行生理老化，并且沒有進(jìn)行PRF處理。和正常非老化種子(80-90%)相比，老化種子具有較低的發(fā)芽率(大約60%)。我們使用了生理老4t種子以顯示PRF處理的改善作用，PRF處理的改善作用在已有80-90%發(fā)芽(率)的種子中)^以顯示。4.PRF處理將種子放入具有液態(tài)0.2%KN03溶液的容器中，然后用PRF進(jìn)4亍處理。施加的電壓為15-35V/cm而持續(xù)時(shí)間為10至30分鐘。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和觀測(cè)結(jié)果我們已經(jīng)處理了不同大小的花和植物種子，其包含不同的存儲(chǔ)成分(含淀粉或油的種子)，以及不同生理階-敬的種子正常千種子、引發(fā)的種子(在鹽水溶液中吸脹)、或生理老化種子。觀測(cè)到，在經(jīng)處理的種子中，PRF對(duì)發(fā)芽率、植物質(zhì)量以及植物的均一性具有積才及影響。此外，在生理老化種子中已表明通過利用PRF改善了種子發(fā)芽和植物質(zhì)量，因而表明PRF能夠以這樣的方式修復(fù)老化損傷，即，能夠增加發(fā)芽率以及有用才直物的百分率。這可以用來改良出于商業(yè)目的的低發(fā)芽種子批次。這些發(fā)現(xiàn)還支持這樣的想法，即，當(dāng)以最佳范圍和劑量使用時(shí)，PRF處理對(duì)于特定作物的發(fā)芽或才直物生長(zhǎng)沒有負(fù)面影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果在0.2。/。KN03的電解質(zhì)溶液中，并在不同劑量(15、23、以及33V/cm)和不同處理時(shí)間(10、20以及30分4中)下，用PRF處理百日菊(Z/"m'"e/egara)種子。作為對(duì)照，我們使用正常干種子和已在KN03溶液中吸脹但沒有用PRF加以處理的種子。17這些實(shí)-驗(yàn)表明，以23V/cm進(jìn)行PRF處理20分鐘，對(duì)發(fā)芽率和才直物質(zhì)量具有積纟及反應(yīng)。經(jīng)PRF處理的百日菊(Z/"w'a)種子發(fā)芽更快并且更加均一，如在紙4乇盤以及在土;裏中所7見測(cè)到的(圖17和18)。與具有相同處理(在KN03中^及"長(zhǎng))4旦沒有進(jìn)4亍PRF處理的對(duì)照相比，獲得的才直物高出2-3cm,并且呈現(xiàn)更大的葉片和更厚的莖(圖14)。這些植物的根似乎更長(zhǎng)和/或更厚，其可能是生長(zhǎng)增長(zhǎng)的原因。已進(jìn)行了若干種處理，其總結(jié)在圖4中。研究表明，對(duì)于百曰菊(Zinnia),23V/cm處理IO分鐘產(chǎn)生最好的結(jié)果(還參見表1)。在另一種開花作物，雛菊("e〃/s/7^re"^)(英國(guó)雛菊)中，PRF處理(30分鐘，15V/cm)已導(dǎo)致比對(duì)照更高的發(fā)芽率(圖5和圖19)。在仙客來(Qyc/awe"pe^/cww)中，以15V/cm進(jìn)4亍PRF處理20分鐘導(dǎo)致增加的發(fā)芽頻率(圖20)。在小麥(7Hricww)，一種含淀4分的種子作物中，我們已用PRF處理生理老化的種子并看到在用23V/cm的劑量PRF處理20分鐘以后發(fā)芽速度和最大發(fā)芽能力得到增加(圖15和16;PRF2處理，圖6和7)。和對(duì)照種子相比，在23V的條件下處理20分鐘(PRF)以及33V的條件下處理20分鐘(PRF2)會(huì)產(chǎn)生損害結(jié)果。和生理老^^寸照相比，幼苗早1天出5見，以至丈在對(duì)照剛開始發(fā)芽時(shí)，它們就已經(jīng)達(dá)到最大發(fā)芽(98%)。由于經(jīng)PRF處理的種子比對(duì)照達(dá)到更高的發(fā)芽百分率，它意味著PRF可以誘導(dǎo)一種修復(fù)機(jī)制以補(bǔ)償種子老4b的效應(yīng)。附圖示出經(jīng)PRF處理的生理老化種子和其對(duì)照的發(fā)芽的差異(圖6和圖7)。在豆類(蠶豆(P7c/a/a^))中也7見測(cè)到這些效果，其中我們已用PRF處理生理老化種子。在用30V/cm的PRF處理20分鐘以后，生理老化豆子種子的發(fā)芽率(發(fā)芽幼苗的總數(shù))顯著增加(處理PRF2，圖8、9以及11)。和對(duì)照種子相比，在23V的條件下處理20分4中(PRF)以及在33V的條件下處理20分4中(PRF2)會(huì)產(chǎn)生損害結(jié)果。