WO2021013578A1 - Dispositif pour l'amelioration du rendement et de la qualite des vegetaux par exposition aux uvs, procede et utilisations associees - Google Patents

Dispositif pour l'amelioration du rendement et de la qualite des vegetaux par exposition aux uvs, procede et utilisations associees Download PDF

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WO2021013578A1
WO2021013578A1 PCT/EP2020/069480 EP2020069480W WO2021013578A1 WO 2021013578 A1 WO2021013578 A1 WO 2021013578A1 EP 2020069480 W EP2020069480 W EP 2020069480W WO 2021013578 A1 WO2021013578 A1 WO 2021013578A1
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plant
light
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plants
exposure
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PCT/EP2020/069480
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Laurent Urban
Jawad Aarrouf
Yves MATTON
Loïc LEDERMANN
Hugo GONCALVES
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Uv Boosting
Avignon Université
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    • A01G22/00—Cultivation of specific crops or plants not otherwise provided for
    • A01G22/45—Tobacco

Definitions

  • the present invention relates to the field of agronomy. It relates more particularly to a mobile device for light exposure for improving the yield e ⁇ of the quality of preferably plant biological material, as well as the process and the associated uses.
  • Plant protection products denote any substances or mixtures used to prevent, destroy or repel organisms that are undesirable for agriculture or public health, to stimulate the metabolism of plants, their growth or their morphogenesis.
  • the most commonly used families of plant protection products are pesticides, hormones and growth promoters.
  • a plant protection product is often in the form of a chemical substance with or without adjuvants.
  • the runoff of plant protection products can also affect aquatic fauna by inducing in particular the death or reduction of the population of fish and amphibians. This mortality can be direct or indirect. Repeated exposure to plant protection products may cause physiological changes e ⁇ behavioral but can also lead to plant decomposition thus depriving fish of oxygen.
  • the WHO warns me against the direct and indirect dangers associated with the use and exposure to plant protection products for humans which can manifest themselves in the form of acute poisoning or chronic effects.
  • Exposure to plant protection products is also suspected of being at the origin of numerous disorders and pathologies, such as in particular: drastic cognitive disorders of anxiety; developmental disorders of the child during pregnancy; fertility problems and fecundability; problem of metabolism of plant protection products; metabolic pathologies (Obesity, type II diabetes, thyroid dysfunction, ...); various cancers such as leukemia, testicular cancer, brain tumors, melanomas, Hodgkin's disease, Kahler's disease; Parkinson disease ; Alzheimer's disease ; e ⁇ amyotrophic lateral sclerosis.
  • disorders and pathologies such as in particular: drastic cognitive disorders of anxiety; developmental disorders of the child during pregnancy; fertility problems and fecundability; problem of metabolism of plant protection products; metabolic pathologies (Obesity, type II diabetes, thyroid dysfunction, ...); various cancers such as leukemia, testicular cancer, brain tumors, melanomas, Hodgkin's disease, Kahler's disease; Parkinson disease ; Alzheimer's disease ;
  • UV radiation also called “black light” because it is not visible to the naked eye, its ⁇ electromagnetic radiation of shorter wavelength than visible light, but longer than that of X-rays. They do not can be observed only indirectly, either by fluorescence, itself ⁇ using specialized detectors.
  • UV-B wavelengths (280-315 nm) are ⁇ biologically active ⁇ when applied at non-deleterious doses, they induce changes in gene expression, physiology, accumulation of metabolites and plant morphology.
  • UV-B As for the other components of the solar spectrum, the effects of UV-B on plant physiology are influenced by hormones. Some of these hormones, such as in particular abscisic acid, jasmonic acid, salicylic acid and ethylene appear mainly as factors of adaptation to variations in the environment and to stresses. Other hormonal pathways using in particular gibberellins e ⁇ auxins mainly confer morphological changes.
  • UV-B radiation therefore influences the metabolism of plants to act on their morphology and allows in particular the synthesis of molecules such as flavonoids or even the accumulation of phenolic pigments such as anthocyanins.
  • UV-B poses concrete problems. Prolonged exposure of several hours or even days is required to be effective. However, prolonged exposure is difficult to implement on crops outside greenhouses.
  • UV-C radiation for its part is sufficiently energetic to break chemical bonds. Absorption at particular wavelengths can be associated with resonance effects in which certain energy levels in an atom or in a molecule are almost equaled by the energies of the incident photons. Used at high doses, UV-C can therefore cause direct damage to various molecules (nucleic acids, proteins, etc.).
  • UV-C radiation is commonly used for surface disinfection purposes.
  • UV-C offering better safety vis-à-vis treated plants than UV-B or UV-A, they have been tested on different types of plant organs with the idea of identifying hormetic doses, that is to say doses making it possible to obtain positive biological effects.
  • Document WO9533374 discloses the use of a vehicle on rails moving sideways in order to provide a light discharge composed of a mixture of UV-A, B, C, visible light and infrared. .
  • the time of exposure of plants to this light discharge is less than ten seconds and preferably three seconds.
  • the use of this device is intended for the destruction of unwanted plants.
  • this document dissuades those skilled in the art from using radiation, in particular UV-C, to improve the yield and the quality of biological material.
  • Document WO2007 / 049962 describes the use of a means of transport making it possible to convey plants under a light source composed of at least 90% UV-C. This device is used for the purpose of treating plants or fungi to control the growth of pathogens, pests and also for the destruction of aerial parts of the plant. Thus, this document also does not contemplate the use of light pulses to improve the yield and quality of biological material.
  • Document FR3063974 describes a device provided with a conveyor belt allowing direct exposure of the picked plants to light pulses of UV-C making it possible to decontaminate their surface contaminated by phytopharmaceutical products.
  • this document does not describe a mobile device comprising a means of locomotion allowing the movement of the device, nor of use to improve the yield and the quality of biological material.
  • document DE19900616A1 describes a method for stimulating the production of anthocyanins in plants and fruits using a luminous device emitting light at wavelengths included in the visible spectrum but also UV-A and UV-B.
  • the method described does not mention the use of UV-C for improving the yield and quality of biological material, nor an exposure time of the order of seconds.
  • a problem which the present invention proposes to solve consists in developing an alternative device making it possible to do without, or at least, to greatly limit the use of plant protection products.
  • This ⁇ e alternative must make it possible to present a yield and a sufficient quality of biological material.
  • this device must be more ecological in order to preserve the environment, but also easy to use.
  • the first object of the solution to this problem is a mobile light exposure device for improving the yield and quality of biological material comprising:
  • a first module for emitting one or more light pulses comprising at least one light output panel with the surface area being between 0.01 m 2 e ⁇ 10 m 2 ;
  • a second module for adjusting, remotely or on the device, the optical power density of the processing panel and possibly the temperature of the panel
  • a means of locomotion allowing movement of the device, preferably at a speed of between 1 e ⁇ 10 km / h;
  • the optical power density of the panel is between 100 W / m 2 e ⁇ 10,000 W / m 2 , preferably between 300 W / m 2 e ⁇ 3000 W / m 2 , e ⁇ in that the light pulses delivered to said biological material are of identical or different wavelengths and / or durations but less than or equal to two seconds, preferably less than or equal to one second.
  • UV-C radiation is less harmful than UV-B or UV-A in plants.
  • UV-C radiation is less penetrating into the tissues due to the microrelief of epicuticular wax crystals which cause it to diffuse on the surface of the leaves. After crossing the epicuticular barrier, the penetration is lower than there is strong molecular absorption in the plant cells under the cuticle.
  • a second object of the invention is a process for improving the yield e ⁇ of the quality of biological materials comprising the following steps of:
  • the wavelengths are the same or different and its ⁇ between 200 nm e ⁇ 700 nm (UV-C, UV-B, UV-A, visible light), preferably between 200 and 280 nm (UV -VS) ;
  • the exposure times are identical or different but lasting less than or equal to two seconds, preferably less than or equal to one second.
  • the developed invention consists of a mobile device emitting light pulses exhibiting qualities of adaptability and ease of regular use for the treatment of surfaces of variable size.
  • UV-B changes induced by UV-B include in particular:
  • UV-C radiations with shorter exposure times when they are used at a given power and do not a priori generate negative effects on the plants. They are perceived by plants and allow to stimulate e ⁇ metabolic signaling pathways by influencing growth, development, branching, flowering, yield and quality in both normal and stress conditions.
  • Applied at hormetic doses that is to say doses allowing to obtain positive biological effects, without negative side effects, they can be used in the field of agronomy for the improvement of the yield and quality of biological material in order to obtain improved commercial products, in particular through their concentrations of compounds of interest.
  • Figure 1 illustrates a front view of a device according to the invention which is a mobile light exposure module 1 comprising a first light pulse emission module 3 double-sided held by a straddle device 5 mounted on a tractor 4.
  • FIG. 2 illustrates a front view of the device according to the invention which is a mobile light exposure module 1 comprising a first single-sided light pulse emission module 3 held by an inter-row structure 5 mounted on a tractor 4.
  • FIG. 3A illustrates in profile view the device according to the invention which is a mobile light exposure module 1 comprising a first light pulse emission module 3 maintained by a mechanical adjustment module 8 mounted on a tractor 4 for low crops.
  • Said mobile light exposure module 1 also comprises a module 6 for adjusting the optical power density of the treatment panel and the temperature as well as an independent and / or autonomous source of energy 7.
  • FIG. 3B illustrates a front view of a device according to the invention which is a mobile light exposure module 1 for a greenhouse suitable for tall crops of the tomato type.
  • FIG. 3C illustrates a front view of a device according to the invention which is a mobile light exposure module 1 for a greenhouse suitable for low crops of the cannabis type.
  • Figure 4 shows, in front view, an example of a possible structure of a reflector body 9 of a device according to the invention comprising at least one light source 10, reflectors 1 1 and a control unit. temperature 12.
  • Figure 5 shows, in side view, the composition of an exemplary reflector body 9 of a device according to the invention comprising the temperature control unit 12 as well as a set of temperature sensors and light power 13.
  • FIG. 6 is a graph associated with Example 2 making it possible to demonstrate the effects of different doses of UV-C on a mass of leek barrels. Different letters in the figure indicate the existence of significant differences at the 5% level (Tukey test).
