紫外线(UV)辐射可以使生长紧密、抗逆性强的植物获得更加浓重的颜色,但是与此同时,它也会对植物造成伤害。于是人们就想到建造温室来减弱紫外线的辐射,那么这一方法能起到多大作用呢?
有关紫外线(UV)影响植物生长的实验,科研人员做的并不多。在以往的实验中,人们一直都在种植间里使用人工照明设备作为光源,因而造成在与自然UV光源进行比较实验时,植物的生理反应区别不大。此外,实验环境很难与实际生产条件相一致,所以实验的实用性不大。
第一个与实际生产环境连接紧密的实验,是两年前由德国人完成的。该实验根据UV辐射程度的不同,采用特殊的覆盖材料对植物进行遮盖,之后观察植物的生理反应变化。实验在小型温室或者小拱棚中进行,自然光透过覆盖材料进行了"筛选",可透过的光就辐射到植物上。
生长紧密的植物研究人员发现,可透过紫外线-B(UV-B)的覆盖材料明显抑制植物茎秆伸长,而可透过紫外线-A(UV-A)的覆盖材料则促进茎秆伸长。而在阻隔所有UV的覆盖材料下种植的植物,其茎秆长度最长(图一)。
实验表明,对于所有供试植物,UV-B可缩短其节间长度10%至15%。在炎炎夏日,当阳光照射没有强烈到需要使用可透过UV-B覆盖材料时,这种抑制反应并不明显。而且,选择此种覆盖材料对于花农来说,没有什么不利影响。春季,如果种植抗逆性强、生长密集的植物以及花坛植物,这种材料对植物生长还有一定好处。这就意味着在此种生产条件下,花农可以减少化学生长抑制剂的使用。在秋季和冬季,实验取得了同样好的效果。在光照较弱的这段时期内,观赏性植物的花期均被推延。
抗逆性植物除了缩短植物高度,UV-B覆盖材料还可以增强植物的抗逆性。如果植物幼苗栽种在此种材料下,在后期进行露地栽培时,植物抵抗日光有害反应的能力会增强。而且由于受到UV-B的影响,生长后期,叶片形成花青素的能力显著增强,而其他植物器官也没有发生因UV-B造成的生长胁迫反应。这种现象通常在花坛植物和小灌木的生产中出现。
浓重的色彩UV-B覆盖材料具备的最大优势就是,它可以使花朵具有更加鲜艳的颜色。实验表明,它可以使盛开浅粉色的天竺葵'Colorado'拥有红色的花序茎秆;它还可以使'Nostalgie'玫瑰开放白色花朵的同时,拥有红色的花边。如果这些玫瑰栽种在普通的温室和塑料大棚内,人们则看不到红色的花边。
改变颜色由于增强了花红素合成反应或者是减弱了叶绿素合成反应,UV-B可以改变植物叶片的颜色。叶绿素合成反应减弱,可能是因为被UV-B破坏了其反应机理。可透过UV-B的覆盖材料使锦紫苏叶片的颜色发生了变化:红绿色的叶片,红色变的更加醒目;而黄绿色的叶片,变得更黄了(图二)。不过,科研人员还不能确定利用人工UV辐射是否可以促进类黄酮合成反应的发生,进而在植物的味道上进行改进。但是,使用UV-B覆盖材料却会使'Nostalgie'玫瑰失去了它特有的香味。
植物病害由于使用了UV覆盖材料,在这种环境下一些病虫害发生几率有所上升,而一些不是很严重的病害也随病毒传播而不断出现。此外,受UV-B辐射的影响,一些植物病原体霉菌会生成很多孢子。如果蓝色光与UV-B的比率较低,这种病害反应会迅速扩散。不过,UV覆盖材料对一些植物的授粉也有帮助,因为大黄蜂好像很喜欢在这种环境下活动。
UV覆盖材料根据生产的实际需要,通常要对覆盖材料的光学性能进行一些调整,塑料材料的可塑性要强于玻璃。改变玻璃材料的光学性能,通常要使用不同类型的沙子方可解决。而对于塑料材料来说,要想获得需要的性能,只需增加色素或者选用适宜的材料即可。
过去,塑料膜比较脆,而且易受损。幸好塑料工业不断改进,使得塑料棚膜和管道越来越耐用。这些材料比玻璃要轻便得多,而且在相同的建筑构造设计中,塑料膜的日光透过力也优于玻璃。
实际使用重要事项塑料膜的耐用性是根据其材料聚合体中所用UV吸收色素的种类和含量,以及使用地区的自然UV辐射量而定。在照射较强的地区,由于UV辐射强,所以塑料膜的耐用性不如照射较弱的地区。UV辐射不仅会影响种植地区所有温室覆盖材料的耐用性,同时它也会影响温室本身的使用期限。举例来说,遮挡物承受力、遮荫材料、灌溉系统,以及电缆的使用等都会受其影响。因此如果使用UV-B覆盖材料,那么上述设施材料均需具备抵抗UV的能力。