NO754194L - - Google Patents

Description

"Fremgangsmåte og apparat for behandling av frø,

samt slik behandlet frø."

Presset på landbruksforskere på grunn av verdens behov for økede matforsyninger, har ført til at forskningen har forsøkt mange veier for å frembringe større avlinger på det begrensede arealet med passende jordbruksland som er tilgjengelig for produksjon av landbruksprodukter og skogsprodukter som kan benyttes til mat eller industri. Det er blitt nedlagt store anstrengelser på å behandle frø med forskjellige sorter energi, blant dem radioaktivi-tet , fysiske behandlinger, behandling med lyd og ultralyd, magnetis-me og lasere, og mange slags kjemiske behandlinger. Mange av disse fremgangsmåtene er bare laboratoriekuriositeter av eksperimentell karakter uten konkrete forbindelser med handelsmessige realiteter. Blant US-patenter som.omhandler slike emner kan nevnes nr. 43 292, 2 059 835, 2 101 584, 2 300 727, 2 344 131, 2 932 128 og 3 397 640 og følgende andre patenter: britisk patent nr. 743 350, belgisk patent nr. 511 232, tysk patent nr. 474 454, kanadisk patent nr. 608 485, franske patenter nr. 874 656 og 922 132 og nederlandske patenter nr. 19 358 og 43 753. Behandling av frø med lav spenning er diskutert i en artikkel med tittel "Low Voltage Irradiation of Seeds" , publisert i Agriculture Engineering, vol. 38, nr. 9, pp. 666-9, september 1957.

Selv om slike behandlinger kan forbedre avkastningen, har ingen av dem presentert handelsmessig tilfredsstillende løsninger på problemet. En av grunnene er at stimuleringer som oppnås ved disse metodene er kortvarige, det vil si at hvis tidsrommet mellom behandlingen og plantingen er kort, kan det oppnås forbedrede avlinger. Men virkeligheten når det gjelder å behandle og distribu-ere frø til landbruks- eller skogbruksformål passer ikke med denne kortvarige stimuleringen, slik at alle anstrengelser for å forbedre avlingene på disse måtene har vist seg å være sløseri med tid og penger når det gjelder den økonomiske siden av problemet. Vitenskapsmenn har nedlagt store anstrengelser for å frem bringe sorter med stor avkastning fra forskjellige planter, av hvilke hvete og mais er de -mest vanlige.Vanskeligheten med disse genetiske fornyelsene er at de ikke er blitt prøvet over tid med hensyn til motstand mot sykdommer, et eksempel på dette er den epi-demien med kornsykdommer som ødela en femtedel av avlingene i USA i 1970. Et formål med den foreliggende oppfinnelsen er å øke avkastningen av standardsorter av planter eller trær som har utvik-let normal motstand mot sykdommer over mange hundre, om ikke tuse-ner av plantegenerasjoner. Med hensyn til i det minste trefrø, har det imidlertid som en sidevirkning vist seg at frø som underkastes fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, ikke bare får øket avkastning, men utvikler sykdomsresistente trekk som vil bli diskutert senere.

Oppfinnelsen er rettet mot en fremgangsmåte og et apparat for behandling av frø, samt slik behandlet frø, som ikke bare vil stimulere veksten, men også stabilisere stimuleringsfaktorene, hvilke disse måtte være, over en rimelig tidsperiode slik at frøe-ne kan transporteres over hvilke som helst avstander og om nødven-dig lagres, og likevel beholde kraften i stimuleringsfaktorene slik at når frøene til slutt plantes, vil de formere seg i ønsket meng-de. De eneste forsøkene på området som er kjent for søkeren og som vedrører forlengelse av de optimale karakteristikkene for frøveksten, er beskrevet i en artikkel i "Science" for 20. desember 1974, "Viability of Stored Seed", pp. 1123-4, hvor det er beskrevet eks-perimenter med bruk av lavspenningsenergi for dette formål.

Kort fortalt blir frø i henhold til oppfinnelsen utsatt for mikrobølge-energi i en atmosfære hvis temperatur blir regulert på en måte som skal beskrives senere, og umiddelbart etter at de er behandlet med mikrobølge-energi, blir de utsatt for en vakuumbehandling, igjen på en måte som skal forklares nærmere i det føl-gende. Som et resultat av disse behandlingene i rekkefølge, har slik behandlet frø blitt lagret i et år eller mer og likevel be-holdt de økte vekstegenskaper som de ville hatt om de var blitt plantet umiddelbart etter behandlingen. Det har imidlertid vist seg at vakuumbehandlingen ikke bare sikrer den ønskede stabilise-ringsvirkningen, men at frø som er blitt behandlet med mikrobølge-energi og så stabilisert ved hjelp av vakuum, kan oppvise en høyere grad av vekst og produktivitet enn frø som er blitt stimulert ved en ekvivalent mikrobølgebehandling og så plantet uten noen stabilisering. Det viser seg altså å være en synergistisk samvirkning mellom stimuleringen og stabiliseringen som frembringer frø med overlegne vekst-.og produktivitetsegenskaper.