  • FIG. 7 is a graph associated with Example 2 making it possible to demonstrate the effects of different doses of UV-C on the length of leek barrels. Different letters in the figure indicate the existence of significant differences at the 5% level (Tukey test).
  • FIG. 8 is a graph associated with Example 4 making it possible to demonstrate the effects of different doses of UV-C on the amount of phenols in the carrot root tubers. Different letters in the figure indicate the existence of significant differences at the 5% level (Kruskal-Wallis test).
  • FIG. 9 is a graph associated with Example 4 making it possible to demonstrate the effects of different doses of UV-C on the quantity of flavonoids in the root tubers of carrot. Different letters in the figure indicate the existence of significant differences at the 5% level (Kruskal-Wallis test).
  • FIG. 10 is a graph associated with Example 4 making it possible to demonstrate the effects of different doses of UV-C on the% of anti-free radical activity in the carrot root tubers. Different letters in the figure indicate the existence of significant differences at the 5% level (Kruskal-Wallis test).
  • FIG. 11 is a graph associated with Example 5 which illustrates the total sum of flowers formed as a function of UV-C treatments, of Vacciplant® and in combination with UV-C with Vacciplant® in the strawberry plant 'Gariguette' over time.
  • FIG. 12 is a graph associated with Example 5 which illustrates the percentage of flowering plants as a function of UV-C treatments, of Vacciplant® and in combination with UV-C with Vacciplant® in the strawberry 'Gariguette' at over time.
  • FIG. 13 is a graph associated with Example 6 which shows the effects of two doses of UV-C on the number of green fruits in the strawberry plant "Gariguette", 8 weeks after planting.
  • the mobile light exposure device 1 for improving the yield and quality of biological material 2 as illustrated in Figures 1 to 3 comprises a first emission module 3 of a or several light pulses.
  • the applicant designates one or more light sources 9 originating from said device emitting at wavelengths between 200 nm and 700 nm.
  • the first module of the mobile light exposure device 1, comprising one or more discharge lamps according to the invention makes it possible to emit one or more light pulses.
  • lamps which can be used, mention may be made of low, medium or high pressure lamps, pulsed or xenon light lamps, Excimer lamps, LED lamps or even mercury vapor lamps (254 nm ).
  • the light pulses are characterized in particular by their duration and by their wavelength.
  • the durations of the light pulses are necessarily less than two seconds, preferably less than or equal to one second.
  • the duration of the light pulses is between one second and one thousandth of a second. More preferably, it is between one second and one hundredth of a second.
  • the particularly preferred values used by the Applicant are one second, one tenth of a second, one hundredth of a second, or else 300 m £ or 500 ps.
  • the number and frequency of the light pulses are modulated according to the nature of the biological material to be treated 2.
  • the wavelengths of the light pulses are ⁇ generally between 200 nm and 700 nm (UV-C, UV-B, UV-A, visible light), preferably between 200 and 280 nm (UV-C ). Even more advantageously, they are between 250 and 265 nm.
  • the light pulses can be:
  • the device according to the invention allows the improvement of the yield e ⁇ of the quality of the biological material 2.
  • biological material 2 is meant a plant material, a fungus or microorganisms or media derived from culture of microorganisms.
  • the biological material 2 is plant material.
  • Plant matter is an entire plant or part of a plant such as a cell, tissue, leaf, fruit, stem, flower or even a root.
  • said plant material comes from farms comprising plantations. These plantations are derived from vi ⁇ ro-plan ⁇ , agriculture, forestry or horticulture such as vegetable, fruit, cereal, oilseed or protein crops.
  • usable plant material By way of nonlimiting examples of usable plant material, the following plant families can be mentioned: Amaranthaceae, Apiaceae, Arecaceae, Asferaceae, Brassicaceae, Cannabaceae, Cucurbitaceae, Fabaceae, Liliaceae, Musaceae, Poaceae, Rosaceae, Rubiaceae , Rufaceae, Solanaceae and Vitaceae.
  • grass that is to say any annual or perennial, non-woody plant, pheasant, part of the Angiosperms (monocots or dicotyledons), generally green in color. More particularly, grass commonly designates grasses, in particular fodder grasses, which constitute pastures, meadows and lawns, e ⁇ families neighboring by their morphology, rushes (rushes) and cyperaceae (sedges).
  • the plant species used are: Allium ampeloprasum var. porrum (Leek), Allium cepa (Onion), Allium sativum (Garlic), Brassica oleracea (Cabbage) don ⁇ var. italica (Broccoli) e ⁇ var.
  • botrytis (Cauliflower), Cannabis sativa (Cannabis), Capsicum annuum (Pepper), Cucurbita pepo (Courgette), Cucurbita maxima (Pumpkin), Daucus carofa (Carrot), Elaeis guineensis (Oil palm), Fragaria x ananassa (Strawberry), Wisteria max (Soybean), Helianthus annuus (Sunflower), Hordeum vulgare (Barley), Lactuca sativa (Lettuce), Malus domestica (Apple tree), Mangifera indica (Mango tree), Musa spp.
  • the device makes it possible to emit one or more light pulses from one or more light treatment panels.
  • These light pulses can be of different wavelength, power and / or duration. Likewise, it is possible to envisage superimposing different light pulses (in terms of wavelength, duration or power) during the passage of the device.
  • the first light pulse emission module 3 of the device according to the invention comprises at least one light treatment panel don ⁇ the surface area is between 0.01 m 2 e ⁇ 10 m 2 .
  • the surface of the light treatment panel is between 0.01 m 2 e ⁇ 5 m 2 . More preferably still, the surface of the panel is between 0.01 m 2 e ⁇ 3 m 2 .
  • the surface of the panels are preferably used ⁇ about 0.4m 2, 0.8m 2, lm 2, or 1, 2 m 2.
  • the mobile light exposure device 1 for improving the yield e ⁇ of the quality of biological material comprises a second adjustment module 6.
  • the second adjustment module 6 can be controlled remotely or directly on the device.
  • the second adjustment module 6 allows both an adjustment of the optical power density of the processing panel but also of the temperature of the panel.
  • the temperature of the panel is regulated actively (by a fan for example) or passively (by a thermal diffuser for example) by a temperature control unit 12 which modifies the temperature thanks to the data it receives a temperature sensor 13.
  • the second adjustment module makes it possible to control a mechanical adjustment module 8 ensuring the correct positioning of the panels relative to the biological material 2 in particular when the latter is presented in the form of a culture. low as shown in Figures 3A e ⁇ 3C.
  • the optical power density of the panel is between 100 W / m 2 e ⁇ 10,000 W / m 2 , preferably between 300 W / m 2 e ⁇ 3,000 W / m 2 .
  • the sources used can in particular be discharge lamps (in particular low, medium or high pressure lamps, pulsed or xenon light, Excimer lamps) or LED.
  • the light sources 10 mentioned can be advantageously mounted on a support called the reflector body 9. comprising reflectors 1 1 and the temperature control unit 12, in order to control the light beam as illustrated in Figure 4.
  • the optical power density of the panel is between 500 W / m 2 e ⁇ 2500 W / m 2 advantageously between 1000 W / m 2 e ⁇ 2000 W / m 2 .
  • the mobile light exposure device 1 for improving the yield e ⁇ of the quality of biological material 2 also comprises a means of locomotion allowing the movement of the device 4, preferably at a speed included. between 1 e ⁇ 10 km / h.
  • Means of locomotion 4 are advantageously a means of traction or propulsion.
  • the speed of the mobile device is between 1 e ⁇ 10 km / h. More preferably, it is between 2 and 5 km / h.
  • the particularly preferred speed values used by the Applicant are ⁇ of 4 km / h, 3.6 km / h, 2.5 km / h and ⁇ of 1.8 km / h.
  • the means of locomotion 4 may or may not include drive wheels that can move on all types of roads or on rails. Depending on the nature of the surface, it can designate a traction device made up of wheels e ⁇ assisted or not by motor. By way of nonlimiting examples, we can use:
  • a locomotion device composed of wheels moving on rails, for example in the form of a specialized treatment cart;
  • a storage space made up of straps to be carried on the back such as a backpack for example.
  • the surface area of the zones to be treated is variable and can generally range from 0.001 m 2 to 100 hectares.
  • the surface area of the zones to be treated corresponds to the size of a crop field, a nursery, a green space but also of a product obtained in post-harvest.
  • the device according to the invention is advantageously supplied by an independent and / or autonomous source of energy 7.
  • the source of energy is in the form of a battery and / or an alternator.
  • the device can also be assisted by the presence of solar panels, an electric motor, combustion, explosion or hybrid.
  • the device is powered by a single-phase or three-phase alternator, 50 or 60 Hz, delivering a voltage between 110V and 500 V.
  • this alternator has a voltage stabilization device. and will produce a power at least equal to the power of the lamps.
  • a device having a panel of 2 m 2 must be supplied by an alternator supplying between 250W and 25,000 W depending on the optical power per unit area selected.
  • a subject of the invention is also a method for improving the yield and the quality of biological materials comprising the following steps of:
  • the wavelengths are identical or different and are between 200 nm and 700 nm (UV-C, UV-B, UV-A, visible light), preferably between 200 and 280 nm (UV-C) ;
  • the exposure times are identical or different but lasting less than or equal to two seconds, preferably less than or equal to one second.
  • the method according to the invention is suitable for a biological material 2 which is a plant material such as a fruit, a vegetable, a seed, a tissue plant, a tuber or any other part of a plant.
  • a biological material 2 which is a plant material such as a fruit, a vegetable, a seed, a tissue plant, a tuber or any other part of a plant.
  • the last subject of the invention is the use of a device according to the invention, for modifying the physiology of a biological material 2.
  • the light pulses emitted by the use of the invention modify the physiology of the biological material.
  • the modification of the physiology of a biological material 2 means the mechanical, physical and / or biochemical modification due to its interaction with the environment.
  • the subject of the invention is the use of a device for modifying the primary and / or secondary metabolism of a biological material 2, preferably of a plant material.
  • the effects can be observed on the primary and secondary metabolism of plants.
  • the primary metabolism of plants designates all metabolites directly involved in growth, development and normal reproduction.
