用于指导植物发育的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种用于指导植物发育，特别是指导生长、开花或种子发育的设备和方法。

背景技术

育种者和农民一直在努力刺激植物生长。随着世界人口的不断增长，越来越需要增加作物产量并寻找更有效的方法来提供食物。已经应用了几种策略来刺激植物生长。一种广泛使用的策略是在土壤中混合无机肥料，为植物提供所有必要的营养和元素，特别是钾、氮和磷。人造肥料为植物提供矿物质，但对土壤改良作用不大，因此是一种持续的回报支出。另一种广泛使用的策略是在受控环境中，例如在温室中种植植物，特别是花卉和蔬菜。在温室中，加热、冷却、湿度和照明可以进行控制并导向更多的产量。与此同时，温室农民正试图减少水和化石燃料的使用。因此，不增加环境足迹的用于刺激植物生长的方法是合乎需要的。

有人建议用电磁能来刺激植物生长，作为肥料的替代品。EP 2 243 351公开了一种生长加速器，其在辐射加速器的位置处以高达20伏特/米至200伏特/米的电场强度运行。为了加速生长，植物必须被放置在加速器的两个发射器之间的高电场中。这是不太实际的，因为加速器占据了宝贵的空间，使用了高电压，并且在植物的定位上几乎没有灵活性。该方法仅加速生长，但不允许影响植物发育的特定方面，比如根发育或花形成。WO2020/161942公开了一种生长促进方法和系统，其中，植物必须定位在两个电极之间，以0.5兆赫至1000兆赫范围内的频率进行处理。这使得定位灵活性很小，从而限制了实际应用和可扩展性。这样的设备占据了宝贵的植物空间，并且在温室中更愿意的是避免在植物之间使用电极，这是因为水是定期被施加的并且由于环境潮湿。

希望有一种可靠且廉价的方法，该方法没有上述缺点，并且可以扩展且易于实施。

附图说明

图1是根据本发明的设备的一个实施例的示意图。虚线表示用于更多个模块4的空间。

具体实施方式

本发明涉及一种用于指导植物发育的方法，该方法包括从具有集成天线的设备向植物施加1兆赫至15兆赫范围内的无线电波能量。这具有许多实际的、社会的和环境的优点。

这种方法允许特定地指导植物发育的某些方面，比如根发育或花形成。同时，获得同样的产量需要更少的光照和水。另一个优点是需要更少的加热和冷却，并且仍然可以实现高温性能。因为需要较少的照明、水、冷却和加热，所以如果使用根据本发明的设备和方法则总体上需要较少的能量。另一个优点是需要更少的病害控制剂，因为植物更健康，且更不容易生病。另一个优点是不再需要使用生长调节剂或生长延缓剂来保持植物紧凑并长时间处于其高峰期，这导致了大大节省了成本并减少了需要使用对环境不友好的化合物。因此，根据本发明的方法比现有方法更经济、节能并且具有更小的环境碳足迹。另一个优点是该方法和设备允许在迄今为止生产困难导致低产(例如由于缺水或偏远)的地区生产。因此，本发明还具有社会影响，特别是当施加于刺激种子发芽或提高粮食作物产量时。另一个优点是，根据本发明的紧凑设备允许植物相对于该设备定位方面的最大灵活性。这对于用户友好性、实用性和可扩展性非常重要。

在本上下文中，术语“植物”指的是单细胞或多细胞真核光合生物。在本上下文中，术语“植物”包括树木和藻类。该术语包括原始植物体(Archaeplastida)门的所有成员，广义上也被称为植物界(the Kingdom of Plantae)。在一个实施例中，植物选自绿枝兰(theclades Viridiplantae)和红藻门。在另一个实施例中，植物选自绿毛纲(the cladesChlorobionta)和链毛纲(Streptobionta)。在另一个实施例中，植物选自有胚植物(Embryophyta)门，例如苔藓植物门(the Bryophyta)和维管植物门(Trachyophyta)。在另一个实施例中，植物选自种子植物，比如被子植物和裸子植物。在一个实施例中，植物属于单子叶植物或双子叶植物。在另一个实施例中，植物选自苏铁植物门、银杏植物门、买麻藤植物门或松藻门。在另一个实施例中，植物是葱科、伞形科、天南星科(Araceae)、天门冬科、阿福花科(Asphodelaceae)、菊科、南洋杉科、十字花科、凤梨科(BromeUaceae)、黄杨科、舌状花亚科、松柏科、葫芦科、豆科、龙胆科、鸢尾科、豆科蝶形花亚科、百合科、竹芋科、小皮伞科、兰科、侧耳科、松科、禾本科的成员，比如亚科竹亚科或禾亚科、蔷薇科、芸香科、茄科、紫杉科、块茎亚科(Tuberacea)、万代兰族、葡萄科或黄脂木科族的成员。

