利用UV的植物栽培方法及用于其的植物栽培系统与流程

本发明涉及一种利用紫外线(uv)的植物栽培方法及用于其的植物栽培系统。

背景技术：

植物利用光能而进行从二氧化碳和水合成有机物的光合作用。植物将通过光合作用获得的有机物的化学能使用为用于成长等的营养成分。

植物包括对目标对象具有功效的功能性物质。植物根据成长和环境含有的功能性物质的数值不同。例如，植物为了防御由于氧化应激的损伤生成抗氧化物质而保护自身。若人摄取含有很多这些功能性物质的植物，则功能性物质对人体发挥相似的作用。因此，为了有效地获得功能性物质，应该尽可能地在功能性物质多的状态时收割植物。

因此，有必要确认植物的成长状态和功能性物质含量。另外，也需要使植物的成长和功能性物质的含量增加的方法。

技术实现要素：

本发明要解决的课题是提供一种以非破坏方式确定植物收割时机并收割植物的方法及用于其的系统。

本发明要解决的其它课题是提供一种收割产生有充分的有用物质的状态的植物及用于其的系统。

根据本发明的实施例，提供一种利用uv的植物栽培方法，其包括：进行uva补光处理而使植物成长的步骤；测定植物的最大量子产率的步骤；以及根据测定的最大量子产率来确定植物的栽培阶段的步骤。

根据本发明的其它实施例，提供一种植物栽培系统，其包括：植物栽培室，提供栽培植物的空间；光源部，将包括可见光和白色光中至少一种的光照射于植物；补光部，将uva照射于植物；以及量子产率测定部，测定植物的最大量子产率。

本发明的实施例的植物栽培方法及用于其的系统能够对植物进行uva补光处理而使植物的成长和功能性物质含量增加。

另外，本发明的实施例的植物栽培方法及用于其的系统能够通过利用最大量子产率推测植物的成长和功能性物质含量充分的时间点。

另外，本发明的实施例的植物栽培方法及用于其的系统能够通过利用最大量子产率，以非破坏方式确定用于功能性物质增加的uva补光处理时期和由此的功能性物质大量含有的状态的植物的收割时机。

附图说明

图1是示出本发明的实施例的确认uv照射与最大量子产率的关系的结果的图。

图2是示出本发明的实施例的确认根据uv照射强度、照射时间的最大量子产率的变化的结果的图。

图3至图8是示出本发明的实施例的确认根据最大量子产率的功能性物质含量的变化的结果的图。

图9是示出在对羽衣甘蓝用3天进行uva补光处理的期间测定的最大量子产率(maximumquantumyield；fv/fm)的曲线图。

图10是示出在uva补光处理期间羽衣甘蓝的鲜重的曲线图。

图11是示出在uva补光处理期间羽衣甘蓝的最大量子产率的曲线图。

图12至图17是示出根据羽衣甘蓝的最大量子产率的功能性物质含量的曲线图。

图18是示出根据冰叶日中花的uva补光处理时间的最大量子产率的曲线图。

图19至图22是关于冰叶日中花的成长的曲线图。

图23是示出冰叶日中花的光合作用率的曲线图。

图24是示出冰叶日中花的pal活性的曲线图。

图25和图26是示出冰叶日中花的功能性物质的含量的曲线图。

图27至图30是示出羽衣甘蓝的成长的曲线图。

图31是示出羽衣甘蓝的叶面积的曲线图。

图32是示出羽衣甘蓝的叶厚度指数的曲线图。

图33和图34是示出羽衣甘蓝的总叶绿素含量的曲线图。

图35至图38是关于羽衣甘蓝的功能性物质含量的曲线图。

图39和图40是示出羽衣甘蓝的pal活性的曲线图。

图41是示出本发明的实施例的植物栽培系统的示例图。

图42是示出本发明的实施例的植物栽培方法的顺序图。

具体实施方式

本发明的目的、特定的优点和新颖特征通过所附的附图和关联的以下的详细说明和优选实施例将更加明确。下面介绍的实施例作为示例提供，以使本发明的构思能够充分传达给本领域技术人员。因此，本发明不限于以下说明的实施例，也可以以其它形式实施。

在本发明中，将植物是叶菜类或药用植物作为特征。例如，植物可以包括羽衣甘蓝、白菜、生菜、锦葵、茼蒿、卷心菜、芹菜、菠菜、莙荙菜、油菜、菊苣、芦笋、冰叶日中花、包饭蔬菜类或香草类，但不限于这些。

本发明人等是根据如上需求得出的，旨在利用植物的图像荧光值(最大量子产率)而提供一种用于功能性物质含量提高的植物的应激确定方法。

根据一实施例，

本发明旨在提供一种用于功能性物质含量提高的植物的应激确定方法，所述方法可以包括：

(i)从植物整体获得叶绿素荧光图像的步骤；

(ii)利用所述获得的荧光图像而获得从植物的光系统ii(photosystemii；psii)发出的叶绿素荧光值的步骤；以及

(iii)从获得的所述荧光值预测功能性物质的含量而确定植物的应激特性的步骤。

在本发明的植物的应激确定方法中，所述步骤(1)获得叶绿素荧光图像的步骤的特征在于，利用叶绿素荧光图像的拍摄装置，该拍摄装置包括：腔室，阻挡来自外部的光；青色光源，使植物的荧光发光；滤光器，仅将植物的叶绿素荧光从反射光过滤；相机，拍摄过滤的叶绿素荧光；图像处理设备，处理获得的图像信息。所述使植物的荧光发光的青色光源可以是led光源。led光源不限于青色光源，也可以是白色光源。