  • the secondary metabolism involves all the metabolites existing at low concentrations in plants.
  • the observable effects are in particular a quantitative and qualitative modification of the production of chemical molecules produced by the primary and secondary metabolism of plants.
  • the molecules concerned can be oses, glucosinolates, amino acids, proteins, lipids, terpenoids, phenolic compounds, alkaloids or cannabinoids (THC for tetrahydrocannabinol and CBD for cannabidiol) .
  • the Applicant has in particular been able to observe that the process according to the invention allows an increase in the concentration of cannabinoids (THC, CBD), flavonoids and terpenes.
  • cannabinoids THC, CBD
  • flavonoids flavonoids
  • terpenes terpenes
  • the subject of the invention is the use of a device for modifying the growth and / or development of a biological material 2, preferably of a plant material.
  • the subject of the invention is the use of a device for increasing the defenses of a biological material 2, preferably of a plant material.
  • the application during growth makes it possible to control the plant growth by reducing or stimulating it, depending on the dose, as in turf;
  • results obtained by the use of this invention can also be applicable in the following fields, through non-limiting examples: pharmacology, cosmetics, the paper industry and its derivatives, aromas and perfumes industry, the "green” chemical industry, the food industry, animal feed, nufraceufique.
  • UV-C flashes show superiority of UV-C flashes (one second) compared to conventional exposures (one minute). UV-C flashes show stimulating effects on secondary metabolism, growth, yield and quality of production.
  • Example 1 Effects of UV-C flashes on the secondary metabolism of tobacco.
  • Nicotine was assayed by HPLC-DAD 260 nm e ⁇ the concentration expressed relative to the dry matter.
  • Example 2 Effects of different doses of UV-C in the form of flashes on the growth, the yield and the quality of the leek.
  • the device used for UV-C treatments consists of mercury vapor lamps (254 nm). Doses of 400, 800 e ⁇ 1200 J / m 2 were obtained with exposure times of 1 s, 2s and 3s, respectively.
  • Example 3 Effects of UV-C flashes on the growth and development of the carrot.
  • the device used for the UV-C treatments consisted of mercury vapor lamps (254 nm).
  • the doses of 100, 300 e ⁇ 500 J / m 2 were all obtained with an exposure time of 1 s by adjusting the distance between the lamps and the plants.
  • the carrots were harvested on D60. The total weight, the length and the diameter of the roots were measured. The length of the leaves was also measured.
  • UV-C flashes applied during cultivation increase the length of the leaves as well as the total weight and the diameter of the roots. Only the treatment at 100 J / m 2 increases the length of the roots. UV-C flashes can be seen to stimulate growth and yield. They can also exert morphogenetic effects and therefore on the quality of presentation by modifying the length / diameter ratio of the roots (treatments at 300 and 500 J / m 2 ). In general, the effects on the length of the leaves, the total weight and the diameter of the roots are all the more marked as the applied dose is high.
  • Example 4 Effects of UV-C flashes on the quantity of phenols, flavonoids and on the anti-radical activity of carrots.
  • the device used for the UV-C treatments consisted of mercury vapor lamps (254 nm).
  • the doses of 100, 300 and 500 J / m 2 were all obtained with an exposure time of 1 s by adjusting the distance between the lamps and the plants.
  • the root tubers of the carrots were harvested on D60 and then ground in liquid nitrogen and the powder was used for the determination of the phenolic compounds, the flavonoids and all the anti-radical species.
  • the UV-C flashes applied during cultivation increase the quantity, the quantity of phenols (FIG. 8) and of flavonoids (FIG. 9) and increases the anti-radical activity (FIG. 10) of the root tubers of carrots. These increases are significantly marked with the 300 J / m 2 dose.
  • Example 5 Effects of UV-C flashes on floral development and flowering homogeneity in strawberries.
  • the device used for the UV-C treatments consists of mercury vapor lamps (254 nm).
  • the treatments consisted of applying a dose of 800 J / m 2 (in 1 s) on the following days: D5, D 12, D 19 and D26.
  • the treatments were carried out on normal plants and on plants treated with an elicitor treatment of the defenses (Vacciplant®).
  • the treatments with Vacciplant® were carried out on D 10 and D24.
  • the randomized trial included, in addition to normal plants treated with UV-C and plants treated with UV-C and with Vacciplant®, untreated plants and plants treated only with Vacciplant®. n 20.
  • the appearance of the flowers was noted on the following days: D 10, D 12, D 14 from the start of the test ⁇ , noted as D0, D + 2, D + 4 in the figure).
  • FIGS. 11 and 12 show that the UV-C flash treatments exerted a stimulating effect on the development of the strawberry plant, in this case of acceleration of floral development, as can be seen up to on the date D + 4 (D 14).
  • the effect of accelerating floral development was exerted on both treated plants and plants not treated with Vacciplant®.
  • UV-C flash treatments have helped to counteract the negative effect of Vacciplant® on the flowering rate of strawberries.
  • Example 6 Effects of UV-C flashes on the entry into production of the strawberry plant.
  • Example 7 Effects of UV-C flashes on cannabinoid production in Cannabis sativa
  • Cannabis sativa L. plants were planted on D0 in Spain, in 15 L pots filled with fertilized Garlic Mix potting soil, in Mylar “black boxes”. Watering was provided every 3 days. The temperatures imposed were of 19 ° C the night of 26 ° C the day.
  • the photoperiod was 18h day / 6h night ⁇ with lighting provided by MH 250W 6600 ° K lamps.
  • the photoperiod was 12 h day / 12 h night ⁇ with lighting provided by HPS 400W 2700 ° K lamps. Ventilation was provided with a flow rate of 15m 3 / h.
  • the device used for the UV-C treatments consisted of mercury vapor lamps (254 nm). Observations were made on the effects of a single dose of UV-C provided in the form of a 1 s flash, a first time from the 5th week of flowering, and a second time a week later.
  • the test was carried out on vines located on a plot of 'Merlo ⁇ ' randomized into 3 blocks. Plants treated with UV-C flashes were exposed to light for about one second every 10 days or so between April and July.
  • the lamps used for the light treatments were UV-C amalgam lamps (254 nm) mounted on a prototype carried by a tractor moving between the rows of crops.
  • the treatments consisted of flashes of about one second, delivering 800 J / m 2 / flash.

Abstract

L'invention a pour objet un dispositif mobile d'exposition lumineuse (1) pour l'amélioration du rendement et de la qualité de matière biologique (2) comprenant un premier module d'émission (3) d'une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de traitement lumineux dont la surface est comprise entre 0,01 m² et 10 m², un deuxième module de réglage (6), à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement et éventuellement de la température dudit panneau et un moyen de locomotion (4) permettant le déplacement du dispositif, de préférence à une vitesse comprise entre 1 et 10 km/h. L'invention se caractérise en ce que la densité de puissance optique du panneau est comprise entre 100 W/m² et 10 000 W/m², préférentiellement entre 300 W/m² et 3000 W/m², et en ce que les impulsions lumineuses délivrées sur ladite matière biologique (2) sont de longueurs d'ondes et/ou de durées identiques ou différentes mais inférieures ou égales à deux secondes, préférentiellement inférieures ou égales à une seconde.

Description

DISPOSITIF POU R L’AMELIORATION DU RENDEMENT ET DE LA QUALITE DES VEGETAUX PAR EXPOSITION AUX UVS, PROCEDE ET UTILISATIONS ASSOCIEES
[0001 ] La présente invention concerne le domaine de l' agronomie. Elle concerne plus particulièrement un dispositif mobile d' exposition lumineuse pour l'amélioration du rendement e† de la qualité de matière biologique préférentiellement végétale, ainsi que le procédé et les utilisations associées.
[0002] L'amélioration du rendement des cultures et de la qualité de la matière biologique produite es† un enjeu actuel important dans le cadre du développement d' une agriculture durable e† non polluante pour l'environnement.
[0003] Aujourd' hui encore, l' utilisation des produits phytopharmaceutiques reste la solution la plus efficace pour optimiser le rendement des cultures.
[0004] Les produits phytopharmaceutiques désignent toutes substances ou mélanges servant à empêcher, détruire ou repousser des organismes indésirables pour l' agriculture ou l' hygiène publique, à stimuler le métabolisme des plantes, leur croissance ou leur morphogénèse. Les familles de produits phytopharmaceutiques les plus couramment utilisées son† les pesticides, les hormones e† les activateurs de croissance. Un produit phytopharmaceutique se présente souvent sous la forme d' une substance chimique associée ou non à des adjuvants.
[0005] L' utilisation de ces substances es† souvent préférée pour les cultures sur de grandes superficies comme dans les champs ou les serres de production, mais aussi dans les espaces verts publics e† dans les jardins privés. En effet, les cultures son† plus difficiles à maîtriser du fai† de la présence de nombreux facteurs biotiques e† abiotiques pouvant affecter la croissance e†, dans le cas des productions agricoles, la qualité finale des plantes à la récolte.
[0006] Les effets néfastes des produits phytopharmaceutiques sur G environnement e† la contamination des ressources en eau potable telle que celle des nappes phréatiques son† reconnus.
[0007] De nombreuses espèces animales telles que les oiseaux ou les insectes non nuisibles (Exemple : les pollinisateurs) son† affectées par les produits phytopharmaceutiques. En effet, un empoisonnement direct peu† survenir en raison de la présence de résidus de produits phytopharmaceutiques, notamment lorsque des animaux pénètrent dans des champs traités.
[0008] Le ruissellement des produits phytopharmaceutiques peu† aussi affecter la faune aquatique en induisant notamment la mort ou la réduction de la population de poissons e† d'amphibiens. Ce††e mortalité peu† être directe ou indirecte. Une exposition répétée aux produits phytopharmaceutiques peu† être à l'origine de changements physiologiques e† comportementaux mais peuvent aussi entraîner la décomposition des plantes privant ainsi les poissons d' oxygène.
[0009] La consommation de produits ou produits dérivés issus d' une agriculture utilisant des produits phytopharmaceutiques est source de nombreuses études afin de déterminer les effets sur la santé à moyen et long ferme.
