本發(fā)明是關(guān)于一種提高植物的抗氧化物質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
：光合作用是植物、藻類(lèi)和某些細(xì)菌利用葉綠素，在光的照射下，將二氧化碳、水或是硫化氫轉(zhuǎn)化為碳水化合物。光合作用可分為氧光合作用(oxygenicphotosynthesis)和厭氧光合作用(anoxygenicphotosynthesis)。植物之所以被稱(chēng)為食物鏈的生產(chǎn)者，是因?yàn)樗鼈兡軌蛲ㄟ^(guò)光合作用利用無(wú)機(jī)物生產(chǎn)有機(jī)物并且貯存能量，其能量轉(zhuǎn)換效率約為6％。通過(guò)食物鏈，消費(fèi)者可以吸收到植物所貯存的能量，效率為10％左右。對(duì)大多數(shù)生物來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程是他們賴以生存的關(guān)鍵。而地球上的碳氧循環(huán)中，光合作用是其中最重要的一環(huán)。溫室栽培開(kāi)始利用led燈輔助或替代自然光源，led用于園藝領(lǐng)域的關(guān)鍵在于葉綠素的吸收光譜。研究人員發(fā)現(xiàn)葉綠素吸收光譜的峰值位于紅光和藍(lán)光區(qū)，而吸收的綠光則很少，葉綠素吸收光譜的峰值位于400-500納米(nm)以及600-700nm的紅光及藍(lán)光區(qū)域。目前，絕大多數(shù)種植工廠所使用的人工光源，仍為窄光譜光源，以深藍(lán)光455nm和深紅光660nm為設(shè)計(jì)的燈具，亦有混合了發(fā)光波峰分別為藍(lán)光和紅光的led芯片。實(shí)際上，專(zhuān)門(mén)為園藝應(yīng)用而優(yōu)化的固態(tài)照明產(chǎn)品，絕大多數(shù)還處于研發(fā)階段，高效率的藍(lán)光led已經(jīng)存在相當(dāng)一段時(shí)間了，而紅光led的效率一般來(lái)說(shuō)有待進(jìn)一步提高，特別是理想波長(zhǎng)660nm的led與波長(zhǎng)730nm的led。光質(zhì)與植物發(fā)育的關(guān)系，最著名的文獻(xiàn)為r.e.kendrick與g.h.m.kronenberg于「photomorphogenesisinplant」的論述資料(1986，martinusnijhoffpublishers)，不同光譜范圍對(duì)植物生理的影響如表1所示。表1、不同光譜范圍對(duì)植物生理的影響光譜范圍對(duì)植物生理的影響280～315nm對(duì)形態(tài)與生理過(guò)程的影響極小315～400nm葉綠素吸收少，影響光周期效應(yīng)，阻止莖伸長(zhǎng)400～520nm葉綠素與類(lèi)胡蘿卜素吸收比例最大，對(duì)光合作用影響最大520～610nm色素的吸收率不高610～720nm葉綠素吸收率低，對(duì)光合作用與光周期效應(yīng)有顯著影響720～1000nm吸收率低，刺激細(xì)胞延長(zhǎng)，影響開(kāi)花與種子發(fā)芽1000nm轉(zhuǎn)換成為熱量一般普遍認(rèn)為光的顏色對(duì)于光合作用的影響有所不同，事實(shí)上在光合作用過(guò)程中，光顏色的影響性并無(wú)不同，因此使用全光譜最有利于植物的發(fā)育(harrystijger，flowertech，2004年第7(2)期)。而植物對(duì)光譜最大的敏感區(qū)域?yàn)?00～700nm，此區(qū)段光譜通常稱(chēng)為光合作用有效能量區(qū)域。陽(yáng)光的能量約有45％位于此段光譜，因此植物生長(zhǎng)光源的光譜分布也應(yīng)該接近此范圍。光源射出的光子能量因波長(zhǎng)而不同，例如波長(zhǎng)400nm(藍(lán)光)的能量為700nm(紅光)能量的1.75倍，但是對(duì)于光合作用而言，兩者波長(zhǎng)的作用結(jié)果則是相同，藍(lán)色光譜中多余不能作為光合作用的能量則轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃俊Q言之，植物光合作用速率是由400～700nm中植物所能吸收的光子數(shù)目決定，而與各光譜所送出的光子數(shù)目并不相關(guān)。植物對(duì)所有光譜而言，其敏感性有所不同，主要是因?yàn)槿~片內(nèi)色素的特殊吸收性。