植物可以是羽衣草属、葱属、芦荟属、六出花属、花烛属、木筒篙属、燕麦属、秋海棠属、芸苔属、凤梨属、黄杨属、肖竹芋属(Calathea)、风铃草属属、辣椒属、卡特来兰属、菊苣属、柑桔属、扁柏属、菊花属、铁线莲属、黄瓜属、仙客来属、榅桲属、兰花属、狗牙根属、石竹属、龙血树属、枇杷属、大戟属、洋桔梗属、榕属、杏属、白珠属、非洲菊属、非洲菊属、大豆属(Glycine)、单臭花属(Gypsophilia)、常春藤属、向日葵属、大麦属、雅辛托斯属、绣球属、朱顶红属、鸢尾属、长寿花属、莴苣属、山黧豆属、薰衣草属、百合属、补血草属、苹果属、扁桃属、稻属、骨肉瘤属、芍药属、黍属、天竺葵属、矮牵牛属、蝴蝶兰属、菜豆属、松属、豌豆属、桔梗属、李属、梨属、毛茛属、杜鹃花属、蔷薇属、悬钩子属、芸香属属、黑麦属、茵芋属、茄属、花楸属、高粱属、白掌属、三叶草属、小麦属、图利帕属、万年青属、野豌豆属、堇菜属、葡萄属、金钱树属或玉蜀黍属的物种。

在一个实施例中，植物是以下物种：葱属植物、小葱、洋葱、薤白、芦荟、辣椒、菊苣、酸橙、巨型柑橘、药用柑橘、佛手柑、葡萄柚、橘、柑橘、柑桔、黄瓜、甜瓜、西葫芦、洋桔梗、莴苣、菜豆、豌豆、番茄、马铃薯、小麦、葡萄或玉米。

在另一个实施例中，植物选自由以下组成的组：菠萝、红掌、凤梨、菊苣、狗牙根、无花果、小苍兰和莴苣。在另一个实施例中，植物选自由以下组成的组：菠萝、红掌、莺歌凤梨(Bromelia Vriesea)、剑类莺歌凤梨(Bromelia Vriesea Astrid)、浓烈莺歌凤梨(Bromelia Vriesea Intenso)、红浓烈莺歌凤梨(Bromelia Vriesea Intenso Red)、粉浓烈莺歌凤梨(Bromelia Vriesea Intenso Pink)、黄浓烈莺歌凤梨(Bromelia VrieseaIntenso Yellow)、擎天凤梨(Bromelia Guzmania)、橙红色德赛欧擎天凤梨(BromeliaGuzmania Deseo Salmon)、沃艾拉擎天凤梨(Bromelia Guzmania Voila)、菊苣、狗牙根、榕树、小苍兰和莴苣。

术语“植物”包括杂种，比如属间杂种和种间杂种。

在一个实施例中，植物是一年生植物、谷类、作物、附生植物、开花植物、不开花植物、食物、森林植物、果树、花园植物、温室植物、药用植物、观赏植物、多年生植物、盆栽植物、有毒植物、无毒植物、热带植物或蔬菜。

术语“植物”包括用于组织培养的植物材料，比如植物组织、植物细胞和植物碎片。根据本发明的方法可以有利地用于体外方法，比如组织培养。

术语“植物”也包括藻类。在本发明的上下文中，术语“藻类”指的是一组单细胞或多细胞光合非脉管水生生物，其是真核或原核的。它们典型地生活在海水、盐水、咸水或淡水中。藻类可以含有多种生物活性化合物，这些生物活性化合物用于农业、化妆品行业、食品或饲料行业、或制药行业。该术语包括海藻，也称为海草，比如红藻(红藻门)、绿藻(绿藻门)、或褐藻(黄藻门、褐藻门)。在另一个实施例中，藻类是光合蓝绿藻(蓝藻门)。在一个实施例中，藻类是翅藻属(Alaria)物种、泡叶藻属(Ascophyllum)物种、节旋藻属物种、蕨藻属物种、角叉菜属物种、小球藻属物种、杜氏盐藻属(Dunaliella species)物种、杜氏藻属(Durvillaea species)物种、浒苔属物种、墨角藻属物种、江蓠属物种、海带属物种、鹿角菜属物种、焦藻属物种、紫菜属物种、马尾藻属物种、糖藻属物种、螺旋藻属物种、石莼属物种或裙带菜属物种。在另一个实施例中，藻类物种是巨大节旋藻、钝顶节旋藻、结囊藻、蛋白核小球藻、小球藻、皱叶角叉菜、盐藻、肠浒苔、墨角藻、墨角藻、江蓠、粗江蓠、硬江蓠、龙须菜、多疣江蓠、指状昆布、褐孔昆布、苍白昆布、黑孔藻、整叶巨藻、巨藻、海蕴藻、普吉特海湾巨藻、掌叶藻、紫紫菜、脐紫菜、日本糖菰、长茎糖菰、无梗糖菰、羊栖菜、海黍、石莼、扁石莼、或裙带菜。本发明的方法也可以应用于其遗传物质已经被操纵或突变的植物，包括遗传修饰的植物。转基因植物包括植物物种或植物中天然不存在的遗传物质，比如细菌、真菌、昆虫、或哺乳动物基因。因此，本发明的方法也可以应用于转基因植物。

