Casal等2009研究了UV輻射對(duì)兩個(gè)草莓品種的產(chǎn)量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩個(gè)草莓的產(chǎn)量在無UV輻射條件下增加了30%和20%。
采用UV-B阻斷膜后延遲了草莓果實(shí)成熟,單果平均重量也是無UV輻射條件下最高。
研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充UV-B照射影響不結(jié)球白菜生長(zhǎng)與品質(zhì)及生理特性,補(bǔ)充適量的UV-B照射,可有效控制植株徒長(zhǎng),提高維生素C含量,
但不會(huì)造成產(chǎn)量顯著下降。應(yīng)用了人工控制UV-B光源在設(shè)施內(nèi)補(bǔ)充UV-B輻射技術(shù),可提高果實(shí)品質(zhì)并防止植株徒長(zhǎng);能減少使用化學(xué)
方法來防止蔬菜徒長(zhǎng)和改善蔬菜品質(zhì),是生產(chǎn)綠色有機(jī)食品的重要保證。
可是,迄今對(duì)中長(zhǎng)波段UV-A和UV-B紫外光補(bǔ)光對(duì)設(shè)施蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),尤其是抗氧化物質(zhì)的調(diào)控機(jī)制研究的報(bào)道較少,缺乏有效UV光環(huán)境
管理與調(diào)控技術(shù)。LED已作為節(jié)能光源應(yīng)用于人工光設(shè)施蔬菜栽培,UV-LED應(yīng)用潛力及光質(zhì)生物學(xué)效應(yīng)與燈具尤待深入研發(fā)。
植物工廠是一種通過設(shè)施內(nèi)高精度環(huán)境控制,實(shí)現(xiàn)作物周年連續(xù)生產(chǎn)的高效設(shè)施農(nóng)業(yè)系統(tǒng),是由計(jì)算機(jī)對(duì)作物生育過程的溫度、濕度、光照、
CO2濃度以及營(yíng)養(yǎng)液等環(huán)境要素進(jìn)行自動(dòng)控制,不受或很少受自然條件制約的新質(zhì)生產(chǎn)力。
植物工廠被國(guó)際上公認(rèn)為設(shè)施農(nóng)業(yè)的最高級(jí)發(fā)展階段,是衡量一個(gè)國(guó)家農(nóng)業(yè)高技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。同時(shí),
植物工廠又被認(rèn)為是21世紀(jì)解決人口、資源、環(huán)境問題的重要途徑,也是未來航天工程、月球和其他星球探索過
程中實(shí)現(xiàn)食物自給的重要手段。
通常,植物工廠可分為太陽光植物工廠和人工光植物工廠兩類,兩類植物工廠UV輻射背景值、UV光環(huán)境調(diào)控方面
存在差異。太陽光植物工廠通常是以半密閉式玻璃溫室或日光溫室為維護(hù)結(jié)構(gòu),以太陽光為光源,故此其內(nèi)的UV
輻射分布特征與玻璃、遮陽網(wǎng)和棚膜材質(zhì)密切相關(guān)。溫室和大棚內(nèi)由于覆蓋材料(玻璃、塑膜和高質(zhì)量防老化膜等)
對(duì)自然光的吸收、遮擋和過濾作用。
一般,覆蓋材料對(duì)可見光的透過率在88%左右,紫外線透過率僅在15.9%~21.1%。與露地相比,網(wǎng)膜和玻璃能濾掉
大部分UV-A和UV-B,太陽光植物工廠中UV-A和UV-B顯著降低,紫外輻射顯著減少。據(jù)報(bào)道,露地晴天中午UV-B
輻照度約為0.5W/m2,而玻璃溫室內(nèi)僅約0.075W/m2。此外,太陽光植物工廠中UV輻射還受補(bǔ)光燈具的影響,因?yàn)?/span>
高壓鈉燈(HPS)或紫外燈具含有UV輻射成分。
人工光植物工廠通常以密閉式避光建筑作為維護(hù)結(jié)構(gòu),以人工光源為植物光照來源(如熒光燈和LED燈),紫外輻射強(qiáng)度
完全取決于人工光源光譜中紫外光成分的多寡。人工光植物工廠取決于燈具的UV含量,熒光燈中含UV輻射成分非常少,
非UV-LED燈具中的UV輻射成分幾乎為零。所以,人工光植物工廠中光照中UV-A和UV-B輻射非常缺乏,甚至完全缺失。
UV對(duì)設(shè)施植物的生長(zhǎng)與品質(zhì)的調(diào)控作用