[0010] L'OMS me† d' ailleurs en garde contre les dangers directs e† indirects liés à l' utilisation e† à l' exposition aux produits phytopharmaceutiques pour l' Homme qui peuvent se manifester sous la forme d' intoxications aiguës ou d' effets chroniques.
[001 1 ] L'exposition aux produits phytopharmaceutiques es† aussi suspectée d'être à l' origine de nombreux troubles e† pathologies tels que notamment : troubles cognitifs droubles anxiodépressifs ; troubles du développement de l'enfant pendant la grossesse ; problèmes de fertilité e† de fécondabilité ; problème de métabolisation des produits phytopharmaceutiques ; pathologies métaboliques (Obésité, diabète de type II, dysfonctionnement thyroïdien, ...) ; divers cancers tels que leucémie, cancer du testicule, tumeurs cérébrales, mélanomes, maladie de Hodgkin, maladie de Kahler ; maladie de Parkinson ; maladie d'Alzheimer ; e† sclérose latérale amyotrophique.
[0012] Compte tenu de ce qui précède, il existe aujourd' hui un besoin de développer e† d' optimiser des techniques alternatives permettant d'obtenir des résultats sensiblement aussi efficaces qu' avec l' utilisation classique de produits phytopharmaceutiques mais moins nocives pour la santé e† G environnement. Aussi, le Demandeur s'es† intéressé aux traitements des plantes sans utilisation de produits phytopharmaceutiques. Parmi ces traitements, le traitement des cultures par la lumière apparaît être une piste intéressante e† prometteuse.
Technique antérieure
[0013] Le traitement des cultures par la lumière es† une alternative intéressante permettant de pallier ces problèmes e† qui ne présente pas les effets négatifs des produits phytopharmaceutiques pour l' environnement e† la santé décrits ci-dessus.
[0014] La lumière es† l'un des facteurs environnementaux les plus importants qui régule la croissance e† le développement des plantes. Les plantes on† besoin de lumière non seulement pour la photosynthèse, mais aussi pour une régulation précise de leur développement.
[0015] Plusieurs facteurs abiotiques son† susceptibles d'influencer le métabolisme e† la vigueur des plantes tels que le manque d' eau, les températures excessives ou les rayonnements ultraviolets.
[001 6] Les rayonnements ultraviolets (UV), également appelés « lumière noire » parce qu' ils ne son† pas visibles à l'œil nu, son† des rayonnements électromagnétiques de longueur d'onde plus courte que la lumière visible, mais plus longue que celle des rayons X. Ils ne peuvent être observés qu' indirectement, soit par fluorescence, soi† à l'aide de détecteurs spécialisés.
[001 7] Les rayonnements ultraviolets, bleus e† rouges son† impliqués dans diverses réponses phofomorphogéniques. Les longueurs d'ondes UV-B (280-315 nm) son† biologiquement actives e† lorsqu'ils son† appliqués à des doses non délétères, ils induisent des changements dans l'expression des gènes, la physiologie, l'accumulation de métabolites e† la morphologie des plantes.
[0018] Comme pour les autres composants du spectre solaire, les effets des UV-B sur la physiologie végétale son† influencés par les hormones. Certaines de ces hormones, telles que notamment l'acide abscissique, l'acide jasmonique, l'acide salicylique e† l'éthylène apparaissent principalement comme des facteurs d'adaptation aux variations de G environnement e† aux stress. D'autres voies hormonales utilisant notamment les gibbérellines e† auxines confèrent principalement des changements morphologiques.
[0019] L'utilisation des rayonnements UV-B influe donc le métabolisme des plantes pour agir sur leur morphologie e† permet notamment la synthèse de molécules telles que les flavonoïdes ou encore l'accumulation de pigments phénoliques tels que les anthocyanines.
[0020] Cependant, l'exploitation des UV-B pose des problèmes concrets. Une exposition prolongée de plusieurs heures voire de plusieurs jours, es† requise pour être efficace. Or les expositions prolongées son† difficiles à mettre en oeuvre sur des cultures hors serres.
[0021 ] Les rayonnements UV-C de leur côté son† suffisamment énergétiques pour casser des liaisons chimiques. L'absorption à des longueurs d'onde particulières peu† être associée à des effets de résonance dans lesquels certains niveaux d'énergie dans un atome ou dans une molécule son† quasiment égalés par les énergies des photons incidents. Utilisés à des doses élevées, les UV-C peuvent donc être à l'origine de dégâts directs sur différentes molécules (acide nucléiques, protéines...).
[0022] Considérant ce qui précède, les rayonnements UV-C son† couramment utilisés à des fins de désinfection en surface.
[0023] En effet, une fois la barrière cuticulaire franchie chez les végétaux, les rayonnements UV-C son† plus fortement absorbés que les UV-B ou les UV-A. Ceci es† dû au fai† que les rayonnements UV-C permettent d'exciter beaucoup plus de molécules que les rayonnements UV-B e† UV-A qui ne son† absorbés que par les composés très conjugués ou porteurs de fonctions C=0 ou C+N par exemple. Etant absorbés plus fortement que les UV-B e† les UV-A, les rayonnements UV-C on† beaucoup moins de chance de pénétrer profondément dans les tissus e† donc d'exercer des effets de dégradation, notamment au niveau des molécules d'ADN.
[0024] Les UV-C offrant une meilleure innocuité vis-à-vis des végétaux traités que les UV-B ou les UV-A, ils on† été testés sur différents types d'organes végétaux avec l'idée d'identifier des doses hormétiques, c'est-à-dire des doses permettant d'obtenir des effets biologiques positifs.
[0025] Des documents brevets antérieurs divulguent en l'état, l' utilisation des UV notamment des UV-C sur des végétaux mais pour des fins différentes que celle de la présente invention.
[0026] Le document W09533374 divulgue l'utilisation d' un véhicule sur rails se déplaçant de manière latérale afin d'émeffre une décharge lumineuse composé d' un mélange d' UV- A, B, C, de lumière visible et d'infrarouge. Le temps d'exposition des plantes à ceffe décharge lumineuse es† inférieur à dix secondes e† préférentiellement de trois secondes. L'utilisation de ce dispositif es† destinée à la destruction des plantes indésirables. Ainsi, ce document dissuade l'homme du métier d' utiliser les rayonnements, notamment les UV-C pour améliorer le rendement e† la qualité de matière biologique.
[0027] Le document W02007/049962 décrit l' utilisation d' un moyen de transport permettant de convoyer des plantes sous une source lumineuse composée d'au minimum de 90 % d' UV-C. Ce dispositif es† utilisé à des fins de traitement des plantes ou des champignons pour contrôler la croissance de pathogènes, d'insectes nuisibles e† également pour la destruction des parties aériennes de la plante. Ainsi, ce document n'envisage pas non plus l'utilisation d'impulsions lumineuses pour améliorer le rendement e† la qualité de matière biologique.
[0028] Le document FR3063974 décrit un dispositif doté d'un tapis roulant permettant une exposition directe des végétaux cueillis à des impulsions lumineuses d' UV-C permettant de décontaminer leur surface contaminée par des produits phytopharmaceutiques. Toutefois, ce document ne décrit pas de dispositif mobile comprenant un moyen de locomotion permettant le déplacement du dispositif, ni d' utilisation pour améliorer le rendement e† la qualité de matière biologique.
[0029] Enfin, le document DE19900616A1 décrit une méthode pour stimuler la production d'anthocyanes chez les plantes e† les fruits à l'aide d'un dispositif lumineux émettant de la lumière à des longueurs d'ondes comprises dans le spectre visible mais aussi des UV-A e† UV-B. Cependant, la méthode décrite ne mentionne pas l' utilisation d' UV-C pour l'amélioration du rendement e† de la qualité de matière biologique, ni une durée d'exposition de l'ordre des secondes.
Problèmes techniques
[0030] Considérant ce qui précède, un problème que se propose de résoudre la présente invention consiste à développer un dispositif alternatif permettant de s'affranchir, ou à tou† le moins, de grandement limiter l'utilisation de produits phytopharmaceutiques. Ce††e alternative doit permettre de présenter un rendement e† une qualité de matière biologique suffisante. [0031 ] Par ailleurs, ce dispositif se doit d'être plus écologique afin de préserver l'environnement, mais également simple d'utilisation.
[0032] Ses applications doivent être réalisables à différentes échelles, aussi bien sous serre qu'en champ.
Solution technique
[0033] La solution à ce problème posé a pour premier objet un dispositif mobile d'exposition lumineuse pour l'amélioration du rendement et de la qualité de matière biologique comprenant :
un premier module d'émission d'une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de fraifemenf lumineux don† la surface es† comprise entre 0,01 m2 e† 10 m2 ;
un deuxième module de réglage, à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement e† éventuellement de la température dudi† panneau ;
un moyen de locomotion permettant le déplacement du dispositif, de préférence à une vitesse comprise entre 1 e† 10 km/h ;
caractérisé en ce que la densité de puissance optique du panneau es† comprise entre 100 W/m2 e† 10 000 W/m2, préférentiellement entre 300 W/m2 e† 3000 W/m2, e† en ce que les impulsions lumineuses délivrées sur ladite matière biologique son† de longueurs d'ondes et/ou de durées identiques ou différentes mais inférieures ou égales à deux secondes, préférentiellement inférieures ou égales à une seconde.
[0034] Le Demandeur a plus particulièrement pu mettre en évidence que les rayonnements UV-C son† moins nocifs que les UV-B ou les UV-A chez les végétaux. Les rayonnements UV- C son† moins pénétrants dans les tissus en raison du microrelief de cristaux de cires épicuticulaires qui en provoquent la diffusion à la surface des feuilles. Après le franchissement de la barrière épicuticulaire, la pénétration es† d'autan† plus faible qu'il y a une forte absorption moléculaire dans les cellules végétales sous la cuticule.
[0035] Compte tenu de ce qui précède, l'idée de l'exploitation des UV-C, plus fortement énergétiques, en lieu e† place des UV-B, pendant des temps beaucoup plus courts apparaît donc plus avantageuse au Demandeur.