For å illustrere virkningen av denne samvirkningen ble prøver av bønnefrø utsatt for fire forskjellige sett med betingel-ser på følgende måte:

Prøve 1 : mikrobølge-energi, kjøling og vakuum.

Prøve 2 : bare mikrobølge-energi.

Prøve 3 : mikrobølge-energi pluss avkjøling.

Prøve 4 : bare vakuum.

De behandlede frøene samt kontrollfrø ble så plantet og spiringen ble observert etter 65 timer og plantenes høyde etter 12 1/2 døgn. Når veksten av kontrollfrøene som vokste sammen med prøven, brukes som basis eller indeks 100, blir veksten av plante-ne som ble underkastet de forskjellige typer behandling, samt de andre kontrollplantene som i følgende tabell I:

Prøvene 1, 2 og 3 omfattet hver tre porsjoner som ble underkastet 500 milliamper med frekvens 2450 MHz i henholdsvis 10, 15 og 20 sekunder. I prøvene 1 og 3 ble temperaturen holdt på 21°C (70°F) og i prøvene 1 og 4 var vakuumet med absolutt trykk 381 mm Hg/i 5 minutter,.idet prøve 4 representerte tre forskjellige porsjoner pluss kontrollfrøene og bare av hensiktsmessighets-grunner er oppstilt ut for linjene for mikrobølget id. De behandlede frøene og kontrollfrøene ble plantet ut på flater som var 929 cm 2 (1 kvadratfot) og på 12,7 centimeters dyp.

Det er i beskrivelsen antydet at produktet som behandles i samsvar med fremgangsmåten kan lagres ett år eller mer.Lagrin-gen bør imidlertid finne sted i omgivelser med regulerbar temperatur. Hvis temperaturen blir regulert mellom 1,1°C (34°F) og 21°C

(70°F) , vil spiringsevnen ikke avta.

De økede avlinger som er resultatet av frø behandlet som beskrevet her, vil inntreffe hvis de behandlede frøene bare gis vanlig landbruksmessig behandling med hensyn til planting, stell, og innhøsting. Med andre ord er det unødvendig med spesielle til-førsler av gjødning, vann, insektmidler og lignende for å frembringe de økte resultater i avkastning eller vekst som følger av den beskrevne behandling av frøene, jfr. Science, 20. desember 1974, sidene 1085-1088 og 1093-1096.

Mange forskjellige typer frø er blitt behandlet, plantet og høstet, blant dem Bragg soyabønner, eksempel 1; Davis soyabøn-ner, eksempel 2; Maishybrider, eksempel 3 til 5; Atlas bomullsfrø, eksempel 6; Georgia Early Runner peanøtter,. eksempel 7; furufrø

(Slash pine) , eksempel 8 og 9; og- Loblolly furufrø, eksempel 10 og' 11. Andre typer frø som har vist tilfredsstillende resultater etter den beskrevne behandlingsmåte, er cantaloup (melontype), havre, reddik, Oregonrug, vannmelon, hvete, solsikke og tomatfrø.

Med hensyn til eksemplene 7 til 11, har det vist seg at den foreskrevne behandlingen av frøene har en sidevirkning på de statistiske kontrollfrøene som er helt uventet. Ved tilfeldig planting blir kontrollfrøene statistisk .anbrakt ved siden av behandlede frø i samsvar med, standard statistisk teori for å sikre hva man forstår med objektive resultater. Ved plantingen av peanøttene av typen Georgia Early Runner som i eksempel 7, ble kontrollfrøene ikke bare anbrakt tilfeldig plantet blant de behandlede frøene, men ble også anbrakt som en bord omkring plantefeltet. Av de forskjellige behandlede frøene som vist i eksempel 7, viste prøve T-3 den største avkastningen, ca. 586 kg/dekar, av alle de forskjellige behandlingene.Kontrollfrøene inne i plantefeltet gav imidlertid en avkastning på ca. 400 kg/dekar, mens kontrollfrøene rundt plantefeltet gav ca. 209 kg/dekar. Selv om det erumulig å spesifisere grunnene til denne virkningen, antas det at under vekstperioden vil sammenfUtringen av røttene til de behandlede frøplantene med røt-tene til kontrollplantene overføre på en eller annen måte en del av de gunstige virkninger som stammer fra behandlingen. Der hvor kontrollfrøene ligger langt fra de behandlede frøene, som de yt-terste kontrollfrøene gjør, er forskjellen betydelig, f.eks. er prøve T-3 46,0 % mer produktiv enn de indre kontrollfrøene, men den er 177 % mer produktiv enn kontrollfrøene langs kantene. Ved å blande sammen behandlede og ubehandlede frø er det således mulig å øke produktiviteten av ubehandlede frø betydelig hvis de

"blir plantet på samme jordstykke.

Den samme virkningen kan observeres i de statistiske

data over plantingen av slash- og loblolly-furu som vist i det etterfølgende eksempel 8 til 11. Ved hver av disse utplantingene ble det ikke gjort noe forsøk på å anbringe kontrollfrø langs kantene som tilfelle var ved peanøttene i eksempel 7, slik at kontrollfrøene som er tilfeldig spredt på plantefeltet, må sammenliknes med data for vanlig frø og for annet forbedret frø, noe som er gjort i de etterfølgende eksempler.

