紫外线暴露制度温室研究
温室UV-B处理是基于在美国邻近地区发现的暴露。一天中有4个小时每天暴露在8千焦米紫外线辐射的5%以上的可能性分析(基于光谱(Grant and Slusser, 2002)在6月和7月的天数中约占5%。6月初,大豆作物处于早期营养阶段。这种暴露水平连续3天发生的概率约为1% (Grant and Slusser, 2002)。8千焦米的UV-Bbe照射,如果以方波照射分布在一天6小时内,相当于1.33千焦米的照射
“2h - 1uv - bbe。Musil et al.(2002)报道,尽管在这些实验中有几天阴天很重,因此通过温室玻璃进入的太阳辐射相对较少,但短期暴露的使用最大限度地减少了与外部太阳辐射水平相关的暴露变异性问题。这些日子将在下面提到。
由于植物对UV-B辐射的响应受
UV- a辐照度,温室实验使用由8个UV- a灯(UV-340, Q Panel Lab Products, Cleveland, OH)和8个UV- b灯(UV- b -313, Q Panel Lab Products)组成的UV灯阵列,交替放置在位于幼苗上方0.6 m的框架上。紫外线- c辐射通过放置两层0.08 mm CA膜在框架下方(图16.1)。CA薄膜在使用前被晒6小时,每3到4天更换一次,以保持适当的光谱辐照度。紫外线b曝光是根据先前测量的辐照度与灯的距离来确定的。
波长(nm)
图16.1实验方案的近似光谱曝光分布。图(a):温室上方太阳辐照度(红色实线)、控制区辐照度(浅黑色实线)和实验装置株高辐照度(深黑色实线)的光谱分布。UV-B-313和UV-340灯的灯制造商提供的光谱值,实验室测量的醋酸纤维素过滤器,和太阳光谱在太阳天顶角为30°,臭氧柱总深度为320 DU的情况下,TUV模式运行。图(b):封闭塑料滤光片上方(红色实线)、紫外线曝光滤光片下方(深黑色实线)和控制滤光片下方(浅黑色实线)的光谱辐照度
波长(nm)
图16.1实验方案的近似光谱曝光分布。图(a):温室上方太阳辐照度(红色实线)、控制区辐照度(浅黑色实线)和实验装置株高辐照度(深黑色实线)的光谱分布。数值来源于灯制造商提供的UV-B-313和UV-340灯的光谱,实验室测量的醋酸纤维素过滤器,以及太阳天顶角为30°和总臭氧柱深度为320 DU的TUV模型的太阳光谱。图(b):封闭塑料滤光片上方(红色实线)、紫外线曝光滤光片下方(深黑色实线)和控制滤光片下方(浅黑色实线)的光谱辐照度
紫外- a暴露是灯增强和环境太阳辐射穿透植物的结果。灯对UV-A的增强作用由灯发出的UV-A与UV-B的比值乘以UV-B曝光量来确定。到达植物的环境UV- a是通过W. Lafayette, IN UV-在368 nm处进行的环境光谱辐照度测量来计算的B气raybet雷竞技最新候监测站位于温室8.5公里范围内。根据Grant和Slusser (2005), UV-A辐照度是根据368nm辐照度计算出来的。紫外线a辐射穿透温室玻璃。波长在350 nm以上的温室玻璃面板透光率均在80%以上;在350 nm以下,透射率在320 nm处迅速下降到10%,在310 nm处低于1%。当一排紫外线灯置于头顶时,紫外线穿透量仅为温室上方的25%(图16.1)。当头顶没有灯光时,紫外线的穿透率是头顶的48%。相对较低的UV- a表观穿透率是由于墙壁或相邻温室房间的影响,以及通过温室的人对紫外线灯辐照度的保护性塑料屏蔽。
由于植物对UV-B辐射的响应受到同时接收PPFD的影响,因此温室实验也测量和控制PPFD。光合有效辐射实验期间的暴露是灯增强和环境太阳辐射穿透植物的结果。对照区和紫外线区植物的光合光子通量水平均由3盏400-W高压钠灯补充,在株高处提供180 ^mol m s。到达植物的环境PPFD是根据W. Lafayette, IN UV-B气候监测站的环境测量计算的。raybet雷竞技最新当一排紫外线灯在头顶时,PPFD穿透率仅为温室上方的25%。当头顶上没有路灯时,PPFD的渗透率是头顶上的48%。
暴露程度随实验的不同而不同。在2004年的实验中,灯库的位置为1.3 kJ m
“h_1 UV-Bbe”和0.65 MJ m h_1 UV-A以太阳正午为中心的方波持续6小时,而在2007年和2008年的实验中,灯具定位为提供1.5 kJ m h UV-Bbe和
0.75 MJ m h紫外线照射8小时,以太阳正午为中心的方波
植物对紫外辐照度取决于接收到的紫外线量,随着大豆植物调整叶片方向以响应紫外线的变化,紫外线量在一天中会发生变化太阳的位置(罗莎和福赛斯,1995;Bawhey et al., 2003)。根据Bawhey等人(2003)对叶片方向进行建模,并假设灯组代表漫射辐射源,计算叶片暴露于紫外线辐射和PAR的情况。叶片的朝向影响植物对紫外线辐射的暴露。在这些研究中,我们使用Bawhey等人(2003)中描述的各向同性天空辐射分布(ISO)假设计算了每日UV-B暴露的分数。据估计,Essex的UV- b暴露量比Williams 82高出7%。
野外研究
2004年的实地研究使用了安装在1.2米× 3.7米框架上的塑料过滤器,以防止紫外线辐射到达生长在塑料下的植物。在试验田周围以相同的种植密度种植植物,以限制太阳辐射从侧面穿透试验田。对照暴露是在lumar过滤塑料下,而环境“处理”暴露是在聚乙烯过滤塑料下。由于环境暴露条件占主导地位,紫外线暴露是根据美国农业部的测量记录确定的紫外线监控以及研究站的紫外多滤光旋转阴影带辐射计(UV-MFRSR),根据Grant和Slusser(2005)测量368nm太阳辐射。UV-BBE暴露基于柱臭氧、太阳天顶角(SZA)和测量的红斑辐照度,这些辐照度由美国农业部UV-B监测和研究站的洋基科学公司UV-B-1辐射计的测量记录确定。Llumar组(对照组)的UV-Bbe平均日暴露量为27 Jm-2d-1
聚乙烯下平均为4.6 km3 / d。的平均每日暴露量
亮度(对照)下UV-A为2.49 MJm d,亮度(对照)下UV-A为2.49 MJm d
聚乙烯为13.5 MJm d。两个塑料过滤器下的PAR暴露量
几乎一模一样;lumar为61.7 mol m- d,聚乙烯为61.7 mol m-2d-1。
由于植物的暴露取决于叶片的方向,我们使用Bawhey et al.(2003)中描述的各向异性天空辐射分布假设,计算了实验过程中UV-B暴露的分数。据估计,埃塞克斯的UV-B暴露量只比威廉姆斯高2%。
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