[0036] L'invention a pour deuxième objet un procédé d'amélioration du rendement e† de la qualité de matières biologiques comprenant les étapes suivantes de :
mise en place d'un dispositif selon l'invention sur une exploitation agricole comprenant des plantations à traiter ;
passage dudi† dispositif à travers les plantations, combiné à une exposition directe de la matière biologique à des impulsions lumineuses de longueurs d'ondes et/ou de durées identiques ou différentes, caractérisé en ce que les longueurs d' ondes sont identiques ou différentes et son† comprises entre 200 nm e† 700 nm (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible), préférentiellement entre 200 e† 280 nm (UV-C) ;
e† en ce que les durées d'exposition son† identiques ou différentes mais d' une durée inférieure ou égale à deux secondes, préférentiellement inférieure ou égale à une seconde.
[0037] Enfin, elle a pour troisième objet l' utilisation d' un dispositif selon l'invention, pour la modification de la physiologie d' une matière biologique.
Avantages apportés
[0038] L'invention développée consiste en un dispositif mobile émettant des impulsions lumineuses présentant des qualités d' adaptabilité e† de facilité d' utilisation régulière pour le traitement de surfaces de taille variable.
[0039] Le demandeur a pu mettre en évidence que les changements induits par les UV-B comprennent notamment :
un effet sur la morphologie (dimension des organes, architecture des plantes, vitesse de développement végétatif e† reproducteur...),
des modifications des métabolismes primaire (protéines, lipides, glucides...) e† secondaire (composés phénoliques, alcaloïdes, terpénoïdes, glucosinolates, cannabinoïdes...),
une amélioration du rendement.
[0040] Ces mêmes changements peuvent être observés en utilisant des rayonnements UV- C avec des temps d'exposition plus courts lorsqu' ils son† utilisés à une puissance donnée e† n' engendrent a priori pas d' effets négatifs sur les plantes. Ils son† perçus par les plantes e† permettent de stimuler des voies de signalisation e† métaboliques en influençant la croissance, le développement, la ramification, la floraison, le rendement e† la qualité aussi bien en conditions normales que de stress. Appliqués à des doses hormétiques, c'est-à- dire des doses permettant d' obtenir des effets biologiques positifs, sans effets secondaires négatifs, ils son† exploitables dans le domaine de l'agronomie pour l' amélioration du rendement e† de la qualité de matière biologique afin d' obtenir des produits commerciaux améliorés, notamment par leurs concentrations en composés d' intérêt.
Brève description des dessins
[0041 ] L'invention e† les avantages qui en découlent seront mieux compris à la lecture de la description e† des modes de réalisation non limitatifs qui suivent, illustrés au regard des dessins annexés dans lesquels :
[0042] La figure 1 illustre en vue de face un dispositif selon l' invention qui es† un module mobile d' exposition lumineuse 1 comprenant un premier module d' émission d' impulsions lumineuses 3 double face maintenu par un dispositif enjambeur 5 monté sur un tracteur 4. [0043] La figure 2 illustre en vue de face le dispositif selon l' invention qui es† un module mobile d'exposition lumineuse 1 comprenant un premier module d'émission d'impulsions lumineuses 3 simple face maintenu par une structure inter-rangs 5 montée sur un tracteur 4.
[0044] La figure 3A illustre en vue de profil le dispositif selon l'invention qui est un module mobile d'exposition lumineuse 1 comprenant un premier module d'émission impulsions lumineuses 3 maintenu par un module de réglage mécanique 8 monté sur un tracteur 4 pour des cultures basses. Ledit module mobile d'exposition lumineuse 1 comprend également un module de réglage 6 de la densité de puissance optique du panneau de traitement et de la température ainsi qu' une source indépendante et/ou autonome d'énergie 7.
[0045] La figure 3B illustre en vue de face un dispositif selon l'invention qui est un module mobile d'exposition lumineuse 1 pour serre adapté aux cultures hautes de type tomate.
[0046] La figure 3C illustre en vue de face un dispositif selon l'invention qui est un module mobile d'exposition lumineuse 1 pour serre adapté aux cultures basses de type cannabis.
[0047] La figure 4 montre, en vue de face, un exemple de structure possible d'un corps réflecteur 9 d' un dispositif selon l'invention comprenant au moins une source lumineuse 10, des réflecteurs 1 1 et un bloc de régulation de la température 12.
[0048] La figure 5 montre, en vue de profil, la composition d' un exemple de corps réflecteur 9 d'un dispositif selon l'invention comprenant le bloc de régulation de la température 12 ainsi qu' un ensemble de capteurs de température et de puissance lumineuse 13.
[0049] La figure 6 est un graphique associé à l'exemple 2 permettant de mettre en évidence les effets de différentes doses d' UV-C sur une masse de fûts de poireau. Des lettres différentes sur la figure indiquent l'existence de différences significatives au seuil de 5 % (test de Tukey) .
[0050] La figure 7 est un graphique associé à l'exemple 2 permettant de mettre en évidence les effets de différentes doses d' UV-C sur la longueur de fûts de poireau. Des lettres différentes sur la figure indiquent l'existence de différences significatives au seuil de 5 % (test de Tukey) .
[0051 ] La figure 8 est un graphique associé à l'exemple 4 permettant de mettre en évidence les effets de différentes doses d' UV-C sur la quantité des phénols dans les tubercules racinaires de carotte. Des lettres différentes sur la figure indiquent l'existence de différences significatives au seuil de 5 % (test de Kruskal-Wallis).
[0052] La figure 9 est un graphique associé à l'exemple 4 permettant de mettre en évidence les effets de différentes doses d' UV-C sur la quantité des flavonoïdes dans les tubercules racinaires de carotte. Des lettres différentes sur la figure indiquent l'existence de différences significatives au seuil de 5 % (test de Kruskal-Wallis). [0053] La figure 10 es† un graphique associé à l'exemple 4 permettant de mettre en évidence les effets de différentes doses d' UV-C sur le % d'activité anti radicalaire dans les tubercules racinaires de carotte. Des lettres différentes sur la figure indiquent l'existence de différences significatives au seuil de 5 % (test de Kruskal-Wallis).
[0054] La figure 1 1 est un graphique associé à l'exemple 5 qui illustre la somme totale de fleurs formées en fonction des traitements UV-C, du Vacciplant® et en association UV-C avec Vacciplant® chez le fraisier‘Gariguette‘ au cours du temps.
[0055] La figure 12 est un graphique associé à l'exemple 5 qui illustre le pourcentage de plants en fleurs en fonction des traitements UV-C, du Vacciplant® et en association UV-C avec Vacciplant® chez le fraisier‘Gariguette‘ au cours du temps.
[0056] La figure 13 est un graphique associé à l'exemple 6 qui montre les effets de deux doses d' UV-C sur le nombre de fruits verts chez le fraisier‘Gariguette’, 8 semaines après plantation.
Description des modes de réalisation
[0057] Dans cette description, à moins qu'il ne soit spécifié autrement, il est entendu que, lorsqu' un intervalle est donné, il inclut les bornes supérieure et inférieure dudit intervalle.
[0058] Selon l'invention, le dispositif mobile d'exposition lumineuse 1 pour l'amélioration du rendement et de la qualité de matière biologique 2 tel qu'illustré aux figures 1 à 3 comprend un premier module d'émission 3 d' une ou de plusieurs impulsions lumineuses.
[0059] Par exposition lumineuse, le demandeur désigne une ou plusieurs sources lumineuses 9 provenant dudit dispositif émettant à des longueurs d'ondes comprises entre 200 nm et 700 nm.
[0060] Le premier module du dispositif mobile d'exposition lumineuse 1 , comprenant une ou plusieurs lampes à décharges selon l'invention permet d'émettre une ou plusieurs impulsions lumineuses. A titre d'exemples non limitatifs de lampes utilisables, on peut citer les lampes basse, moyenne ou haute pression, les lampes à lumière pulsée ou Xénon, les lampes Excimer, les lampes à LED ou encore les lampes à vapeur de mercure (254 nm) .
[0061 ] Les impulsions lumineuses se caractérisent notamment par leur durée et par leur longueur d'onde.
[0062] Les durées des impulsions lumineuses sont nécessairement inférieures à deux secondes, préférentiellement inférieures ou égales à une seconde.
[0063] De préférence, la durée des impulsions lumineuses est comprise entre une seconde et un millième de seconde. De préférence encore, elle est comprise entre une seconde et un centième de seconde. Les valeurs particulièrement préférées utilisées par le Demandeur sont d' une seconde, d'un dixième de seconde, d' un centième de seconde ou encore de 300m£ ou de 500 ps.
[0064] Le nombre et la fréquence des impulsions lumineuses sont modulés en fonction de la nature de la matière biologique à traiter 2. [0065] Les longueurs d'ondes des impulsions lumineuses son† généralement comprises entre 200 nm e† 700 nm (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible), préférentiellement entre 200 e† 280 nm (UV-C). De manière plus avantageuse encore, elles son† comprises entre 250 e† 265 nm.
[0066] Plus préférentiellement encore, les impulsions lumineuses peuvent être :
- des flashs de lumière pulsée d' une longueur d'onde comprise entre 200 nm e† 700 nm d' une durée de quelques centaines de microsecondes (par exemple 300 MS à 500MS) e†
- des flashs d' UV-C qui son† avantageusement des flashs de 1 à 2 secondes.
[0067] Le dispositif selon l'invention permet l'amélioration du rendement e† de la qualité de la matière biologique 2.
[0068] Par matière biologique 2, on entend une matière végétale, un champignon ou encore des microorganismes ou milieux issus de culture de microorganismes. De préférence, la matière biologique 2 es† une matière végétale. La matière végétale es† une plante entière ou une partie d'une plante telle qu' une cellule, un tissu, une feuille, un fruit, une tige, une fleur ou encore une racine.
[0069] Préférentiellement, ladite matière végétale provient d'exploitations agricoles comprenant des plantations. Ces plantations son† issues de vi†ro-plan†, de l'agriculture, de la sylviculture ou de l'horticulture telles que les cultures maraîchères, fruitières, céréalières, oléagineuses ou protéagineuses.
[0070] A titre d'exemples non limitatifs de matière végétale utilisable, on peu† citer, les familles végétales suivantes : Amaranthaceae, Apiaceae, Arecaceae, Asferaceae, Brassicaceae, Cannabaceae, Cucurbitaceae, Fabaceae, Liliaceae, Musaceae, Poaceae, Rosaceae, Rubiaceae, Rufaceae, Solanaceae et Vitaceae.