Folk med erfaring fra denne type arbeid vil selvsagt forstå at hvert frø av forskjellig klasse, slekt eller sort kan kreve forskjellige behandlinger. Det som er virkningsfullt for soyabønner vil ikke nødvendigvis gi en ekvivalent virkning for trefrø. Likeledes kan det være nødvendig med forskjellig behandling av forskjellige sorter soyabønner. Med de parametere som spesielt er nevnt i det følgende, er det imidlertid gitt tilstrek-kelige informasjoner til at en operatør som blir forelagt en type frø for hvilke behandlingsdata ikke er fastslått , kan bestemme en foretrukket behandlingsform for det spesielle frø det gjelder.

Den økonomiske virkningen av slik behandling er selvsagt økningen av avlingen i hl/dekar for planter som soyabønner. For planter som furu blir imidlertid målet vekst pr. år. Ikke bare vil soyabønner som er behandlet etter fremgangsmåten frembringe større-.avlinger pr. dekar, men også frø for slash- og loblolly-furu som behandles ifølge oppfinnelsen, vil når de plantes, re-sultere, i frøplanter som vokser meget hurtigere.

En av virkningene som er et resultat av behandlingen, er at et felt beplantet med slik behandlede soyabønner for en iakttager vil fortone seg mye grønnere. Analyser indikerer at klorofyllinnholdet i blader og stengler til slik behandlede soya-bønner er høyere enn normalt. Når det gjelder soyabønner, er normal produksjon av kommersielt tilgjéngelige bønner to bønner i hver belg, tre bønner i hver belg er vanlig og fire bønner kan man se av og til. på bønnefelter hvor det vokser kommersielt tilgjengelig frø som er behandlet i henhold til oppfinnelsen, har det ved opptelling vist seg at 12 % av belgene inneholder fire bønner. Dette utsagnet fremsettes selv om man er oppmerksom på at spesielle bønnesorter, som f.eks. beskrevet i Plant VarietyCertificate nr. 7400094, oppviser en høyere andel med bønner, men ved hjelp av fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen kan kommersielle bønner 'som ville frembringe meget få belger med fire bønner, stimuleres til å frembringe en betydelig andel belger med fire bønner.

En annen virkning av behandlingsmåten som viser seg spesielt tydelig ved frøplanter for trær, er en økning av hard-førheten til frøplantene. I løpet av en eksperimentplanting som ble påbegynt før inngivelsen av denne søknaden, ble behandlede frøplanter av slash- og loblolly-furu og kontrollfrøplanter utsatt for en tilfeldig sludd- og snøstorm av usedvanlig styrke. De 8000 behandlede frøplantene kom fra stormen uten skader , mens kontrollfrøplantene ble sterkt skadd. Andre utslag av de gangli-. ge virkninger av behandlingen av frøplanter av trær, er fravær av trekreft, spissmøllplage, klorose og ingen antydninger til dvale.

Det vises nå til tegningene der fig. 1 er et sideriss med deler.tatt vekk av en magnetronenhet for behandling av.frø som for eksempel soyabønner. Fig. 2 er .et grunnriss av anordningen på fig. 1. Fig. 3 er et tverrsnitt langs linjene 3-3 på fig.

2. Fig. 4 er et riss av en del av hornet til anordningen. Fig.

5 er et grunnriss med enkelt-partier skåret vekk. som viser utstyr med flere horn. Fig. 6 er et tverrsnitt langs linjene 6-6 på

fig. 5 som imidlertid viser et sideriss av skjermen delvis vekk-skåret. Fig. 7 er et tverrsnitt langs linjene 7-7 på fig. 5.

Fig. 8 er en skisse av vakuumutstyret , med vekktagninger, for å vise frøene under vakuumprosessen. Fig. 9 er et strømningsdia-gram for behandlingen som generelt viser begrensningene av mikro-bølgeenergien og tiden for mikrobølgetrinnet ved behandlingen, og graden av vakuum og tiden for vakuumbehandlingen.

Det skal bemerkes at den kommersielle anordningen som er vist på fig. 1, har begrenset kapasitet og er beregnet for behandling av små mengder frø. Formålet med anordningen er å utsette frøene for mikrobølge-energi, 2450 pluss eller minust 25 mega-hertz, i et meget begrenset tidsrom, 1 til 30 sekunder, ved regu-lerbare temperaturbetingelser, mens frøene føres gjennom mikrobøl-gefeltet på et endeløst bånd 12 før de tømmes ned i en renne for å underkastes vakuumtrinnet, som skal beskrives senere og som er skjematisk vist på fig. 9. Det er alminnelig kjent at mikrobølge-energi er farlig og må avskjermes. Hele enheten er derfor inneluk-ket i et loddet gitter, som en skjerm 26, som er vist delvis vekk-skåret på tegningene, med en maskestørrelse mindre enn 4,65 mm. Utstyrets parametere blir bestemt av bølgelengden på omkring 12,2 cm ved 2450 MHz. Derfor er avstanden til hornet 10 for forplantning av energi fra frølaget, dybden av frølaget på det endeløse båndet 12 og dybden av vannlaget 14 alle en funksjon av denne parameteren.