任何光合生物都可以根据本发明的方法进行处理。在本发明的上下文中，术语“光合作用”指的是包括使用来自光源(比如太阳或人造光源)的光子来产生化学能的过程。光合作用典型地涉及叶绿素对光能的吸收，这导致光激发，这是电子转移链的开始。光能以化学形式储存在ATP和NADP中，最终导致葡萄糖和氧气的形成。在本文中，术语“光合”指的是能够进行光合作用。当应用根据本发明的方法时，这个植物可以进行或不进行光合作用。在本文中，术语“进行光合作用的”指进行光合作用。在一个实施例中，进行光合作用的植物进行光合作用过程的每一步，直到产生葡萄糖和氧气。在另一个实施例中，进行光合作用的植物仅执行光合作用过程的步骤中的一些步骤。在一个实施例中，光合作用至少包括叶绿素或另一种集光分子对光的吸收。

与未用频率在1兆赫至15兆赫范围内的无线电波能量处理的类似植物相比，指导植物发育可以从以下方面显而易见：例如，产量的提高、生长的改善、叶形成的改善、根形成的改善、颜色形成的改善、或开花的改善。可以通过本领域技术人员通常使用的任何合适的方式来确定改进，例如通过计数、称重、或测量。这些方面中的任何一者的改善可以是至少5％、至少10％、至少15％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少100％、至少200％、至少400％或至少800％，比如约5％至50％、约5％至100％、约10％至100％、约20％至50％、约20％至100％、约100％至200％、200％至400％或者400％至1000％。

产量的提高可以通过几种方式来反映，比如单位面积更多的植物、每株更多的分枝、每株更多的芽、每株更多的球茎、每株更多的果实、每株更多的花、每株更多的叶、种子更多的幼苗、每株更多的种子、每株更多的新枝、每株更多的孢子、每株更多的淀粉、每株更多的块茎、每株更多的重量、更高的干物质含量、每株更多的初级代谢物、或每株更多的次级代谢物。

生长的改善可以通过几种方式来反映，比如通过发芽更早、发芽加速、茎生长加速、茎更粗、节间更短、更紧密、果实形成的改善或更具视觉吸引力。

叶形成的改善可以通过几种方式来反映，比如通过每株植物更多的叶、每厘米茎更多的叶、每茎更多的芽、叶更大、叶更宽、叶更厚、叶更强壮、叶功能更好或者叶形成更早或更快。

根形成的改善可以通过几种方式来反映，比如通过每株植物更多的根、每平方面积更多的根、根形成加速、根形成更早、根更强壮、根更粗、根功能更好或根网络分布更广。

颜色形成的改善可以以几种方式来反映，比如通过颜色形成更早、颜色形成加速、颜色形成更多样、颜色形成更深、颜色更强烈或颜色更稳定。

开花的改善可以通过几种方式来反映，比如通过开花更早、开花加速、花更大、花更多、花更开放、花更持久、花更长、花开放更长，或者花的颜色更多样、花的颜色更稳定。

果实形成的改善可以通过几种方式来反映，比如通过果实形成更早、果实形成加速、结果期更长、果实成熟更早、果实成熟加速、果实更多、果实更重、果实更大或果实更美味。

味道的改善可以通过几种方式来反映，比如通过酸度更低、甜味更浓、风味更浓、风味更复杂、营养成分更高或多汁性更好。

健康的改善可以通过几种方式来反映，比如通过对化学应激更具抗性、对物理应激更具抗性、对生理应激更具抗性、对化学应激更具抗性、对昆虫害虫更具抗性、对真菌害虫更具抗性、生长更旺盛、开花更旺盛、留叶的时间更长或食物吸收更有效。

在一个实施例中，本发明的方法可以导致每单位面积更多的植物或植物部分，比如每单位面积每株植物更多的树皮、浆果、分枝、芽、球茎、切分枝、切花、花、果实、叶、根、种子、新枝、孢子、或块茎。作物产量增加。与不应用该方法的情况相比，收获更丰富，并且可以在更短的时间后收获。在一个实施例中，应用根据本发明的方法产生更多公斤的花、水果、谷物或蔬菜，比如苹果、茄子、香蕉、大麦、柿子椒、黑莓、蓝浆果、细香葱、小胡瓜、黄瓜、菊苣、大蒜、葡萄、韭菜、莴苣、玉米、甜瓜、燕麦、洋葱、橙子、梨、辣椒、土豆、南瓜、萝卜、覆盆子、大米、黑麦、草莓、甜椒、番茄或小麦。

在另一实施例中，与没有应用该方法的类似情况相比，应用根据本发明的方法在相同的时间或更短的时间内从烹饪或药用草本植物(比如罗勒、洋甘菊、猫薄荷、细香葱、芫荽、莳萝、桉树、茴香、茉莉、熔岩生物(lavas)、薰衣草、薄荷、牛至、欧芹、迷迭香、鼠尾草、百里香)产生更多公斤的树皮、浆果、树枝、芽、花、果实、叶、根、或种子，并因此产生更多的香气、风味、香味、油或味道。

