3.2 UV輻射在植物工廠中的應(yīng)用

　　設(shè)施園藝作物品質(zhì)是衡量其產(chǎn)品商品價值的重要指標(biāo)，國際上關(guān)于園藝產(chǎn)品營養(yǎng)學(xué)研究方興未艾。植物工廠中紫外光的利用與調(diào)節(jié)對保障優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)非常重要。應(yīng)用人工控制UV光源在設(shè)施內(nèi)補充UV輻射技術(shù)， 能減少化學(xué)方法導(dǎo)致的蔬菜徒長和改善蔬菜品質(zhì)， 是生產(chǎn)綠色有機食品的重要保證。可是， 迄今關(guān)于中長波紫外光補光對設(shè)施蔬菜營養(yǎng)品質(zhì)， 尤其是抗氧化物質(zhì)的調(diào)控機制研究的報道較少， 缺乏紫外光有效的管理調(diào)控技術(shù)與裝備。

　　Li等[12]發(fā)現(xiàn)， 熒光燈下不同LED光質(zhì)明期補光對生菜營養(yǎng)品質(zhì)有影響， 增加 UV-A 能夠提高花青素含量 11%。Caldwell等[13]研究了補充UV-A和UV-A+UV-B處理對8種綠葉和紅葉生菜品種類胡蘿卜素和葉綠素影響， 證明補充UV-B增加了綠葉生菜類胡蘿卜素和葉綠素的含量， 但降低了紅葉生菜中類胡蘿卜素和葉綠素含量。不同葉色生菜響應(yīng)UV-A和UV-B輻射的差異可能是由于植物酚醛水平的光依賴性變化造成的。紅葉生菜中UV誘導(dǎo)出相對于綠葉生菜顯著高的酚醛物質(zhì)， 可能降低了葉綠體中類胡蘿卜素的光保護需求[14]。大棚番茄補充照射UV-B的結(jié)果表明， 高劑量UV-B可降低番茄紅素和維生素C的含量， 低劑量UV-B可提高番茄紅素和維生素C (Vc) 含量[10]。Tsormpatsidis等[15]研究了不同UV輻射透過膜下生菜生長和花青素、 類黃酮和酚類物質(zhì)的產(chǎn)生情況， 包括UV完全透過膜， 可以透過320、 350、 370、380 nm的膜， 以及完全不透過UV輻射的膜。發(fā)現(xiàn)利用完全不透UV的膜， 生菜生物量干重為UV完全透過膜生菜的2.2倍; 相反， 完全透UV膜下生菜的花青素含量大約是UV完全不透膜下的8倍。

　　4 、植物工廠UV人工光調(diào)控應(yīng)用及策略

　　植物工廠中UV人工光調(diào)控在實現(xiàn)設(shè)施園藝優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)方面具有很好的應(yīng)用價值， 但應(yīng)用時應(yīng)針對作物種類、 應(yīng)用目標(biāo)來選擇應(yīng)用劑量、 照射時機以保證應(yīng)用安全。在作物種類選擇上， 設(shè)施蔬菜、 藥用植物、 花卉和果樹都可應(yīng)用; 應(yīng)用目標(biāo)上主要控制植物的徒長和提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)， 比如提高蔬菜中抗氧化物質(zhì)的含量， 增加藥用植物中次生代謝物質(zhì)的累積等， 加快花卉葉片和花瓣中顯色物質(zhì)的合成與累積等。為了控制好紫外光調(diào)控效果， UV輻射的劑量必須控制好。可采用短期小劑量應(yīng)用， 間歇式反復(fù)照射、 采前短期照射等方法減少使用劑量。燈具方面， 目前市場銷售的主要是UV燈管，但UV-LED光源可能是未來UV光調(diào)控的優(yōu)選電光源， 可精準(zhǔn)定位照射。從安全角度而言， 應(yīng)基于設(shè)施園藝作物生理需求和品質(zhì)調(diào)控目標(biāo)， 制定合理的智能化光環(huán)境管理措施， 規(guī)

　　避UV對人體的暴露， 如采用夜晚補照白天停止的辦法， 使UV能夠發(fā)揮其品質(zhì)調(diào)控作用， 提高設(shè)施園藝作物的商品價值和營養(yǎng)保健功能。

　　參考文獻

　　[1] White A L, Jahnke S. Contrasting effects of UV-A and UV-B on photo? synthesis and photoprotection of β- carotene in two Dunaliella spp[J]. Plant and Cell Physiology, 2002, 43(8): 877-884.

　　[2] 王忠. 植物生理學(xué)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2000.

　　[3] Caldwell M M. Solar UV radiation and the growth and development of higher plants[M]//Giese A G. Phytophysiology. New York: Academic Press, 1971: 131-177..

　　[4] Lumsden P. Plants and UV-B: Responses to environmental change[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1997.

　　[5] 楊其長, 魏靈玲, 劉文科. 植物工廠系統(tǒng)與實踐[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2012.

　　[6] Nitz G M, Grubmuller E, Schnitzler W H. Differential flavonoid response to PAR and UV-B light in chive (Allium schoenoprasum L.) [J].

　　Acta Horticulturae, 2004, 659(2): 825-830.

　　[7] 陳嵐, 吳震, 蔣芳玲, 等. 紫外線-B照射對小白菜生長、 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 植物資源與環(huán)境學(xué)報, 2008, 17(1): 43-47.

　　[8] Teramura A H. Effect of ultraviolet- B irradiation on the growth and yield of crop plants[J]. Physiol Plant, 1983, 58(3): 415-420.

　　[9] Ambasht N K, Agrawal M. Physiological responses of field grown Zea may L. plants to enhanced UV-B radiation[J]. Biotronics, 1995, 24(2):15-23.

　　[10] 王英利, 王勛陵, 岳明. UV-B及紅光對大棚番茄品質(zhì)的影響[J]. 西北植物學(xué)報, 2000, 20(4): 590-595.

　　[11] Jansen M A K. Ultraviolet-B radiation effects on plantsinduction of morphogenic responses[J]. Physiologia Plantarum, 2002, 116(3): 423-429.

　　[12] Li Q, Kubota C. Effects of supplemental light quality on growth and phytochemicals of baby leaf lettuce[J]. Environmental and Experimental Botany, 2009, 67(1): 59-64.

　　[13] Caldwell C R, Britz S J. Effect of supplemental ultraviolet radiation on the carotenoid and chlorophyll composition of green house-grown leaflettuce (Lactuca sativa L.) cultivars[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2006, 19(6-7): 637-644.

　　[14] Caldwell C R, Britz S J. Effect of supplemental ultraviolet radiation on the concentration of phytonutrients in green and red leaf lettuce

　　(Lactuca sativa) cultivars[J]. Journal of Food Composition and Analysis, 2006, 19: 637-644.

　　[15] Tsormpatsidis E, Henbest R G C, Davis F J, et al. UV irradiance as a major influence on growth, development and secondary products of commercial importance in Lollo Rosso lettuce“Revolution” grown under polyethylene films[J]. Environmental and Experimental Botany,2008, 63(1-3): 232-239.