Når materiale utsettes for mikrobølgeenergi, fører

det til en temperaturstigning som ville skade frøene hvis varmen ikke ble ledet vekk. Dette gjøres ved å tilveiebringe en kilde 16 for avkjølt gass som bringes til å sirkulere gjennom frølaget

for å holde frøene på en temperatur fra 4,5°C til 21°C mens de utsettes for mikrobølge-energi.

Hulrommet 19 i hvilket frøene behandles, og vannlaget 14 er vist på fig. 1. Ved toppen av hulrommet er en dreieanordning 11 som er anordnet for å omslutte et horn 10 med parabolsk form

sett fra siden, idet hornet har rektangulære dimensjoner på 50,4 ganger 710.mm ved munningen. I det utstyret som er vist på fig.

1 og som har lav kapasitet, er det anvendt bare et horn. For å

kunne behandle forskjellige frødybder på båndet er hornets stilling regulerbar oppover og nedover. Dette gjøres ved å bevege hornet på en måte som skal.beskrives nærmere, når det er nødvendig å fjerne det fra frølaget.

Frøene blir lesset på det endeløse båndet 12 ved hjelp av rennen 20 til høyre på tegningen, idet båndet passerer munningen av hornet 10 i retning av pilen på fig. 1, og frøene tømmes av båndet etter passeringen ved hjelp av en renne, ikke vist, som fører til beholdere for umiddelbar vakuumbehandling, noe som skal beskrives senere. For å sikre at båndet og frøene som føres langs dette, hele tiden er horisontale, er en glideflate eller en plattform 13 anordnet over vannlaget 14 og under båndet 12, slik at beliggenheten av de fremførte frøene vil være konstant i forhold til hornets munning. Som vist på fig. 1 er det tilveiebrakt midler 17 for å sirkulere vannet i vannlaget.

Det vises nå mer spesielt til hulrommet 19 som omfatter en parallellepipedisk konstruksjon av aluminium eller rustfritt stål, hvis indre har polerte glatte og plane sideflater, fri for sveiser. Hulrommet har åpen bunn for å kunne settes ned i vannlaget. Ved hver ende har det slisser for glideflaten og båndet. Inne i hulrommet ved hver av slissene er strimler av aluminium-folie 21 for å forhindre utsivning av mikrobølge-energi fra hulrommet over båndet.

Gjennom dreieanordningen og inn i hulrommet strekker det seg et horn 10 av enten aluminium eller messing og med parabolsk form, som vist. Hornet drives av en magnetron 15 som er innsatt gjennom en åpning ved brennpunktet i paralbolhdrnet. I forbindel-se med magnetronen er en kvartbølge-dipol 22 som strekker seg inn i hornet og står i inngrep med en mansjett 23 på den siden av hornet som ligger overfor åpningen for magnetronen. Dipolen 22 er av aluminium- eller messing-rør med ender som er avskrådd og slisset. Ut for dipolen 22, men i nærheten av denne, er et par avstemnings-skruer 24 av massivt aluminium eller messing, hvis oppgave det er å avstemme hornet for å dirigere energistrømmen fra dette. Ste-det for skruene bør være omtrent som vist, men den optimale plas-sering er et rent fagmessig spørsmål.

Da magnetronen 15 frembringer varme, er det. anordnet midler i form av vifter 25 for å spre varmen. Alternativt kan dét benyttes vannkjølte magnetroner. I innretningen som er vist på fig. 1 til 3, er det anordnet bare et horn og en magnetron.

I utstyr med stor kommersiell kapasitet som vist på fig. 5-7, er det anordnet en rekke horn og magnetroner. I dette tilfelle er hornene dreiet 90° i forhold til den stilling som er vist på fig. 1, og de har en avstand fra hverandre, fra sentrum til sentrum,

på omkring 45,5 cm for å gi plass for magnetronene og viftekjøle-midlene, som reduserer-temperaturstigningen i magnetronene når de energiseres.

Vannlaget 14 har som funksjon å (a) opprettholde en til-passet ' belastning , (b) absorbere eventuell overflødig energi som ikke blir opptatt av produktet som behandles, og (c) å virke som en tettning for å hindre utlekking av mikrobølge-energi.

på fig. 5-7 er det vist et system med flere horn som

er konstruert for behandling av opptil 4500 kg frø pr. time.

Som antydet er hornene anbrakt 90° på båndets lengderetning og med omkring 45,5 cm avstand fra hverandre for å gi tilstrekkelig rom til magnetroner og kjøleutstyr. Dette gir et mellomrom på omkring 45,5 cm mellom hvert horn, og for å -frembringe en kontinuerlig energistrøm over dette mellomrommet, er det anbrakt en reflektor 27 under hvert horn med en vinkel på fra 14° til 17° i forhold til horisontalen for å reflektere energi til mellomrommet mellom hornene, se fig. 6 og 7.' Reflektorene er fortrinnsvis av rustfritt stål eller polert aluminium.