在另一实施例中，根据本发明的方法产生更高产率的抗氧化剂、着色剂、营养物、多糖、色素或萜烯，比如琼脂、琼脂糖、藻类提取物、藻酸盐、类胡萝卜素、角叉菜聚糖、叶绿素、半乳聚糖、矿物质、藻蓝蛋白、多不饱和脂肪酸(PUFA)和维生素。

在另一实施例中，指导植物生长包括延迟某些植物生长或发育阶段，比如延迟芽发育、延迟颜色发育、延迟开花、延迟果实发育、延迟叶子脱落、延迟叶子发育、延迟新枝伸长、延迟新枝发育、延迟块茎发育或延迟根发育。

可以向植物施加特定的频率以达到特定的效果。在一个实施例中，施加从约3.500兆赫到约4.100兆赫用于模拟高温，施加从约4.100兆赫到约4.800兆赫用于影响光周期、光形态发生、光合作用或刺激叶形成，施加从约3.500兆赫到约4.800兆赫用于刺激紧凑生长，施加从约6.000兆赫到约7.000兆赫用于影响光形态发生、光合作用或刺激根形成，施加从约7.000兆赫到约10.000兆赫用于光形态发生，或者施加从约10.000兆赫到约14.000兆赫用于刺激光合作用。在一个实施例中，使用根据本发明的方法影响被子植物的光周期，并且将短日照植物或长日照-短日照植物的开花延迟到一年中期望的时间。

作为根据本发明的方法的结果的植物是本发明的另一方面。这样的植物可以比未接受无线电波处理的类似植物更紧密、更浓密、根系发育更好、花朵更饱满或颜色更好。与对照植物或对照情况的比较周期可以是任何周期，从几小时、几天或几周到几个月或几年。比较的面积可以是任何面积，比如平方米或公顷。

在本发明的上下文中，术语“无线电波”指的是频率在3千赫至300兆赫范围内的电磁辐射。本发明的方法使用的无线电波的频率在1兆赫至15兆赫范围内，优选3至14兆赫的范围内，其对应于大约20米至300米范围内的波长。波可以具有任何形式，可以是正弦形、方形、锯齿形或三角形。在一个实施例中，波是正弦波。

在一个实施例中，当植物暴露于某种形式的光时，向植物施加频率在1兆赫至15兆赫范围内的无线电波能量。暴露在光线下典型地会开始光合作用。因此，在一个实施例中，向进行光合作用的植物施加频率在1兆赫至15兆赫范围内的无线电波能量。本发明的方法可以用于C3、C4和CAM植物的光合作用。光源可以是任何形式的光，比如阳光或人造光。人造光包括来自白炽光源、气体放电灯(比如荧光灯)和LED灯的光。在一个实施例中，光源是全光谱LED灯。在另一个实施例中，光源是日光或阳光。在一个实施例中，当植物处于黑暗或暗室中时，例如在没有日光的细胞培养室中，向植物施加频率在1兆赫至15兆赫范围内的无线电波能量。植物可以循环暴露于光，例如，16小时人造光然后8小时无光。取决于要实现的效果，可以一直、仅在黑暗期间、仅在灯打开时或仅在灯关闭时施加无线电波能量。

在另一实施例中，施加无线电波能量的植物在温室中。温室可以提供人工照明，尽管这不是必需的。在一个实施例中，将根据本发明的方法施加于温室中的黄瓜，没有施加额外的人工照明。在另一个实施例中，植物在空地上。

只要有必要，植物就暴露在频率为从1兆赫到15兆赫的无线电波中。在一个实施例中，植物暴露数天，比如1至30天、5至25天或者20至30天。在另一个实施例中，植物暴露几个月，比如至少1个月、至少2个月、至少3个月、至少4个月或至少6个月，1至2个月、1至4个月、1至6个月、4至8个月或1至15个月。在这些期间，根据要达到的效果，可以一直或部分时间使用无线电波。例如，可以每天施加4至12小时，每天施加4至8小时、或每天施加8至12小时。在施加期间，无线电波优选连续施加，而不是脉冲(in pulses)施加。当植物在光下、在黑暗中、当植物暴露于光、或当灯关闭或被遮挡时，可以施加无线电波。光可以指阳光或其他光，比如来自LED灯管的人造光。

无线电波可以施加于植物，包括施加于植物的一部分，比如根、茎、叶、花、果实或种子。无线电波也可以施加于孢子、球茎、树枝、新枝、幼苗或发芽的植物。

另一方面，本发明涉及一种适合用于根据本发明的方法的设备。设备1包括电源2和外壳3，外壳3容纳用于无线电波传输的模块4，模块4包括振荡电路5、发射器6和集成天线7。在操作中，电源2给振荡电路5供电，该振荡电路5产生频率在1兆赫到15兆赫范围内的电信号，该电信号由发射机6施加到连接到发射机6的集成天线7。天线7发射频率在1兆赫到15兆赫范围内的电磁无线电波8。模块4可以产生并发射1兆赫到15兆赫范围内的一种频率或几种频率。天线7是集成的，即在外壳3内部，优选安装在印刷电路板上。集成天线的一个优点是它有助于设备的紧凑性和用户友好性。它允许设备自由定位。不需要像外部天线或包括几个部分的设备那样，将植物精确地放置在设备的部分之间。根据本发明的设备具有良好的实用性和可扩展性。

