UV对设施植物的品质的调控作用

Hoffmann等(2015)发现，PAR强度在植物适应UV中的辐射中的作用非常重要。因此，受强光照影响的特殊的形态学和生理学特征也受蓝光的影响。作者认为光谱中较大数量的蓝光有利于UV辐射下植物适应和恢复的能力。

结果表明，与UV胁迫下生长在低光强(PAR100)和低蓝光数量(30％)的植物相比，UV胁迫下无论在较高光强下(PAR300)或者在高蓝光数量下(62％)的植物表现出较好的光合能力(较高的光合速率、最大光化学效率(Fv/Fm)和较低的非光化学淬灭(NPQ)。

UV胁迫下生长在低光强(PAR100)和低蓝光数量(30％)处理下的植物，其叶绿素含量、类胡萝素含量因UV显著降低。相反，在较高光强下或者在高蓝光数量下的植物累积了较多的表皮黄酮醇。与高PAR效应类似，结果表明高蓝光比例启动了特殊的生物化学和生理学过程，促进更好地适应和恢复UV胁迫伤害。

植物工厂的一个重要特征是缺乏太阳光中的UV-A和UV-B辐射，UV缺乏条件下设施园艺作物的生物效应尚不清楚，但伴随臭氧层破坏太阳辐射中的UV-B强度提高，设施内UV的变化及其生物效应目前更不清楚。

一方面，植物工厂覆盖材料保护了设施植物免受UV辐射的危害，但是，完全缺失UV辐射也带来了生产负效应。所以，调控植物工厂内UV的辐射水平是十分必要的，但这种调控必须以生产需求和植物耐受响应规律为依据。

B辐射常造成设施蔬菜的植株徒长，营养品质低、色泽晦暗，味道不鲜等问题，还会阻碍植物色素的合成，不利于茄果类蔬菜生产。合理的UV-B辐射剂量能够矮化植株，促进次生代谢产物如类胡萝素的积累等作用，改善番茄果实品质。但是UV-B高剂量暴露也会引发植物光合作用的一些响应，如CO2吸收、光合电子传递链、暗呼吸、气孔行为、色素含量和植物内源激素含量，抑制植物的生长发育。UV-A也影响植物的生长发育，但生物学效应较小。

为了解决蔬菜设施栽培中存在的这些问题，利用人工控制UV-B光源在设施内补充UV-B辐射对于改善这些蔬菜的品质，能够取得良好的效果。另外人工光栽培蔬菜下以荧光灯和发光二极管灯，品质调控问题必须依赖于补充UV-A和UV-B。

UV辐射在植物工厂中的应用

设施园艺作物品质是衡量其产品商品价值的重要指标，国际上关于园艺产品营养学研究方兴未艾。植物工厂中紫外光的利用与调节对保障优质高产非常重要。应用了人工控制UV光源在设施内补充UV辐射技术，能减少使用化学方法来防止蔬菜徒长和改善蔬菜品质，是生产绿色有机食品的重要保证，迄今对中长波紫外光补光对设施蔬菜营养品质，尤其是抗氧化物质的调控机制研究的报道较少，缺乏有效光环境管理与调控技术。

Li 和 Kubota(2009)发现荧光灯下不同LED光质明期补光对生菜营养品质有影响，加UV-A提高了花青素的含量11％。Caldwell和Briz(2006)研究了补充UV-A和UV-A+UV-B处理对八种绿野叶和红叶生菜品种对类胡萝卜素和叶绿素影响。

结果表明，UV-B增加了绿叶生菜类胡萝卜素和叶绿素的含量，但降低了红叶生菜中类胡萝ト素和叶绿素含量。绿红叶生菜响应UV-A和UV-B辐射的差异可能是酚醛植物化学水平光依赖性变化。红叶中UV诱导出相对于绿叶生菜显著高的酚醛植物化学物质可能降低了叶绿体中类胡萝素的光保护需求。给大棚番茄补充照射UV-B。

给大棚番茄补充照射UV-B。结果表明，高剂量UV-B降低番茄红素和维生素C的含量，低剂量UV-B可提高番茄红素和维生素C含量。Tsormpatsidis等(2008)研究了不同UV辐射透过膜下生菜生长和花青素、类黄和酚类物质的产生情况。膜包括UV完全透过膜、可透过320m、350nm、370m和380mm的膜，以及完全不透过UV辐射的膜。结果表明，在完全不透UV的膜下的生菜其生物量干重为生长在UV完全透过膜下的生菜的2.2倍；相反，完全透UV膜下生菜的花青素含量大是UV完全不透膜下生菜的8倍。

植物工厂UV人工光调控应用及其策略

植物工厂UV人工光调控在实现设施园艺优质高产方面具有很高的应用价值，但应用时应针对作物种类、应用目标来选择应用剂量、照射时机以保证应用安全。作物种类选择上，设施蔬菜、药用植物、花和果树都可应用；应用目标上主要控制植物的徒长和提高农产品品质，比如提高蔬菜中抗氧化物质的含量，增加药用植物中次生代谢物质的累积等，加快花叶片和花瓣中显色物质的合成累积等。

为了控制好紫外光调控效果，UV辐射的剂量必须控制好可采用短期小剂量应用，间歇式反复照射、采前短期照射等方法减少使用剂量。灯具方面，目前市场能够购买到的是UV灯管，但UV-LED光源将是UV光调控的优选电光源，可精准定位照射。

从安全角度而言，应基于设施园艺作物生理需求和品质调控目标，制定合理的智能化光环境管理措施，规避UV对人体的暴露，使UV能够发挥其品质调控作用，提高设施园艺作物的商品价值和营养保健功能。比如，可采用夜晚补照，白天停止的办法。