Det endeløse båndet 12 er fortrinnsvis av neopren eller et lignende materiale som vil absorbere minimalt med mikrobølge-energi og forbli upåvirket av oljer, fett eller voks som kan oppstå ved behandling av oljerike frø. Avstanden mellom munningen av hornet og båndet er regulerbar, avhengig av "tykkelsen av frølaget på båndet. I maskiner for behandling av store mengder frø, er

tykkelsen på frølaget på båndet maksimalt 7,5 cm. Med en slik tykkelse oppnås optimale resultater når munningen av hornet har en slik avstand fra frølaget at toppen av bølgen viser seg omkring 3,25 cm under toppen av frølaget. Hvis frølaget har en tykkelse på 2,5 cm blir avstanden forandret slik at bølgetoppen er ved toppen av frølaget. Slike reguleringer er nødvendige siden maskinen må kunne tilpasses for behandling av mange typer og sorter frø som kan ha meget forskjellige dimensjoner og kreve forskjellige innstillinger. Dette kan utføres ved å sette inn mellomlegg, selv om andre metoder også kan brukes. på hver side av hornet er en flens 28 som hviler på toppen av dreieanordningeri 11. Den kan ved innsetting av mellomlegg heves til enhver ny ønsket stilling ettersom tykkelsen av frølaget på båndet krever.

Strømstyrken kan varieres. Det har imidlertid vist seg at når det brukes så lite som 180 milliamper, som krever det en økning av eksponeringstiden som er så stor at nesten ikke noe frø kan behandles i en kommersiell maskin, og ved 740 milliamper blir temperaturstigningen' slik at luften må avkjøles til omkring 1,5-4,5°C med følgende nedsettelse av magnetronens levetid. Man har funnet at omkring 500 milliamper virker best med luft som er av-kjølt til ca. 20°C, og gjør kapasiteten til kommersielt utstyr konstruert i henhold til oppfinnelsen, størst mulig.

Behandlingen av frø går kontinuerlig med tømming av frøene fra båndet gjennom en renne og inn i en passende beholder som så raskt som mulig blir anbrakt i et vakuumkammer 30 av kon-vensjonell type, vist på fig. 8 med pumper 31, og frøene blir her ved romtemperatur utsatt for et vakuum på fra 380 til 635 mm Hg absolutt trykk for et tidsrom på omkring 5 minutter. Etter denne behandlingen er frøene ferdige til pakking og levering til jord-brukere.

Ved forsøk med behandlede frø og kontrollfrø som omtalt i de følgende eksempler, er fulgt de statistiske prosedyrer som er spesifisert i "Experimental Design", cochrane&cox, John Wiley&Son, New York, 2. utgave 1957, sidene 95-147. Alle frøene som ble behandlet og anvendt som kontrollfrø, ble tilveiebrakt kommersielt og ble plantet i statistiske felter etter behandling. Planting fant sted fra to uker til fjorten måneder etter at behandlingen

var fullført.

De mange variable ved utførelsen av fremgangsmåten i

henhold til oppfinnelsen vil bli beskrevet i detalj , og de er:

1. Mikrobølgenes frekvens: Som antydet ovenfor foretrekkes en frekvens på 2450 MHz pluss eller minus 25 MHz, idet området over og under denne frekvensen er avhengige av parameterne til maskinen som konstrueres, som før nevnt. De minimale og maksi-male frekvensområder er 890 til 940 MHz med en bølgelengde på omkring 30 cm, og 2400 til 2500 MHz med en bølgelengde på omkring 10-12 cm, som kan brukes i henhold til statlige bestemmelser. I U.S.A. vil de tilgjengelige mikrobølgebånd som bestem-mes av Federal Communication Commission, avgjøre hvilke bølgebånd som kan anvendes ved gjennomføring av oppfinnelsen. Det tilgjengelige båndet på fra 890 til 940 MHz med en bølgelengde, på omkring 30 cm, er upraktisk på grunn av konstruksjonsparameterne. Dette gjør at båndet på 2400-2500 MHz med en bølgelengde på 10-12 cm er det mest hensiktsmessige. Det tilgjengelige båndet på 17 850-18 000 MHz med en bølgelengde på omkring 1,8 cm, er upraktisk av samme grunn som det laveste båndet. Det er ikke kjent om slike' begrensninger er tilstede utenfor U.S.A. Mikrobølge-energi i båndet fra 890 MHz til 18 000 MHz kan altså anvendes, selv om konstruksjonsparameterne basert på 2450 MHz er optimale ved konstruksjon av utstyret. 2. Mikrobølgenes strømstyrke: Den foretrukne strøm-styrke er 500 milliamper, men variasjonsområdet er fra 180 til 740milliamper. 3. Behandlingstid i sekunder; Denne varierer med frø-typen fra 1 sekund til 25 sekunder.