图1示出了根据本发明的设备的一个实施例。虚线表示用于更多个模块4的空间。在包括几个模块4的设备中，可以打开一些模块，而关闭其他模块。

在一个实施例中，设备包括几个模块4，比如4至10个模块4。几个模块4可以产生并发射相同频率的无线电波8，或者每个模块4可以产生并发射频率不同于其他模块4产生的频率的无线电波8。

在一个实施例中，设备1包括一个或多个模块4，模块4产生并发射频率在从3.500兆赫到3.750兆赫、从3.750兆赫到4.500兆赫、从4.500兆赫到5.000兆赫、从5.500兆赫到7.000兆赫或者7.500兆赫至14.000兆赫范围内的无线电波。

在另一个实施例中，设备1包括一个或多个模块4，模块4产生并发射频率在从3.300兆赫到3.750兆赫、从3.800兆赫到4.150兆赫、从4.160兆赫到4.800兆赫、或从6.000兆赫到6.700兆赫范围内的无线电波，比如频率为约3.700兆赫、约4.000兆赫、约4.300兆赫或约6.500兆赫的无线电波。

在另一个实施例中，设备1包括八个或九个模块4，每个模块4以不同的频率产生并发射无线电波，频率例如选自约3.700兆赫、约4.100兆赫、约4.408兆赫、约4.540兆赫、约4.759兆赫、约5.657兆赫、约6.662兆赫、约7.889兆赫或约13.324兆赫。

在一个实施例中，设备1中的模块4发射至少两个、至少四个、至少八个、或至少12个、至少16个、至少25个、至少50个或至少100个不同频率的无线电波。

设备1可以具有任何尺寸，并且优选地类似于扁平盒。在一个实施例中，设备是紧凑且便携的扁平盒。便携式设备的合适尺寸例如约为11×20×2厘米或15×30×2厘米。在另一个实施例中，设备更大，例如50×100×2厘米。包括模块4的设备1的外壳3可以是任何合适的材料。在一个实施例中，外壳3是塑料外壳。集成天线7所在的一侧被称为发射侧。优选地，当设备1定位于植物上方的水平面上时，设备1中的模块的发射侧指向植物的方向。可替代地，设备1被定位成使得发射侧垂直于植物上方的水平面。通过这种方式，足够的无线电波能量到达植物，并最大限度地降低了障碍物挡道的可能性。

设备1的发射角优选是宽的。在一个实施例中，发射角至少为145度。在另一个实施例中，发射角约为180度。在又一个实施例中，发射角是360度或球状的，向每个方向发射。

设备1可以包括用于连接到干线的连接装置。可替代地，设备可以由太阳能电池板供电。通过这种方式，设备将在太阳能电池板受光时开启，并且将在太阳能电池板不受光时自动关闭。当然，如果需要在黑暗时间段期间操作或者当直射太阳光(例如，由于云)不足以提供产生无线电波能量信号所需的能量时，连接到太阳能电池板的设备也可以使用正常的电力或电池。在一个实施例中，设备包括用于连接到太阳能电池或太阳能电池板的连接装置，该连接装置典型地处于低电压，例如12至48伏特的DC(直流电)，例如，可以有利地应用于野外。

根据本发明的设备所使用的功率非常低，并且在电源的辅助站点处，每个模块的功率可以在从0.4瓦到0.8瓦的范围内，比如0.6瓦。在一个实施例中，对于8模块设备，设备使用的功率约为5瓦，这意味着使用设备非常节电。

在一个实施例中，设备1还包括dip(Dual Inline Package，双列直插式组件)开关(也称为指拨开关)以接通和断开天线7，这优选地由指示装置指示，例如由白色或红色LED指示。可替代地，天线输出可以逐渐减弱以逐渐增加或逐渐减少，而不是仅仅接通或断开。这样，天线可以接通其最大输出的1％与100％之间的任何值，例如其最大值的20％与75％之间的任何值。

模块4中的振荡器5产生频率在1兆赫到15兆赫范围内的电子信号。振荡器5可以是电子振荡器，比如谐振振荡器或张弛振荡器。在一个实施例中，振荡器5是用于正弦输出的谐波振荡器。谐波振荡器优选地是具有频率选择电子滤波器的反馈振荡器，以获得单一频率。在一个实施例中，频率选择电子滤波器是晶体类型(CO)，典型地包括压电晶体，比如石英。在另一个实施例中，电子振荡器是可编程振荡器。振荡器可以设置在任何期望的频率。适合用于根据本发明所述的方法的振荡器可以从电子供应商处获得，例如从荷兰艾瑟尔河畔卡佩勒(Capelle aan de IJssel)的Elincom Electronics BV处获得。在一个实施例中，振荡器5产生具有表1中所述频率的电子信号。在另一个实施例中，振荡器5产生具有表6中所述频率的电子信号。本领域技术人员将理解，也可以包括电阻器、电容器、放大器、晶体管、二极管、电压调节器。这些电子部件可从电子供应商处获得，比如荷兰奥尔登扎尔(Oldenzaal)的Conrad Electronic Benelux BV。所用的电容器最好是陶瓷电容器。在一个实施例中，二极管中的一者用于指示电力的连接和电路的功能。