[0071 ] On peu† également citer l' herbe, c'est-à-dire toute plante annuelle ou vivace, non ligneuse, faisan† partie des Angiospermes (monocotylédones ou dicotylédones), de couleur généralement verte. Plus particulièrement l' herbe désigne couramment les graminées, notamment les graminées fourragères, qui constituent les herbages, les prairies e† les pelouses, e† les familles voisines par leur morphologie, joncacées (les joncs) e† cypéracées (les carex) .
[0072] De préférence, les espèces végétales utilisées son† : Allium ampeloprasum var. porrum (Poireau), Allium cepa (Oignon), Allium sativum (Ail), Brassica oleracea (Chou) don† var. italica (Brocoli) e† var. botrytis (Choufleur), Cannabis sativa (Cannabis), Capsicum annuum (Poivron), Cucurbita pepo (Courgette), Cucurbita maxima (Potiron), Daucus carofa (Carotte), Elaeis guineensis (Palmier à huile), Fragaria x ananassa (Fraise), Glycine max (Soja), Helianthus annuus (Tournesol), Hordeum vulgare (Orge), Lactuca sativa (Laitue), Malus domestica (Pommier), Mangifera indica (Manguier), Musa spp. (Bananier), Nicotiana tabacum (Tabac), Oryza sativa (Riz), Prunus persica (Pêcher), Prunus avium (Cerisier), Pyrus communis (Poirier), Raphanus sativus (Radis), Rosa hybrida (Rose), Secale (Seigle), Solanum lycopersicum (Tomate), Solarium tuberosum (Pomme de terre), Triticum spp. (Blé), Vitis vinifera (Vigne), Zea mays (Maïs).
[0073] Selon l'invention, le dispositif permet d'émettre une ou plusieurs impulsions lumineuses à partir d' un ou plusieurs panneaux de traitement lumineux.
[0074] Ces impulsions lumineuses peuvent être de longueur d'ondes, de puissance et/ou de durée différentes. De même, il es† possible d'envisager de superposer des impulsions lumineuses différentes (en terme de longueur d'onde, de durée ou de puissance) lors du passage du dispositif.
[0075] Cela rend notamment possible une utilisation de différentes impulsions lumineuses de façon simultanée, séparée ou étalée dans le temps.
[0076] Le premier module d'émission d'impulsions lumineuses 3 du dispositif selon l'invention comprend au moins un panneau de traitement lumineux don† la surface es† comprise entre 0,01 m2 e† 10 m2.
[0077] Préférentiellement, la surface du panneau de traitement lumineux es† comprise entre 0,01 m2 e† 5 m2. Plus préférentiellement encore, la surface du panneau es† comprise entre 0,01 m2 e† 3 m2. La surface des panneaux préférentiellement utilisés es† d'environ 0,4m2, 0,8 m2, l m2 ou 1 ,2 m2.
[0078] Selon l'invention, le dispositif mobile d'exposition lumineuse 1 pour l'amélioration du rendement e† de la qualité de matière biologique comprend un deuxième module de réglage 6.
[0079] Le deuxième module de réglage 6 peu† être contrôlé à distance ou directement sur le dispositif.
[0080] De préférence, le deuxième module de réglage 6 permet à la fois un réglage de la densité de puissance optique du panneau de traitement mais également de la température dudi† panneau.
[0081 ] La température du panneau es† régulée de manière active (par un ventilateur par exemple) ou passive (par un diffuseur thermique par exemple) par un bloc de régulation de la température 12 qui modifie la température grâce aux données qu'il reçoit d'un capteur de température 13.
[0082] De préférence encore, le deuxième module de réglage permet de contrôler un module de réglage mécanique 8 assurant le bon positionnement des panneaux par rapport à la matière biologique 2 en particulier lorsque celle-ci es† présentée sous la forme d' une culture basse comme illustrée aux figures 3A e†3C.
[0083] La densité de puissance optique du panneau es† comprise entre 100 W/m2 e† 10 000 W/m2, préférentiellement entre 300 W/m2 e† 3 000 W/m2. Les sources utilisées peuvent être notamment des lampes à décharges (notamment lampes basse, moyenne ou haute pression, lumière pulsée ou Xénon, lampes Excimer) ou LED. Les sources lumineuses 10 citées peuvent être avantageusement monté sur un support appelé corps réflecteur 9 comportant des réflecteurs 1 1 ainsi que le bloc de régulation de la température 12, afin de maîtriser le faisceau lumineux comme illustré dans la figure 4.
[0084] Plus préférentiellement encore, la densité de puissance optique du panneau es† comprise entre 500 W/m2 e† 2500 W/m2 avantageusement entre 1000 W/m2 e† 2000 W/m2.
[0085] Bien entendu, l' homme du métier pourra adapter les réglages mentionnés ci-dessus en fonction de la surface e† de la matière végétale à traiter.
[0086] Selon l'invention, le dispositif mobile d' exposition lumineuse 1 pour l' amélioration du rendement e† de la qualité de matière biologique 2 comprend également un moyen de locomotion permettant le déplacement du dispositif 4, de préférence à une vitesse comprise entre 1 e† 10 km/h. Le moyen de locomotion 4 es† avantageusement un moyen de traction ou de propulsion.
[0087] De préférence, la vitesse du dispositif mobile es† comprise entre 1 e† 10 km/h. De préférence encore, elle es† comprise entre 2 e† 5 km/h. Les valeurs de vitesse particulièrement préférées utilisés par le Demandeur son† de 4 km/h, 3,6 km/h, 2,5 km/h e† de 1 ,8 km/h.
[0088] Le moyen de locomotion 4 comprend ou non des roues motrices pouvant se déplacer sur tous type de routes ou sur rails. Il peu† désigner selon la nature de la surface un appareil de traction composé de roues e† assisté ou non par moteur. À titre d'exemples non limitatifs, on peu† utiliser :
une brouette ou un chariot ;
un appareil de locomotion composé de roues se déplaçant sur rails se présentant par exemple sous la forme d' un chariot de traitement spécialisé ;
un tracteur couplé à une structure type enjambeur 5 pour les plus grandes superficies à traiter, ou
un espace de stockage composé de sangles à transporter sur le dos tel qu' un sac à dos par exemple.
[0089] De préférence, le moyen de locomotion 4 utilisé es† un appareil de traction ou propulsion composé de roues assisté par moteur thermique ou électrique.
[0090] La superficie des zones à traiter es† variable e† peu† généralement aller de 0,001 m2 à 100 hectares. Préférentiellement, la superficie des zones à traiter correspond à la taille d' un champ de culture, d' une pépinière, d' un espace vert mais également d' un produit obtenu en post-récolte.
[0091 ] Le dispositif selon l'invention es† avantageusement alimenté par une source indépendante et/ou autonome d' énergie 7. Préférentiellement, la source d' énergie se présente sous la forme d' une batterie et/ou d' un alternateur. Alternativement, le dispositif peu† aussi être assisté par la présence de panneaux solaires, d' un moteur électrique, à combustion, à explosion ou hybride. [0092] De façon avantageuse, le dispositif est alimenté par un alternateur monophasé ou triphasé, 50 ou 60 Hz, délivrant une tension comprise entre 1 10V et 500 V. De manière préférentielle, cet alternateur dispose d' un dispositif de stabilisation de la tension et produira une puissance au moins égale à la puissance des lampes. A titre d' exemple, un dispositif présentant un panneau de 2 m2 devra être alimenté par un alternateur fournissant entre 250W et 25 000 W suivant la puissance optique surfacique retenue.
[0093] L'invention a également pour objet un procédé d' amélioration du rendement et de la qualité de matières biologiques comprenant les étapes suivantes de :
mise en place d' un dispositif selon l' invention sur une exploitation agricole comprenant des plantations à traiter ;
passage dudit dispositif à travers les plantations combiné à une exposition directe de la matière biologique à des impulsions lumineuse de longueurs d' ondes et/ou de durées identiques ou différentes,
caractérisé en ce que les longueurs d' ondes sont identiques ou différentes et sont comprises entre 200 nm et 700 nm (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible), préférentiellement entre 200 et 280 nm (UV-C) ;
et en ce que les durées d' exposition sont identiques ou différentes mais d' une durée inférieure ou égale à deux secondes, préférentiellement inférieure ou égale à une seconde.
[0094] Préférentiellement, le procédé selon l' invention est adapté à une matière biologique 2 qui est une matière végétale telle qu' un fruit, un légume, une graine, un vitroplant, un tubercule ou toute autre partie d' une plante.
[0095] Enfin, l'invention a pour dernier objet l' utilisation d' un dispositif selon l'invention, pour la modification de la physiologie d' une matière biologique 2.
[0096] Les impulsions lumineuses émises par l' utilisation de l' invention modifient la physiologie de la matière biologique. La modification de la physiologie d' une matière biologique 2 signifie la modification mécanique, physique et/ou biochimique du fait de son interaction avec l'environnement.
[0097] Selon un premier mode préféré de réalisation, l'invention a pour objet l' utilisation d' un dispositif pour la modification du métabolisme primaire et/ou secondaire d' une matière biologique 2, préférentiellement d' une matière végétale.
[0098] Préférentiellement, les effets sont observables sur le métabolisme primaire et secondaire des végétaux.
[0099] Le métabolisme primaire des végétaux désigne tous métabolites directement impliqués dans la croissance, le développement et la reproduction normale. Le métabolisme secondaire lui porte sur tous les métabolites existant à l' état de faibles concentrations dans les plantes. [0100] Les effets observables son† notamment une modification quantitative et qualitative de la production de molécules chimiques produites par le métabolisme primaire et secondaire des végétaux. A titre d' exemples non limitatifs, les molécules concernées peuvent être des oses, des glucosinolates, des acides aminés, des protéines, des lipides, des terpénoïdes, des composés phénoliques, des alcaloïdes ou des cannabinoïdes (THC pour tétrahydrocannabinol et CBD pour cannabidiol) .
[0101 ] Le Demandeur a notamment pu observer que le procédé selon l' invention permettait une augmentation de la concentration en cannabinoïdes (THC, CBD), flavonoïdes et terpènes.