4. Reguleringstemperaturen: Denne variable avhenger

av strømstyrken, men med den foretrukne strømstyrke på 500 milliamper, bør temperaturen være 21°C.

5. Graden av vakuum;Vakuumet uttrykt i mm Hg absolutt trykk kan variere fra 380 til 635 mm Hg, i de fleste tilfeller har

det vist' seg at det høyeste området er mest hensiktsmessig for stabilisering av frøene. 6,. Vakuumtid i minutter: Det har vist seg at 5 minutter er en effektiv tid for de mikrobølgebehandlede frø i vakuum. 7. Tykkelse av frølaget: Denne variable vil variere med frøtypen. Med frø slik som soyabønner foretrekkes en tykkelse på 7,5 cm, med meget mindre frø er 2,5 cm en foretrukket tykkelse . 8. Avstanden mellom toppen av frølaget og hornets munning:Med en tykkelse av frølaget på 7,5 cm bør toppen av frølaget ha en slik avstand fra hornets munning at toppen av bølgen på omkring 12,2 cm er 2,5-3,7 cm under toppen av frølaget; med en frøtykkelse på 2,5 cm bør toppen av bølgelengden være ved toppen av frølaget. 9. Reflektorvinkel: I utstyr med flere horn er det ønskelig med reflektorer for å konsentrere mikrobølge-energien som trenger gjennom frølaget tilbake slik at den virker på frøe-ne i mellomrommet på omkring 45,5 cm mellom hornene. Denne vin-kelen har man funnet kan variere fra 14 til 17° avhengig av tykkelsen på frølaget på båndet, f;eks. der hvor frølaget er 7,5 cm tykt bør refleksjonsvinkelen være 17°, og der hvor tykkelsen er 2,5 cm, 14°, eller eventuelle andre vinkler som er nødvendige for å reflektere energien tilbake mellom hornene. 10. Frøenes. væskeinnhold: For å oppnå best resultater bør frøenes væskeinnhold være fra 5 til 12 %. Når væskeinnholdet er mindre enn 5 %, må eksponeringstiden forlenges. Dette er tilfelle uansett om væsken er olje eller vann. Nar væskeinnholdet overstiger omkring 12 %, må temperaturen senkes og eksponeringstiden settes ned.

I tabell II nedenfor er oppstilt data over \fekstkarakteri-stikkere til 15 eksempler på forskjellige frøtyper som ble behandlet med 500 milliamper i forskjellige tidsrom, oppgitt i sekunder i kolonne (4), ved den temperatur som er angitt i kolonne (3), og de ble så utsatt for vakuum som angitt i kolonne (5) i fem minutter. Frøene ble så plantet sammen med kontrollfrø og veksten ble registrert 12 1/2 døgn etter plantingen. Den prosentvise økede vekst av de behandlede frø sammenliknet med kontrollfrøene, er vist i kolonne (6), og den tid for mikrobølgebehandling som gir den største vekst, er angitt i kolonne (7). Disse data er som følger: I de følgende eksempler 1 til 11 er oppsatt data vedrørende behandlingsparametere, datoer, data for planting og innhøsting, veksthastighet i eksemplene 3 til 5, og avkastning sammenlignet med kontrollfrøene.

Eksempel 1 (Bragg soyabønner)

Bemerkning 1: De behandlede prøvene ble behandlet 3. november 1971,

alle prøvene innbefattet kontrollfrøene ble plantet 10. mai 1973, og de ble høstet i desember 1973.

Bemerkning 2: Prøver merket med en stjerne ble perforert, andre prøver ikke perforert. Perforeringen ble gjennom-ført ved å stikke en nål gjennom overflaten til frø-et , idet det ble utvist.stor forsiktighet for ikke å skade kimen. Denne fremgangsmåten ble bare gjen-nomført som et eksperiment. Vakuumbehandlingen foregikk ved 625 mm Hg absolutt trykk ved romtemperatur i 5 minutter.

Eksempel 2 (Davis soyabønner)

Eksempel 2 (Davis soyabønner) (forts.)

Bemerkning 1: De behandlede prøvene ble behandlet 3. november 1971, alle prøvene, kontrollene inkludert, ble plantet 10. mai 1971 og høstet i desember 1973.

Bemerkning 2:<p>røvene som er merket med en stjerne, ble perforert, se kommentar til eksempel 1. Vakuumbehandlingen foregikk ved 625 mm Hg absolutt trykk i 5 minutter ved romtemperatur.

Eksempel 3 (maishybrid A)

Bemerkning:De behandlede prøvene ble behandlet 7. juni 1973,

alle prøvene ble plantet 22. april 1974 i nærheten av Athens, Georgia, og de behandlede prøvene ble høstet 28. juni 1974 og kontrollene-4. august 1974. Den raske modningen av de behandlede prøve-ne bør bemerkes.

Eksempel 4 (maishybrid B)

Bemerkning:De behandlede prøvene ble behandlet 7. juni 1973,

alle prøvene ble plantet 22. april 1974 i nærheten av Athens, Georgia. De behandlede prøvene ble høstet 28. juni 1974 og kontrollene 4. august 1974. Legg merke til den raske modningen av de behandlede frøene.