此外，和生理老化對(duì)照相比(其具有完全相同的處理，但沒有PRF處理，參見圖8)，經(jīng)PRF處理的老化種子呈現(xiàn)30。/。更多的發(fā)芽。甚至與干燥、非老化對(duì)照相比或與吸脹的非老化種子對(duì)照相比，PRF處理會(huì)i秀導(dǎo)更快的發(fā)芽并且導(dǎo)致至少20-50%更多的發(fā)芽的種子。此外，和對(duì)照(生理老化種子，有或沒有吸"長(zhǎng)，<旦沒有PRF處理)相比，還7見測(cè)到才直物質(zhì)量的改善(更少異常和死亡的一直物)。這表明，PRF處理可以在豆類、在生理老化種子中補(bǔ)償吸"長(zhǎng)損害的壓力，因而4是高發(fā)芽率。在含油種子作物如油菜(5ra^/c"rn2p^)(油菜沖予)中，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在30V/cm下PRF處理20分鐘以后，異常植物的百分率會(huì)降^f氐。這在正常種子(比專交PRF1(23V/cm,20分鐘)與對(duì)照)以及在生理老化種子(比4交老化PRF2(30V/cm,20分鐘)與生理老化或老化吸月長(zhǎng)，參見圖10和12)中是明顯的。此夕卜，和對(duì)照相比，在這種PRF處理以后，才直物的均一'("生也得到改善。植物還更具活力并且具有更深綠色葉(參見圖)。表1.PRF處理參數(shù)電壓和處理時(shí)間的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>權(quán)利要求1.一種通過使種子經(jīng)受脈沖射頻電場(chǎng)(PRF)來提高種子的發(fā)芽率的方法。2.—種用來改良老化種子或具有受損發(fā)芽能力的種子的方法，所述方法是通過使所述種子經(jīng)受力永沖射頻電場(chǎng)。3.—種用來改善種子的發(fā)芽能力的方法，所述方法是通過使所述種子經(jīng)受脈沖射頻電場(chǎng)。4.一種通過4吏種子經(jīng)受月永沖射頻電場(chǎng)來增加萌芽進(jìn)禾呈的均一性的方法。5.—種通過用"永沖射頻電場(chǎng)處理種子來增加才直物的活力的方法，其中所述植物發(fā)芽自所述種子。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其中，在PRF處理期間或PRF處理以前引發(fā)種子。7.#4居前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，將所述種子或植物部分》文置在板狀電極和接地板之間。8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述PRF的參數(shù)如下頻率50,000-1,000,000Hz，優(yōu)選150，000-500，000Hz月永沖持續(xù)時(shí)間0.1-100msec,4尤選5-20msec月永沖步貞率l-20/sec，4尤選l國(guó)3/sec電壓1-100V/cm電才及之間的3巨離處理時(shí)間2-180分鐘9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述電壓為5-50V/cm,優(yōu)選10-30V/cm。10.才艮據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其中，所述處理時(shí)間為約5至約60分鐘，優(yōu)選約10至約30分鐘。11.PRF在增強(qiáng)種子發(fā)芽和/或4直物或才直物部分的生長(zhǎng)禾口/或4直物產(chǎn)量中的應(yīng)用。12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的方法加以處理的種子。全文摘要本發(fā)明涉及通過使種子經(jīng)受脈沖射頻電場(chǎng)(PRF)來增強(qiáng)種子發(fā)芽和/或植物或植物部分的生長(zhǎng)和/或植物產(chǎn)量的方法。文檔編號(hào)A01C1/00GK101686638SQ200880009934公開日2010年3月31日申請(qǐng)日期2008年2月1日優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日發(fā)明者亞歷山大·喬斯·萊昂納多·泰克賽拉,門諾·埃馬努埃爾·斯盧伊杰特爾申請(qǐng)人:尤拓普斯有限公司