[0102] La modification quantitative et qualitative de la production de molécules chimiques produites par le métabolisme primaire et secondaire des végétaux peut entraîner la modification de la croissance et/ou du développement, l'augmentation des défenses ainsi que de la morphogénèse d' une matière biologique 2, préférentiellement d' une matière végétale notamment en situation de contrainte.
[0103] Selon un deuxième mode préféré de réalisation, l'invention a pour objet l' utilisation d' un dispositif, pour la modification de la croissance et/ou le développement d' une matière biologique 2, préférentiellement d' une matière végétale.
[0104] Selon un troisième mode préféré de réalisation, l'invention a pour objet l' utilisation d' un dispositif, pour augmenter les défenses d' une matière biologique 2, préférentiellement d' une matière végétale.
[0105] De façon surprenante, le Demandeur a également pu mettre en évidence que l' utilisation du dispositif selon l'invention et notamment l' application d'impulsions lumineuses sur la matière biologique 2 permettait l' obtention des effets suivants :
provocation du tallage notamment chez les poacées ;
accélération du cycle de développement des plantes notamment pour les fraisiers ; levée de dormance ;
augmentation des défenses de la plante ;
décontamination des plantes ;
induction de la précocité des fruits, notamment pour les fraisiers ;
amélioration de l' initiation florale notamment chez le soja, et les cultures oléagineuses comme le colza ou le tournesol, de la croissance et du rendement des cultures, notamment quand elles sont appliquées à des stades particuliers, comme le stade de remplissage des grains chez le blé ;
l' application à des stades précoces permet de réduire le risque de verse et d'améliorer le rendement en favorisant le développement racinaire et l' ancrage chez le blé ; l' application à des stades précoces permet de réduire le risque de verse et d'améliorer le rendement en raccourcissant les entre-nœuds et en renforçant les figes, comme chez le blé, le colza et le tournesol ;
l' application en cours de croissance permet de contrôler la croissance végétale en la réduisant ou en la stimulant, selon la dose, comme chez le gazon ;
l' application à des stades particuliers, notamment à proximité de la récolte e† après récolte, permettent d' améliorer la qualité de nombreuses productions végétales comme le chanvre médicinal, la tomate, la pomme e† le fraisier, en stimulant ou en modifiant la production de composés secondaires (composés phénoliques, ferpénoïdes, alcaloïdes, cannabinoïdes, glucosinolafes...) ;
amélioration de la qualité de la production végétale en stimulant ou modifiant le métabolisme primaire ou secondaire résultant de la production d' arômes, de parfums, de pigments colorants e† de phyfomicronufrimenfs. Mais aussi d' amidon e† de protéines chez la pomme de ferre e† les céréales comme le blé, de lipides chez les cultures oléagineuses comme le tournesol e† le colza, de protéines chez les cultures protéagineuses comme le soja, de fibres chez les cultures industrielles comme le chanvre, de sucres e† d' acides organiques chez les cultures fruitières comme le pommier e† de composés utilisés pour la production de biocarburanfs comme chez le colza e† le tournesol ;
[0106] Ainsi, les résultats obtenus par l’ utilisation de ceffe invention peuvent également être applicable dans les domaines suivants, à fifre d' exemples non limitatifs : la pharmacologie, la cosmétique, l' industrie du papier e† de ses dérivés, l'industrie des arômes e† des parfums, l' industrie chimique « verte », l' industrie agroalimenfaire, l'alimentation animale, la nufraceufique.
[0107] La présente invention va maintenant être illustrée au moyen des exemples suivants.
Exemples
[0108] Les premiers résultats obtenus avec des lampes à vapeurs de mercure (254 nm) montrent une supériorité des flashs d' UV-C (une seconde) par rapport aux expositions conventionnelles (une minute) . Les flashs d' UV-C montrent des effets stimulants sur le métabolisme secondaire, la croissance, le rendement e† la qualité de la production. Exemple 1 : Effets des flashs d' UV-C sur le métabolisme secondaire du tabac.
[0109] Les plants de tabac on† été semés à J0.
[01 10] Les observations on† porté sur les effets de traitements par UV-C appliqués à la dose de 1 kJ/m2, soi† sous forme de flashs d' une seconde (Dl ), soi† sous forme d'expositions conventionnelles d' une durée d' une minute (D2) sur la concentration en nicotine de feuilles de tabac issus de plants cultivés en pots sous serre. L' essai comportai† aussi un témoin non traité. [01 1 1 ] Le dispositif utilisé pour les traitements par UV-C était constitué de lampes à vapeurs de mercure (254 nm) e† permettait de comparer des flashs et des expositions conventionnelles à dose et à longueur d'ondes égales.
[01 12] Plusieurs traitements UV-C on† été réalisés, à savoir à J47, J54 e† J61 ainsi qu'à J68. La récolte a eu lieu une semaine plus tard à J75.
[01 13] Deux feuilles basales on† été récoltées par plante, sur dix plantes par échantillon. Soi† un total de 20 feuilles récoltées par échantillon. n= 3. Les feuilles on† été séchées à l'étuve à environ 80°C durant 48h puis broyées.
[01 14] La nicotine a été dosée par HPLC-DAD 260 nm e† la concentration exprimée par rapport à la matière sèche.
[01 15] Tab. 1. Effet d'expositions conventionnelles e† par flashs d' UV-C sur la concentration en nicotine dans les feuilles de tabac. Des lettres différentes indiquent des différences significatives au seuil de 5 %.
[Tableau 1]
Figure imgf000017_0001
Conclusion :
[01 16] Les résultats du Tableau 1 montrent que les flashs d' UV-C permettent d'augmenter substantiellement (+ 1 7 %) la concentration en nicotine de feuilles de tabac par rapport au témoin, tandis que les expositions conventionnelles on† pour effet de la diminuer (- 8 %).
Exemple 2 : Effets de différentes doses d' UV-C sous forme de flashs sur la croissance, le rendement et la qualité du poireau.
[01 1 7] Les plants de poireau on† été semés à J0.
[01 18] Les observations on† porté sur les effets de traitements par flashs d' UV-C appliqués à trois doses, 400, 800 e† 1200 J/m2 sur la masse e† la longueur des fûts. L'essai comportai† aussi un témoin non traité (TNT). Le dispositif était totalement randomisé avec n = 1 1.
[01 19] Le dispositif utilisé pour les traitements par UV-C es† constitué de lampes à vapeurs de mercure (254 nm). Les doses de 400, 800 e† 1200 J/m2 on† été obtenues avec des temps d'exposition de 1 s, 2s e† 3s, respectivement.
[0120] Quatre traitements on† été réalisés, tous les 7 jours, entre J23 e† J44.
[0121 ] Les fûts on† été récoltés à J51 , leur masse pesée e† leur longueur mesurée. Conclusion :
[0122] Les résultats de la figure 6 montrent que les traitements on† permis d'augmenter la croissance e† donc le rendement puisqu'on observe une augmentation de la masse à la récolte des fûts suite aux traitements effectués. De manière remarquable, l' effet le plus marqué a été observé avec le traitement de 400 J/m2 obtenu en 1 s.
[0123] Les résultats de la figure 7 permettent de conclure qu' un effet morphogénétique e† donc sur la « qualité de présentation » (rapport longueur sur masse) a également été observé. L'augmentation de masse n'es† en effet pas totalement attribuable à l'augmentation de longueur. L'augmentation de longueur des fûts es† significativement plus importante pour le traitement à 1200 J/m2.
Exemple 3 : Effets des flashs d' UV-C sur la croissance et le développement de la carotte.
[0124] La variété anthocyanée rouge GNIFF AB de la ferme de Sainte Marthe a été utilisée pour ce† essai.
[0125] Le semis a eu lieu à J0 e† la culture a été réalisée sous serre avec des températures comprises entre 1 7 °C e† 26 °C.
[0126] Le dispositif utilisé pour les traitements par UV-C était constitué de lampes à vapeurs de mercure (254 nm) . Les doses de 100, 300 e† 500 J/m2 on† toutes été obtenues avec un temps d'exposition de 1 s en jouant sur la distance entre les lampes e† les plantes. Le dispositif expérimental comportai† aussi un témoin n = 35.
[0127] Les carottes on† été récoltées à J60. Le poids total, la longueur e† le diamètre des racines on† été mesurés. La longueur des feuilles a été mesurée aussi.
[0128] Tab. 2. Effet de différentes doses d' UV-C appliqués sous forme de flashs d' i s sur la longueur des feuilles, le poids total, la longueur, le diamètre e† le rapport longueur sur diamètre des racines de carotte. *, ** e† *** correspondent à des différences avec le témoin, significatives aux seuils de 10 %, 5 % e† 1 %, respectivement (tes† de Studen†).
[Tableau 2]
Figure imgf000018_0001
Conclusion : [0129] Les flashs d' UV-C appliqués en cours de culture augmentent la longueur des feuilles ainsi que le poids total et le diamètre des racines. Seul le traitement à 100 J/m2 augmente la longueur des racines. On voit que les flashs d' UV-C stimulent la croissance et le rendement. Ils peuvent aussi exercer des effets morphogénétiques et donc sur la qualité de présentation en modifiant le rapport longueur/diamètre des racines (traitements à 300 et 500 J/m2). D' une manière générale, les effets sur la longueur des feuilles, le poids total et le diamètre des racines sont d'autant plus marqués que la dose appliquée est élevée. Exemple 4 : Effets des flashs d' UV-C sur la auantité des phénols, des flavonoïdes et sur l'activité anti radicalaire des carottes.
[0130] La variété anthocyanée rouge GNIFF AB de la ferme de Sainte Marthe a été utilisée pour cet essai.
[0131 ] Le semis a eu lieu à J0 et la culture a été réalisée sous serre avec des températures comprises entre 1 7 °C et 26 °C.
[0132] Le dispositif utilisé pour les traitements par UV-C était constitué de lampes à vapeurs de mercure (254 nm) . Les doses de 100, 300 et 500 J/m2 ont toutes été obtenues avec un temps d'exposition de 1 s en jouant sur la distance entre les lampes et les plantes. Le dispositif expérimental comportait aussi un témoin n = 35.