Eksempel 5 (maishybridC)

Bemerkning: De behandlede frøene ble behandlet 7. juni 1973,

alle prøvene ble plantet 22. april 1974 i nærheten av Athens, Georgia. De behandlede prøvene

ble høstet 28. juni 1974, og kontrollene 4. august 1974. Legg merke til den raske modningen av de behandlede prøvene.

Eksempel 6 (Atlas bomullsfrø)

Bemerkning: De behandlede prøvene ble behandlet 20. januar 1974,

og alle prøvene ble plantet 21. mai 1974. Alle prøvene ble så høstet i desember 1974. Plantefeltet var i nærheten av Athens, Georgia.

Eksempel 7 (Georgia Early Runner peanøtter)

Eksempel 7 ( forts.)

Prøve Mikrobølgebehandling Avling i Prosentvis øk-milliamper/sekunder kg/da ning i forhold til kontrollfrø

inne i feltet

Bemerkning:De behandlede frøene ble behandlet 2. februar 1974.

Alle prøvene ble plantet 24. mai 1974 og høstet . 19. oktober 1974. Plantefeltet var i nærheten av Athens, Georgia. Eksempel 8 ( Slash furu, Early County, Georgia) prøve Mikrobølgebehandling Høyde - Diameter milliamper/ sekunder i cm

Prøvene A, B og C var i vakuum med'trykk 5 85 mm Hg.

Bemerkning: De behandlede prøvene ble behandlet i juli 1971.

Frøene ble plantet i mai 1972, innbefattet kontrollfrøene. Frøplantene ble plantet i januar 1973 og målingene ble foretatt etter 23 måneder i desember 1974.

Eksempel 9 ( Slash furu, Clark County, Georgia)

"Prøvene A, B og C var i vakuum med trykk 5 85 mm Hg.

Bemerkning: De behandlede frøene ble behandlet i juli 1971.

Frøene ble plantet i mai 1972 og frøplantene ble plantet i januar 1973, og målingene etter 23 måneder ble foretatt i desember 1974.

Eksempel 10 (Loblolly-furu, Clark County, Georgia)

Prøvene D, E og F ble behandlet i vakuum med absolutt trykk

5 85 mm Hg.

Bemerkning: De behandlede prøvene ble behandlet i juli 1971.

Frøene ble plantet i januar 1973 og målingene etter 23 måneder ble tatt i desember 1974.

Eksempel 11 (Loblolly-furu, Early County,

Georgia)

Prøvene F, D og E ble behandlet i vakuum med absolutt trykk på

585 mm Hg.

Bemerkning: De behandlede frøene ble behandlet i juli 1971.

Frøene ble plantet i mai 1972, også kontrollfrøene. Frøplantene ble plantet i januar 1973

og målingene etter 23 måneder ble foretatt i desember 1974.

Frø som kan forbedres etter fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen, finnes i mange hundre sorter og med store varia-sjoner i størrelse og vekt, fra omkring 1 830 000 pr. 100 g for agrostis canina l. (stritt fløyelsgress) til omkring 194 pr. 100 g for cicer arietinum L. (kyllingert), stizolobium deeringianum Bort (fiøyelsbønne) eller phaseolus lunatus L. (limabønne) eller 25 pr.. 100 g for prunus persica Batsch. (fersken) , se "Rules for Testing Seeds" , Proceedings of the Association of OfficialSeedAnalysts vol. 60, nr. 2, 1970, sidene 4, 6, 11, 14 og 19. Ingen av de frø-ene det refereres til her, har blitt behandlet med utstyret iføl-,ge oppfinnelsen. Selv om det er gitt et antall eksempler på forskjellige typer eller sorter frø som er blitt behandlet i henhold til fremgangsmåten på det beskrevne utstyr med en resulterende betydelig forbedring av veksthastighet, produktivitet og andre kjen-netegn, er det når man tar i betraktning den tid som medgår til å utføre eksperimentene, umulig å dekke selv en liten del av det store frøspekterét som har landbruksmessig, hagebruksmessig og forst-messig interesse. Det antas imidlertid at oppfinnelsen vil være effektiv når det gjelder å forbedre vekst- og produktivitetsegenskaper til alle frø av økonomisk betydning.

Claims (27)

1. Spiredyktig frø med overlegne vekstegenskaper og forlenget lagringstid, karakterisert ved at de først utsettes for konsentrert mikrobølge-energi'i et område fra 890 til 18 000 kHz i fra 1 til 25 sekunder i en kontrollert atmosfære med temperatur fra 4,5 til 21°C,'og ved at de så utsettes for delvis vakuum med absolutt trykk fra 380 til 635 mm Hg i 3 til 10 minutter.