可替代地，设备1的频率输入可以由计算机产生，在这种情况下，不需要振荡器5。在一个实施例中，频率由扫描发生器产生。

在一个实施例中，设备1仅包括发射频率在1兆赫至15兆赫范围内的波的模块4。在另一个实施例中，设备1还包括模块4，模块4发射频率在1兆赫至15兆赫范围之外的波。在一个实施例中，设备发射的电磁能量的至少50％、至少70％、至少80％、至少90％、或至少95％具有1兆赫至15兆赫范围内的频率。

设备可以用在根据本发明的方法中。因此，在另一方面，本发明涉及设备在用于指导植物发育的方法中的用途。设备优选安装在自由空间中，尽可能远离墙壁、玻璃和屏幕，以允许设备产生的无线电波自由传播。

设备放置在待处理植物的附近，优选在待处理植物上方的水平面上。尽管该设备可以放置在植物旁边、植物下面或植物之间，但这不是优选的，因为这可能具有几个缺点，比如占据可用于生长植物的空间、产生阴影、可能干扰无线电波的物体、物体，设备可能干扰人和灌溉系统，以及设备操作或维护的可及性有限。然而，如果在途中没有干扰物体，并且如果实际可行，则设备可以放置在植物旁边、植物下面或植物之间，效果很好。在一个实施例中，根据本发明所述的设备安装到在植物高度处的温室的立柱。集成天线允许设备自由定位。不需要像外部天线或包括几个部分或电极的设备那样，将植物精确地放置在设备的部分之间。

设备的无线电波发射侧面向植物，使得无线电波能量向植物的方向发射，或者无线电波可以在植物上方的水平面中发射。如果设备位于植物上方的水平面上，则植物位于设备下方的水平面上，这确保了最佳的工作和结果，并最小化了干扰的风险。它还允许最佳利用可用空间。

设备可以在待处理植物上方的水平面内任何方便的距离处。然而，应该注意足够的能量到达植物。到达植物组织的能量优选在0.1毫伏/米至1000毫伏/米的范围内，比如1毫伏/米至1000毫伏/米、2.5毫伏/米至250毫伏/米或2.5毫伏/米至40毫伏/米的范围内。本领域技术人员可以容易地确定合适的距离。通常，距离待处理植物材料顶部上方的水平面为10厘米至5米，优选20厘米至2米。这是处理开始时的典型情况。如果需要，对于长得高的植物，可以在生长期间调节设备的位置，以将设备保持在植物上方，但是优选地，设备定位得足够高，以考虑到生长。

不需要高电压，这有助于安全使用。在一个实施例中，在距离模块发射侧的天线7为10厘米处的水平面中的电场强度在0.5至1.5伏特/米的范围内，比如1.0伏特/米。在一个实施例中，这是从测量传感器的中心测量的。在这些条件下，如果植物与设备之间的距离在约10厘米至约5米的范围内，比如20厘米至2米、50厘米至2米、1米至2米或20厘米至1.5米，则足够的能量将到达待处理的植物。在一个实施例中，植物在培养室中，并且一个或多个设备在植物上方约20厘米至约2米的距离处，例如50厘米至2米的距离处。

当然，植物与设备之间的距离可以更大。在一个实施例中，植物在温室中，并且一个或多个设备距离植物约1米至10米，比如5米至7米。本领域技术人员将会理解，距离越大，设备产生的电场可能必须增加得越多，以确保到达植物组织的能量仍在0.1毫伏/米至1000毫伏/米的范围内。设备离植物越远，影响越弱，但干扰物体挡道的可能性也越大。应注意尽可能保持设备与植物之间的距离，因为任何阻碍行波的物体都可能阻碍能量到达植物。

使用的设备数量可以不同。在一个实施例中，每10至100平方米使用一个设备，例如，每20至40平方米一个设备，每45至55平方米一个设备，每50至70平方米一个设备，每60至70平方米一个设备或每70至80平方米一个设备，这取决于所涉及的植物。在另一个实施例中，一个设备用于大约60平方米的温室或培养室。在又一个实施例中，几个设备以网格模式安装在温室中植物上方的水平面中。当然，应该注意使无线电波以足够的能量到达待处理的植物。磁场的方向会随着频率而改变。它可以在40至50微特斯拉的范围内，比如44至45微特斯拉的范围内。

使用根据本发明的设备具有巨大的经济、社会和环境优势，因为它可以替代通常所需的全部或部分人工照明。设备也可以在光强度非常低时使用，比如在黑暗中或在夜间，例如用于蘑菇，或在黑暗中收集二氧化碳的植物，如CAM植物。在一个实施例中，设备替代了20％至30％的人工照明，如果不使用根据本发明所述的设备，则人工照明将是必须的。在另一个实施例中，根据本发明的一个3至6瓦的设备代替了600瓦的人工照明，而植物生长刺激的结果是等同的。因此，它也可以用于光线不足和人工不容易获得或负担不起的区域或情况。