[0133] Les tubercules racinaires des carottes ont été récoltés à J60 puis broyées dans l'azote liquide et la poudre a servi pour le dosage des composées phénoliques, des flavonoïdes et l'ensemble des espèces anti-radicalaires.
Conclusion :
[0134] Les flashs d' UV-C appliqués en cours de culture augmentent la quantité la quantité des phénols (figure 8) et des flavonoïdes (figure 9) et augmente l'activité anti radicalaire (figure 10) des tubercules racinaires des carottes. Ces augmentations sont significativement marquées avec la dose 300 J/m2.
Exemple 5 : Effets des flashs d' UV-C sur le développement floral et r homoqénéité de floraison chez le fraisier.
[0135] Des plants de fraisier dits « frigos » de la variété‘Gariguette’ ont été plantés en pots de 2 litres, sous serre verre à J0.
[0136] Le dispositif utilisé pour les traitements par UV-C est constitué de lampes à vapeurs de mercure (254 nm). Les traitements ont consisté à appliquer une dose de 800 J/m2 (en 1 s) aux jours suivants : J5, J 12, J 19 et J26. Les traitements ont porté sur des plants normaux et sur des plants traités avec un traitement éliciteur des défenses (Vacciplant®). Les traitements avec Vacciplant® ont été réalisés à J 10 et à J24. L' essai randomisé comportait en plus des plants normaux traités par UV-C et des plants traités par UV-C et avec Vacciplant® des plants non traités et des plants uniquement traités avec Vacciplant®. n = 20. [0137] L'apparition des fleurs a été notée aux jours suivants : J 10, J 12, J 14 depuis le début du tes†, notés comme JO, J+2, J+4 sur la figure) .
Conclusion :
[0138] Les figures 1 1 et 12 montrent que les traitements par flashs UV-C on† exercé un effet de stimulation sur le développement du fraisier, en l'occurrence d'accélération du développement floral, comme on peu† le voir jusqu'à la date J+4 (J 14) . L'effet d'accélération du développement floral s'es† exercé aussi bien sur les plants traités que sur les plants non traités par Vacciplant®. De manière remarquable, les traitements par flashs d' UV-C on† permis de contrecarrer l'effet négatif de Vacciplant® sur le taux de floraison du fraisier.
Exemple 6 : Effets des flashs d' UV-C sur l'entrée en production du fraisier.
[0139] Des plants de fraisier dits « frigos » de la variété‘Gariguette’ on† été plantés en pots de 21, sous serre à J0.
[0140] Le dispositif utilisé pour les traitements par UV-C était constitué de lampes à vapeurs de mercure (254 nm). Les observations on† porté sur les effets de deux doses d' UV-C (DI = 800 J/m2, D2 = 1 600/m2), obtenues respectivement en 1 e† 2s d'exposition. Les traitements aux UV-C on† été effectués aux jours suivants : J 18, J25, J32 e† J45. L'essai comportai† un témoin (TNT) e† n = 20.
[0141 ] Les observations on† porté à J53 sur le nombre de fleurs, le nombre de fruits verts e† le nombre de fruits mûrs.
Conclusion :
[0142] A J53, il n'y avait pas de différence dans le nombre de fleurs entre les plants traités e† le témoin (résultats non montrés), ce qui es† conforme aux observations de fin d'essai présentées dans l'exemple 4. La figure 13 permet de constater que le nombre de fruits verts était 50 % plus élevé dans le traitement DI (800J/m2) e† plus de 150 % plus élevé dans le traitement D2 (1600 J/m2) par rapport au témoin non traité. A J53, on observai† de surcroît 8 fruits mûrs dans le seul traitement D2 (1600 J/m2) (résultats non montrés). Ces résultats démontrent qu'il es† possible d'augmenter la production précoce par les traitements UV-C e† que la dose influence le résulta†.
Exemple 7 : Effets des flashs d' UV-C sur la production de cannabinoïdes chez Cannabis sativa
L·
[0143] Plusieurs plants de Cannabis sativa L. on† été plantés à J0 en Espagne, dans des pots de 15 L remplis de terreau Ail Mix fertilisé, dans des « Black box » en Mylar. L' arrosage a été assuré tous les 3 jours. Les températures imposées on† été de 19 °C la nui† e† de 26 °C le jour. Pendant la phase de croissance (3 semaines), la photopériode était de 18 h jour/6h de nui† avec un éclairage assuré par des lampes MH 250W 6600° K. Pendant la phase de floraison (8 semaines), la photopériode était de 12 h jour/12 h de nui† avec un éclairage assuré par des lampes HPS 400W 2700°K. La ventilation était assurée avec un débit de 15m3 /h.
[0144] Le dispositif utilisé pour les traitements par UV-C était constitué de lampes à vapeurs de mercure (254 nm). Les observations on† porté sur les effets de d' une dose unique d' UV- C apportée sous forme de flash de 1 s, une première fois à partir de la 5ème semaine de floraison, e† une deuxième fois une semaine après.
[0145] Les prélèvements on† été effectués une semaine après le deuxième traitement lumineux à partir de matière végétale « poolée » par traitement (2 grammes par traitement). La comparaison a porté sur l' effet des traitements à base de flashs d' UV-C par rapport à un témoin non traité.
[0146] Tab. 3. Effet d'expositions par flashs d' UV-C sur la concentration en cannabinoïdes dans les inflorescences de Cannabis sativa L. exprimée mg/g de la matière sèche.
[Tableau 3]
Figure imgf000021_0001
Conclusion :
[0147] Les résultats du Tableau 3 montrent que les flashs d' UV-C permettent d'augmenter substantiellement (+ 621 %) la concentration en THC par rapport au témoin. Les teneurs en CBD n' existent qu'à l'état de traces, comme attendu.
Exemple 8 : Effet des flashs d' UV-C sur le rendement de la vigne
[0148] L'essai a été mené sur des vignes situées sur une parcelle de‘Merlo†’ randomisée en 3 blocs. Les plants traités par flashs d' UV-C on† été exposés à des illuminations d'environ une seconde tous les 10 jours environ entre avril e† juillet. Les lampes utilisées pour les traitements lumineux étaient des lampes à amalgame UV-C (254 nm) montées sur un prototype porté par un tracteur se déplaçant entre les rangs de culture. Les traitements consistaient en des flashs d'environ une seconde, délivrant 800 J/m2/flash.
[0149] 10 à 13 pieds, sélectionnés aléatoirement, on† été récoltés individuellement par bloc
(n = 35) en septembre. Les valeurs du tableau son† des moyennes + écarts-types, exprimées en kg de grappes par pied. Les lettres différentes indiquent des différences significatives au seuil de 5 % (tes† non-paramétrique de Kruskal Wallis).
[Tableau 4]
Figure imgf000021_0002

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1 ] Dispositif mobile d'exposition lumineuse ( 1 ) pour l'amélioration du rendement e† de la qualité de matière biologique (2) comprenant :
un premier module d'émission (3) d' une ou de plusieurs impulsions lumineuses, comprenant au moins un panneau de traitement lumineux don† la surface es† comprise entre 0,01 m2 e† 10 m2 ;
un deuxième module de réglage (6), à distance ou sur le dispositif, de la densité de puissance optique du panneau de traitement e† éventuellement de la température dudit panneau ;
un moyen de locomotion (4) permettant le déplacement du dispositif, de préférence à une vitesse comprise entre 1 e† 10 km/h ;
caractérisé en ce que la densité de puissance optique du panneau es† comprise entre 100 W/m2 e† 10 000 W/m2, préférentiellement entre 300 W/m2 e† 3000 W/m2, e† en ce que les impulsions lumineuses délivrées sur ladite matière biologique (2) son† de longueurs d'ondes et/ou de durées identiques ou différentes mais inférieures ou égales à deux secondes, préférentiellement inférieures ou égales à une seconde.
[Revendication 2] Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les impulsions lumineuses délivrées sur la matière biologique (2) présentent des longueurs d'ondes identiques ou différentes comprises entre 200 nm e† 700 nm (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible), préférentiellement entre 200 e† 280 nm (UV-C).
[Revendication 3] Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il es† alimenté par une source indépendante et/ou autonome d'énergie (7), préférentiellement une batterie et/ou un alternateur.
[Revendication 4] Procédé d'amélioration du rendement e† de la qualité de matières biologiques (2) comprenant les étapes suivantes de :
mise en place d' un dispositif selon l' une des revendications précédentes sur une exploitation agricole comprenant des plantations à traiter ;
passage dudit dispositif à travers les plantations combiné à une exposition directe de la matière biologique (2) à des impulsions lumineuses de longueurs d'ondes et/ou de durées identiques ou différentes,
caractérisé en ce que les longueurs d'ondes son† identiques ou différentes e† son† comprises entre 200 nm e† 700 nm (UV-C, UV-B, UV-A, lumière visible), préférentiellement entre 200 e† 280 nm (UV-C) ; e† en ce que les durées d'exposition sont identiques ou différentes mais d' une durée inférieure ou égale à deux secondes, préférentiellement inférieure ou égale à une seconde.
[Revendication 5] Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la matière biologique (2) es† une matière végétale telle qu' un fruit, un légume, une graine, un vitroplan†, un tubercule ou toute autre partie d' une plante.
[Revendication 6] Utilisation d' un dispositif selon l' une quelconque des revendications 1 à 3, pour la modification de la physiologie d' une matière végétale, d' un champignon ou encore des microorganismes ou milieux issus de culture de microorganismes. (2) .
[Revendication 7] Utilisation d' un dispositif selon la revendication 6, pour la modification du métabolisme primaire et/ou secondaire d' une matière végétale, d' un champignon ou encore des microorganismes ou milieux issus de culture de microorganismes (2) , préférentiellement d' une matière végétale.
[Revendica†ion 8] Utilisation d' un dispositif selon la revendication 6, pour la modification de la croissance et/ou le développement d' une matière végétale, d' un champignon ou encore des microorganismes ou milieux issus de culture de microorganismes (2), préférentiellement d' une matière végétale.
[Revendication 9] Utilisation d' un dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matière végétale es† choisie parmi le tabac, le poireau, la carotte, le fraisier, e† Cannabis sativa L.
[Revendication 10] Utilisation d' un dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la matière biologique es† Cannabis sativa L.
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