2. Apparat for behandling av frø, karakterisert ved en kilde for mikrobølge-energi, midler til å konsentrere energien som frembringes av kilden, midler til å absorbere tilfeldig energi fra en slik kilde, midler til å føre frø gjennom feltet for energien i løpet av et begrenset tidsintervall, midler til å motvirke varmestigning som oppstår ved anvendelse av mikrobølge-energi ved å avkjøle og sirkulere gass med regulerbar temperatur inne i et kammer som inneholder apparatet, og midler for etter mikrobølgebehandlingen å utsette frøene for delvis vakuum i en begrenset tidsperiode.

3. Middel til stimulering av vekstfaktoren i frø og opp-rettholdelse av stimuleringsnivået over et lengre tidsrom, karakterisert ved en kilde for mikrobølgé-energi, midler til å konsentrere energien som frembringes av kilden, midler til å absorbere tilfeldig energi som frembringes av kilden, midler til å føre frø gjennom energifeltet i løpet av et begrenset tidsrom, midler til å motvirke varmestigning på grunn av anvendelse av mikrobølgeenergi ved å avkjøle og sirkulere gass med regulert temperatur inne i et kammer som inneholder apparatet, og midler for etter mikrobølgebehandlingen å utsette frøene for et delvis vakuum i et begrenset tidsrom.

4. Spiredyktig frø med vekst- og avkastnings-karakteristik-ker som er meget bedre enn for frø som ikke underkastes den spesi-fiserte behandling, og som har forlenget lagringstid, karakterisert ved at frøene først utsettes for konsentrert mikrobølge-energi i området fra 890 til 18 000 kHz i fra 1 til 25 sekunder i en temperaturregulert atmosfære på fra 4,5 til 21°c, hvoretter de utsettes for delvis vakuum på fra 380 til 635 mm Hg absolutt trykk i fra 3 til 10 minutter.

5. Fremgangsmåte til stimulering av veksten og produktiviteten til frø og til å opprettholde disse stimuli over et lengre tidsrom, karakterisert ved at frøene først utsettes for konsentrert mikrobølge-energi på fra 890 til 18 000 kHz i fra 1 til 25 sekunder i en atmosfære hvis temperatur kan reguleres fra 4,5 til 21°C, hvoretter frøene utsettes for et delvis vakuum med fra 380 til 635 mm Hg absolutt trykk i fra 3 til 10 minutter.

6. Behandlet spiredyktig frø som, som resultat av behandlingen, har vekst- og produktivitets-egenskaper overlegne frø som ik-ke er behandlet, og med forlenget lagringstid, karakterisert ved at de behandlede frøene, når de sås sammen med ubehandlede frø, har evne til å overføre en del av vekst- og produkti- vitetsegenskapene til ubehandlede frø som er sådd i nærheten.

7. Frø stimulert og stabilisert i henhold til krav 5, karakterisert ved at de i en lengre tidsperiode lagres i en kontrollert atmosfære med temperatur på fra 1 til 21°C.

8. Frø behandlet i samsvar med krav 5, karakterisert ved at de har evnen til å overføre vekststimulering gjennom rotvekselvirkning til lignende ubehandlede frø når de plantes i nærheten av slike ubehandlede frø.

9.S ammensetning av frø behandlet i samsvar med krav 5 og lignende ubehandlede frø.

10. Fremgangsmåte til forbedring av gjennomsnittsproduktivi- teten til frø, karakterisert ved at frø som er behandlet i samsvar med krav 5, og lignende ubehandlede frø plantes i nærheten av hverandre.

11. 1 Apparat i henhold til krav 3, karakteri-s e,r-t ved en rekke magnetron-drevne horn som en kilde for mikrobølge-energi, adskilt fra hverandre og anbragt med en vinkel på 90° i forhold til midlene som fører frøene gjennom energifeltet, og ved refleksjonsanordninger anbragt under føringsmidlene for; å reflektere energi.tilbake til mellomrommene mellom hornene..

12. Frø behandlet i samsvar med fremgangsmåten i krav 5, karakterisert ved at de blandes sammen med lignende ubeh <i> andlede frø på tilfeldig vis.

13., Fremgangsmåte til forbedring av gjennomsnittsproduktivi-teten til behandlede og lignende ubehandlede frø, karakterisert ved at en frømengde først behandles i samsvar med krav 5, og at de således behandlede frø så blandes med lignende ubehandlede frø på tilfeldig måte.

14. Frø behandlet i samsvar med krav 13 som så plantes.

15. Maisfrø behandlet i samsvar med krav 5.

16. Bomullsfrø behandlet i samsvar med krav 5.

17 i <p> eanøttfrø behandlet i samsvar med krav 5.-

18. Furufrø behandlet i samsvar med krav 5.

19. Frø av slash pine (furu) behandlet i samsvar med krav 5.

20. '' Frø av loblolly pine (furu) behandlet i samsvar med krav 5.

21. cantaloupfrø behandlet i samsvar med krav 5.

22..H avrefrø behandlet i samsvar med krav 5.

23. Reddikfrø behandlet i samsvar med krav 5.

24. Rugfrø behandlet i samsvar med krav 5.

25. Vannmelonfrø behandlet i samsvar med krav 5.

26. Hvetefrø behandlet i samsvar med krav 5.

27. Solsikkefrø behandlet i samsvar med krav 5.