溫室和大棚中由于覆蓋材料的吸收,太陽光中的紫外線部分將會(huì)被大幅度地削減。溫室生長(zhǎng)系統(tǒng)的一個(gè)重要特征是缺乏自然
太陽光中的中波紫外線UV-B(280~320nm)。這一現(xiàn)象的生理效應(yīng)尚不明確。
在太陽光下植物常發(fā)育出厚的葉表皮或蠟質(zhì)層是對(duì)UV輻射可防護(hù)。溫室植物從未發(fā)育這樣的保護(hù)層因?yàn)闇厥腋采w材料保護(hù)了
它們免受UV輻射的危害( Leonardi等,2000)。
設(shè)施植物接收的光譜可通過覆蓋的功能性塑料膜(改變化學(xué)組成)濾掉特定波長(zhǎng)的光譜。Tsormpatsidi等(2008)研究了不同UV
輻射透過膜下生菜生長(zhǎng)和花青素、類黃酮和酚類物質(zhì)的產(chǎn)生情況。膜包括UV完全透過膜、可透過320m、350m、370m和380m的膜,
以及完全不透過UV輻射的膜。結(jié)果表明,在完全不透UV的膜下(UV400)生菜的生物量干重為生長(zhǎng)在UV完全透過膜下生菜的2.2倍;
相反,完全透UV膜下生菜的花青素含量大約是UV完全不透膜下生菜的8倍。
Casal等2009研究了UV輻射對(duì)兩個(gè)草莓品種的產(chǎn)量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩個(gè)草莓的產(chǎn)量在無UV輻射條件下增加了30%和20%。
采用UV-B阻斷膜后延遲了草莓果實(shí)成熟,單果平均重量也是無UV輻射條件下最高。
研究發(fā)現(xiàn),補(bǔ)充UV-B照射影響不結(jié)球白菜生長(zhǎng)與品質(zhì)及生理特性,補(bǔ)充適量的UV-B照射,可有效控制植株徒長(zhǎng),提高維生素C含量,
但不會(huì)造成產(chǎn)量顯著下降。應(yīng)用了人工控制UV-B光源在設(shè)施內(nèi)補(bǔ)充UV-B輻射技術(shù),可提高果實(shí)品質(zhì)并防止植株徒長(zhǎng);能減少使用化學(xué)
方法來防止蔬菜徒長(zhǎng)和改善蔬菜品質(zhì),是生產(chǎn)綠色有機(jī)食品的重要保證。
可是,迄今對(duì)中長(zhǎng)波段UV-A和UV-B紫外光補(bǔ)光對(duì)設(shè)施蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì),尤其是抗氧化物質(zhì)的調(diào)控機(jī)制研究的報(bào)道較少,缺乏有效UV光
環(huán)境管理與調(diào)控技術(shù)。LED已作為節(jié)能光源應(yīng)用于人工光設(shè)施蔬菜栽培,UV-LED應(yīng)用潛力及光質(zhì)生物學(xué)效應(yīng)與燈具尤待深入研發(fā)。
LED具有其他電光源無法比擬的優(yōu)勢(shì):節(jié)能環(huán)保、冷光源、使用壽命長(zhǎng)、體積小、光質(zhì)純、光效高、波長(zhǎng)類型豐富、光譜能量易復(fù)合、
調(diào)制便捷等突出優(yōu)勢(shì),可近距離照射植物,可采用多層立體栽培系統(tǒng)。LED已成為溫室補(bǔ)光和設(shè)施人工光蔬菜栽培的理想光源,
也為探討單色光的生理學(xué)作用提供了可能。MDA、AsA和UV-B吸收物質(zhì)的變化是菜豆抗性提高的主要原因,許多研究涉及了光合有效射(400~700nm)
在改變植物對(duì)UV-B(280-320nm)敏感性和光形態(tài)建成反應(yīng)已做過多項(xiàng)研究,但沒有研究涉及UV-A(320~400m)、UV-B和PAR交互作用。
高PAR-UV-B比和UV-A-UV-B比值可減輕陸地植物和水生植物UV-B損傷。生長(zhǎng)室和溫室研究在低PAR、UV-A和高UV-B輻射下進(jìn)行常夸大UV-B損傷。PAR、UV-A、UV-B之間的光譜平衡對(duì)決定植物田間敏感性很重要( Krizek,2004)。通常,植物生物量和植物高度降低,隨著增加PAR和UV-B。高強(qiáng)度PAR對(duì)提高的UV-B的保護(hù)效應(yīng)可能是間接的增加葉片厚度和類黃濃度和酚類物質(zhì)濃度,保護(hù)植物UV傷害。DAR光質(zhì)非常重要,藍(lán)光與UV-A一起在修復(fù)DNA損傷上起重要作用,UV-A與UV-B工作關(guān)系需系統(tǒng)研究。