葉綠素是植物最常見(jiàn)的色素，但是葉綠素并非對(duì)光合作用唯一有用的色素，還有其他色素也會(huì)參與光合作用，因此光合作用效率不能只考慮葉綠素的吸收光譜。對(duì)植物的形態(tài)發(fā)展與葉片顏色而言，植物應(yīng)該接收各種平衡的光源。藍(lán)色光源(400～500nm)對(duì)植物的分化與氣孔的調(diào)節(jié)十分重要。如果藍(lán)光不足，遠(yuǎn)紅光的比例太多，莖部將過(guò)度成長(zhǎng)，而容易造成葉片黃化。紅光光譜r(655～665nm)能量與遠(yuǎn)紅光光譜fr(725～735nm)能量的比例r/fr在1.0與1.2之間，植物的發(fā)育正常，但是不同植物對(duì)于光譜比例的敏感性也不同。wo2014/015020揭露一種促進(jìn)植物生長(zhǎng)的方法與一種光量累積計(jì)算裝置及方法系，利用置放一具調(diào)整或保留光譜波長(zhǎng)為500納米以下(區(qū)段a)、500-630納米(區(qū)段b)和630納米以上(區(qū)段c)的透光材料于光源和植物光合作用受體間作用，以促進(jìn)植物生長(zhǎng)大小。只是不同光譜波長(zhǎng)照射植物，是否會(huì)影響植物本身內(nèi)含成份多寡并不知曉。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明是關(guān)于一種提高植物的抗氧化物質(zhì)的方法，其包括：(a)置放至少一具調(diào)整或保留光譜波長(zhǎng)的透光材料于光源和植物光受體間；及(b)光經(jīng)過(guò)該透光材料后，340nm～500nm區(qū)段的透光率低于59％；500nm～600nm區(qū)段的透光率低于50％；與600nm～850nm區(qū)段的透光率低于78％。本發(fā)明使用任何型式的針織網(wǎng)布(含不織布)、平織網(wǎng)(布)、塑膠膜(布、紙)、塑膠板、玻璃、遮陽(yáng)漆(含水性、油性)等人造材料，其對(duì)太陽(yáng)光源的透光率分別在下列各光譜波長(zhǎng):400nm以下區(qū)段透光率低于56％；400nm～500nm區(qū)段透光率低于59％；500nm～600nm區(qū)段透光率低于50％；600nm～700nm區(qū)段透光率低于75％；700nm～800nm區(qū)段透光率低于78％；800nm以上區(qū)段透光率低于78％；340nm～850nm區(qū)段總透光率低于65％；及/或400nm～700nm區(qū)段可見(jiàn)光區(qū)總透光率低于62％。以三區(qū)段波長(zhǎng)為獨(dú)立變量x，y及z，其中x％在340nm～500nm區(qū)段的透光率低于59％；y％在500nm～600nm區(qū)段的透光率低于50％；與z％在600nm～850nm區(qū)段的透光率低于78％，即這三段波長(zhǎng)的透光率均符合上述條件，才能增進(jìn)植物產(chǎn)生抗氧化物質(zhì)。本領(lǐng)域技術(shù)人員，可以稍微不同于上述透光率范圍采用單層、雙層或多層重復(fù)遮蔽植物達(dá)到低于上述透光率范圍內(nèi)。故，本發(fā)明方法可借由單層、雙層或多層透光材料的各種組合遮蔽植物達(dá)到340nm～500nm區(qū)段的透光率低于59％；500nm～600nm區(qū)段的透光率低于50％；與600nm～850nm區(qū)段的透光率低于78％。植物栽植在此透光比率內(nèi)會(huì)讓植物的品質(zhì)增加---不論植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)或生殖生長(zhǎng)等階段的產(chǎn)物。品質(zhì)增加除了口感、香味、甜度，更增加了對(duì)人體健康相對(duì)有益的成份，如抗氧化能力、美白物質(zhì)、抗氧化物質(zhì)(包含但不限于抗壞血酸、花青素、酚類(lèi)化合物、多酚、各種維生素、鞣花酸)等有益的成份。本發(fā)明的光受體是指葉綠素a(chlorophylla)、葉綠素b(chlorophyllb)、葉綠素f(chlorophyllf)或類(lèi)胡蘿卜素(carotenoids)、光敏素(phytochrome)等植物受體，而光源為自然光源、陽(yáng)光或人造光。本發(fā)明的透光材料是借由控制其顏色及各顏色的比例以調(diào)整或保留光譜波長(zhǎng)，其中該透光材料包含但不限于布料、編織網(wǎng)、紗網(wǎng)、編織布、塑膠布、塑膠紙、塑膠膜、塑膠板、隔熱紙、玻璃、遮陽(yáng)漆或不織布。