示例

示例1根据本发明的方法处理的莴苣

将从同一批种子生长的物种莴苣(荷兰马斯迪克(Maasdijk)的BeekenkampPlants BV)的总共48个生根幼苗分在4个水培盆托盘中，在实验开始时漂浮在电导率为2的水中。将四个托盘分在两个培养箱中，并且在整个实验期间，两个培养箱中的温度保持在13℃±0.2℃，并且相对湿度保持在85％±0.2％。两个培养箱在温室内相隔4米设置。

每个培养箱包含两个由25毫米网眼六角形网眼铁丝网制成的法拉第笼结构，以确保笼内产生的所有电磁辐射实际上都停留在该笼内。每个法拉第笼包含12株植物、一个设备和LED灯(全光谱Agro-Led灯管，荷兰温特绍尔(Kwintsheul)的Agro-Led B.V.)。设备固定在顶部架子的中心，在生根植物上方约44厘米处。LED灯位于植物上方约40厘米处。在每个培养箱中，温度和相对湿度由气候计算机(荷兰马斯迪克的HortiMaX-Go！，RidderGrowing Solutions)控制，以允许相对湿度和温度的双重监控。每个设备包括八个模块，用于通过它们的天线发射具有表1中提到的频率的无线电波辐射。

表1

打开第一个法拉第笼中设备的八个模块。没有打开其他笼(对照)中设备的模块。在一天的12个小时期间施加全光谱LED光，并且在施加光的时间期间打开设备。

五周后，通过在茎基部处切割每株植物来收获所有植物。收获后，立即称重每个笼中的植物，然后在蔬菜干燥机(意大利卡米萨诺维琴蒂诺的Biosec DOMUS，TauroEssicatori)中在60℃的温度下干燥72小时，以确定干重。确定每12株植物的鲜重和干重。结果如表2所示，并表明用本发明所述方法处理的植物比对照多约23％的鲜重和120％的干重。

表2

示例2根据本发明的方法处理的红掌植物

当一株植物上至少有三朵花时，红掌植物就可以出售了。一组24株红掌植物(荷兰布莱斯维克(Bleiswijk)的Anthura B.V.)在温室中生长，同时用根据本发明的设备使用表1中提到的频率进行处理。24棵红掌植物的对照组在相似的条件下生长，但是没有打开设备。

24周后，试验组的花总数为60，其中，19株植物具有至少3朵花并因此可以出售。在对照组中，花的总数是33朵花，只有两株植物具有至少3朵花并因此可以出售(表3)。

表3 24周的红掌开花

这表明根据本发明的设备和方法在24周后产生了八倍多的可以出售的植物。这是一个巨大的进步，意味着更多的生产和更快的周期。在同样的投资下，产量增加了800％。

示例3根据本发明的方法处理的凤梨科植物

七个不同的凤梨科栽培品种，对于每个栽培品种，种植一组40株植物，其具有相同的植物体积，植物体积通过Aris照相机(荷兰埃因霍温(Eindhoven)的Aris B.V.)测量。在每组中，用根据本发明的方法和设备处理20株植物，并且20株植物未接受处理(对照组)。凤梨科植物从第40周开始生长14周，并且使用表1中提到的所有频率，之后再次测量植物体积，并与实验开始时的面包体积(loaf volume)进行比较。表4显示了与开始时相比的生长百分比。结果显示，经处理的植物的植物体积比对照组植物的植物体积增加更多，平均增加20％。这是一个巨大的进步，它允许育种者节省20％的植物育种所需的加热和照明能源。在同样的投资下，产量增加了20％。

表4

示例4紧凑生长的刺激

四个不同品种的凤梨科植物和一个榕属(Ficus benjamina)栽培品种在相同的大厅中在相同的环境下分成两组种植在不同的法拉第笼中。唯一的区别是施加的频率。A组由6株植物组成，用包含8个模块的设备处理，其中，打开5个并发射具有以下频率的无线电波：3.700兆赫、4.100兆赫、4.408兆赫、4.5423兆赫和4.7586兆赫。对照组由未接受处理的6株植物组成。植物生长13周，在此期间，设备在白天光照下每天打开12小时。对于每个栽培品种，在用设备处理之前和之后，用Aris照相机(荷兰埃因霍温(Eindhoven)的Aris B.V.)测量植物体积，并确定生长百分比。

结果如表5所示。结果表明，接收3.700兆赫、4.100兆赫、4.408兆赫、4.54230兆赫和4.75860兆赫无线电波的植物(A组)的生长比对照更紧密。与对照相比，凤梨科植物的叶子较短，并且榕属植物的节间较短。紧凑的生长是非常需要的，因为紧凑的植物在视觉上对顾客有吸引力。紧凑型植物还具有物流优势，因为可以更有效地进行运输和储存。紧凑生长可以在不添加用于紧凑生长的生长调节剂的情况下实现。这意味着可以节省成本，并且可以为生长调节剂提供一种很好的替代品，因为生长调节剂对环境的负面影响而越来越受到禁止。