在一較佳實(shí)施例中，該透光材料是指塑膠膜、塑膠板、玻璃、遮陽(yáng)漆或編織網(wǎng)。該透光材料包括但不限于桃紅色、深藍(lán)色、寶藍(lán)色、藍(lán)色、紫紅色或深紫紅色的塑膠膜或編織網(wǎng)，在一較佳實(shí)施例中，該透光材料為桃紅色，編織密度大于55％的網(wǎng)。本發(fā)明的透光材料塑膠膜、塑膠板、玻璃、遮陽(yáng)漆或編織網(wǎng)其編織密度亦會(huì)影響透光率，該編織密度包括但不限于10％-90％，在一較佳實(shí)施例中，該透光材料的編織密度大于55％-90％。本發(fā)明另得調(diào)整透光材料與植物的距離以調(diào)控生長(zhǎng)效率，其以植物光受體作用的最佳溫度、濕度、風(fēng)速和亮度為校正基數(shù)。本發(fā)明可根據(jù)植物生長(zhǎng)時(shí)每種階段所需光源特性不同，采用不同顏色的透光材料將光源調(diào)整為特定階段所需的最佳比例，借以提高植物的抗氧化物質(zhì)。本發(fā)明的方法可使用于自然環(huán)境或人工環(huán)境(包括但不限于溫室)。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的實(shí)施例；圖2為桃紅色(magenta)編織密度55％的網(wǎng)在不同波長(zhǎng)與光子通量密度的關(guān)系圖，其中1是第一次測(cè)試(太陽(yáng)光)，2是第二次測(cè)試(透過(guò)編織密度55％的網(wǎng))；圖3為光通過(guò)白色編織密度50％與桃紅色編織密度55％的網(wǎng)及編織密度大于55％的桃紅色網(wǎng)后，各波長(zhǎng)的透光率。圖1中，10為光源，20為未通過(guò)透光材料的光，30為透光材料，40為已通過(guò)透光材料的光，50為植物。具體實(shí)施方式如圖1所示，將光源10置放于植物葉子或其他光受體之前，向植物放射光量，未通過(guò)透光材料的光20經(jīng)由作為透光材料30的桃紅色、寶藍(lán)色、藍(lán)色或深藍(lán)色的塑膠膜或編織網(wǎng)過(guò)濾波長(zhǎng)，通過(guò)透光材料的光40照射于植物50上，即可調(diào)整或保留為適合的光譜范圍，以提高植物的抗氧化物質(zhì)。圖2為桃紅色(magenta)編織密度55％的網(wǎng)在不同波長(zhǎng)與光子通量密度的關(guān)系圖，其中1是第一次測(cè)試(太陽(yáng)光)，2是第二次測(cè)試(透過(guò)編織密度55％的網(wǎng))?？寡趸盎钚猿煞值姆治鲈诠庹障?，將木瓜植株置放于控制組(白色透明，編織密度50％的網(wǎng))、處理一(桃紅色，編織密度大于55％的網(wǎng))及處理二(桃紅色，編織密度系55％的網(wǎng))，而光通過(guò)三種編織網(wǎng)后，各波長(zhǎng)的透光率如圖3，其數(shù)據(jù)如表2。表2:光通過(guò)白色編織密度50％與桃紅色編織密度55％的網(wǎng)后，各波長(zhǎng)的透光率陽(yáng)光白色網(wǎng)50％編織密度桃紅色網(wǎng)55％編織密度400nm以下1007656400nm～500nm1007859500nm～600nm1008050600nm～700nm1008175700nm～800nm1008278800nm以上1008378340nm～850nm1008065400nm～700nm1008062結(jié)果如表3所示，木瓜果實(shí)的抗氧化指標(biāo)abts+清除率，以處理一的樣品清除率最高，可達(dá)62.68±4.57％清除率。就酚類(lèi)化合物的結(jié)果顯示，以處理一的樣品含量最高，濃度為5.28±0.04mgofgae/g，而鞣花酸則皆<0.00625mg/g?？箟难岬暮縿t落在0.4mg/g-0.58mg/g之間，其中控制組最低，濃度為0.40±0.0031mg/g?；ㄇ嗨氐暮恳彩翘幚硪坏淖罡?，濃度為1.61±0.0054mg/g。結(jié)果顯示處理一與處理二的編織網(wǎng)均能夠提高木瓜果實(shí)的抗氧化物質(zhì)及活性成分。本發(fā)明的方法使用于葡萄、各種莓類(lèi)(草莓、藍(lán)莓、紅莓等)、西紅柿、哈密瓜、洋香瓜、蘆筍等蔬果上亦得到如上所述的效果。表3:不同透光材料對(duì)木瓜果實(shí)抗氧化物質(zhì)及活性成分的影響當(dāng)前第1頁(yè)12
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