表5

示例5叶形成的刺激

一组十二个发芽的小苍兰(freesias)(小苍兰属物种)生长五天，同时用根据本发明的设备处理。设备包括四个模块，每个模块产生单一频率的无线电波能量，即3.700兆赫、4.000兆赫、4.300兆赫和6.500兆赫(表6)。在处理期间，植物由全光谱LED灯管(全光谱Agro-Led灯管，荷兰温特绍尔(Kwintsheul)的Agro-Led B.V.)照明。设备和LED灯管两者均位于植物上方大约20厘米处。晚上关掉设备。除了不施加无线电波之外，在类似的条件下，在单独的地点种植十二棵发芽的小苍兰作为对照组。五天后，与对照组相比，接受无线电波的那组植物显示出多35％的叶子和更高的叶子。这表明本发明的设备和方法可以用于在短短几天内增加植物的叶片形成。

表6

示例6增加颜色

在日光下20℃的温室中用根据本发明的设备处理大约2平方米的红莴苣植物(莴苣(Lactuca sativa))。如表6所述，设备包括四个模块，每个模块产生单一频率的无线电波能量。晚上关掉设备。在类似的条件下，在单独的温室中种植控制组的红莴苣植物，除了不施加无线电波。

八天后，无线电波能量的效果立即显现出来。处理组中的植物具有深红色的叶子，而对照组中的植物几乎没有红色。处理过的植物的干物质含量比对照组高大约15％。这表明根据本发明所述的设备和方法可以用于刺激颜色形成，并使蔬菜在视觉上更具吸引力，这可以刺激蔬菜消费。

示例7增加粮食作物的干重

用根据本发明的设备处理在日光下20℃的温室中生长的大约2平方米的菊苣植物(菊苣(Cichorium endivia))。如表6所述，设备包括四个模块，每个模块产生单一频率的无线电波能量。设备安装在菊苣植物上方约1.5米处。晚上关掉设备。在类似的条件下，在单独的温室中种植控制组的菊苣植物，除了不给予无线电波。经过八天的处理后，对植物进行比较。接受无线电波能量的菊苣植物比对照植物有更多更卷曲的叶子。植物的干物质含量比对照组高大约20％。因此，设备和方法允许增加粮食作物的产量。这可以有利地用于作物产量通常较低的地区。

示例8叶形成或根发育的特定刺激

将草种子(百慕大草、狗牙根(Bermuda grass,Cynodon dactylon))分在三个托盘上，在25℃、60％相对湿度、光强度260微摩尔·米

21天后，对这些草进行比较。对照草的种子长成非常少且小的草茎，而室1和室2的种子已经长成完整的灌木。接收到4.300兆赫的室1中的草具有最长的茎，并且比室2中的草更丰满。然而，接受6.500兆赫的草比其他草表现出更强的根系发育。这表明本发明的设备和方法可以用于萌发种子，并且特定频率的施加可以导致根发育或叶形成的特定刺激。

示例9菠萝(Ananas comosus)(凤梨(pine apple))商业温室试验

将一批菠萝，一种快速生长的凤梨科植物，分成两组。总共10032株植物并排放置在温室的隔间中，其中根据本发明所述的设备安装在作物高度的温室立柱上。因此，这一次设备不是位于植物上方，而是与植物在同一水平面上。这些设备发射的无线电波的频率如表1所示。这是试验组。在距离第一个隔间12.80米的另一个隔间中，在温室的同一部门内，放置了10032株植物，没有根据本发明所述的设备。这是对照组。所有的植物都保存在相同的气候条件下。

使用Aris Vision Technology 3.0照相机系统S3(荷兰埃因霍温(Eindhoven)的Aris B.V.)测量每株植物的一个上视图和两个侧视图来测量植物体积的增加。体积表示为计数的像素。将植物分成类(S2至S8)，每一类要求有最小数量的像素。例如，S3要求像素分数至少为21000个像素，但少于24500个像素。

两组中的所有植物都是从17000个像素开始的。这些植物生长了五个星期。随着植物变得越来越大，它们被放得更远，以便它们的叶子不会重叠。在5周结束时，通过照相机系统再次对植物进行分类。

两组中的所有植物看起来都很好，没有损害或其他可能对生长产生不利影响的可见缺陷。两组的平均根质量都很好，具有可比性。结果如表7所示。像素分数越高，植物的整体体积越大。植物的体积越大，就越容易出售。

表7

在试验组中，5周后，6％的植物仍然在S2或S3，而在对照组中，这一比例为45％。因此，用根据本发明所述的设备处理的植物比对照组中的植物体积增加得更快。

五周后，对照组的平均体积为23453个像素点，并且试验组的平均体积为26136个像素点。因此，从17500个点开始，试验组中每株植物的相对体积增加平均为9136个点，而对照组中每株植物的相对体积增加平均为6453个点。这意味着当使用根据本发明的设备时，42％(9136/6453*100％)的植物的相对生长优势和相对更快的体积增加。