在本发明的植物的应激确定方法中，所述步骤(3)确定植物的应激特性的步骤的特征在于，包括在步骤(2)中获得的fv/fm值与功能性物质的含量的相关分析。通常，荧光值相对越低，能够间接地确认到植物受到应激，在当植物中作用有适当量的应激时(适当的叶绿素荧光值)的情况下，可以判断为植物的功能性成分的含量能够增加。

在本发明的植物的应激确定方法中，所述应激的特征在于，包括紫外线、温度(空气、根)、水分(缺乏、缺氧)、光(光质、光度)、盐分、臭氧。

在本发明的植物的应激确定方法中，所述应激特性的特征在于，包括应激强度、持续时间、次数或持续性。

在本发明的植物的应激确定方法中，所述方法的特征在于，追加地包括：

(iv)为了增加功能性物质的含量，调节植物的应激特性，以使叶绿素荧光值成为0.6以上～0.75未满的步骤。

在本发明的植物的应激确定方法中，其特征在于，所述植物是叶菜类或药用植物。例如，所述叶菜类可以包括羽衣甘蓝、白菜、生菜、锦葵、茼蒿、卷心菜、芹菜、菠菜、莙荙菜、油菜、菊苣、芦笋、包饭蔬菜类或香草类，但不限于此。

在本发明的植物的应激确定方法中，所述功能性物质可以包括类胡萝卜素、类黄酮或苯酚，但不限于此。

根据本发明的用于植物的功能性物质含量提高的植物的应激确定方法，通过植物的图像荧光值预测功能性物质的含量，从而能够确定植物的应激特性，例如强度、持续时间、次数或持续性，因此在提高植物的功能性物质含量中，能够重要地使用于确定对各种植物进行处理的应激。

羽衣甘蓝

图1是示出本发明的实施例的确认uv照射与最大量子产率的关系的结果的图。

使用uvaled(峰值365nm)而将uva以50w/m²在3小时照射于羽衣甘蓝，测定最大量子产率。

从植物的叶绿素发出的荧光为光合作用初期无法用于光化学反应的光能的一部分重新以光发出。

最大量子产率表示对光化学反应的量子产率的最大值。即，植物的最大量子产率是植物能够利用光能而执行光合作用的最大值。

fm是暗适应的植物通过饱和光诱导的最大荧光值。即，植物当利用于光合作用的光能为零时发出的荧光值。

fv是植物的减少的荧光值。fv是最大荧光值减去在暗适应状态下照射光时瞬间增加后以一定值保持的基础荧光值的值，

通常，健康的植物的最大量子产率具有在0.75～0.83之间的值。当植物的光系统ii的反应中心损伤或由于应激环境而不健康时，最大量子产率测定到低于此的值。即，可以通过最大量子产率的值间接确认植物的应激程度。

在本实施例中，羽衣甘蓝的最大量子产率利用叶绿素荧光测定仪而测定。

叶绿素荧光测定仪拍摄羽衣甘蓝的荧光图像，分析获得的荧光图像而测定最大量子产率。

其结果，对照组(control)显示了0.75至0.83的最大量子产率，相反地，照射uva的羽衣甘蓝显示了0.4至0.7的最大量子产率。

由此，可以确认的是，通过将uva照射于植物并测定最大量子产率，能够预测植物受到的应激程度。

图2是示出本发明的实施例的确认根据uv照射强度、照射时间的最大量子产率的变化的结果的图。

利用uvaled(峰值365nm)而将uv以10w/m²、30w/m²和50w/m²用3天照射于羽衣甘蓝。此时，将羽衣甘蓝的一片叶子与地表平行地固定，并进行处理，以使一片叶子均匀地接受uv照射，在第一天和第三天测定最大量子产率的变化。

其结果，可以确认的是，随着uv照射强度增加(10w/m²＜30w/m²＜50w/m²)，最大量子产率降低。

图3至图8是示出本发明的实施例的确认根据最大量子产率的功能性物质含量的变化的结果的图。

为了确认根据图像荧光值的功能性物质的含量的变化，使用uvaled(峰值365nm)而将uv以10w/m²、30w/m²和50w/m²用3天照射于羽衣甘蓝后，在第一天和第三天测定羽衣甘蓝叶子的最大量子产率。测定的最大量子产率分类为未满0.55、0.55以上至未满0.6、0.6以上至未满0.65、0.65以上至未满0.7、0.7以上至未满0.75、0.75以上至未满0.8以及0.8以上，在上述范围内测定羽衣甘蓝内的总酚含量和抗氧化度。整体(all)、在第一天和第三天测定的总酚含量和抗氧化度分别示于图3至图8。在此，整体(all)是第一天和第三天的结果之和。

其结果，在整体(all)中测定的总酚含量和抗氧化度确认为全部在0.6以上至未满0.65的最大量子产率中显著增加(图3和图4)。另一方面，在第一天测定的总酚含量和抗氧化度显示为全部在0.7以上至未满0.75中显著增加(图5和图6)，在第三天测定的总酚含量和抗氧化度显示为在0.6以上至未满0.65中增加(图7和图8)。若在第一天由于植物对于uv光源更强地作用为应激，在0.7以上至未满0.75中功能性物质含量提高，则在第三天由于植物三天暴露于uv照射，其期间适应于uv照射环境，从而判断为需要更强的应激强度来提高功能性物质。

羽衣甘蓝的栽培1

羽衣甘蓝在温度20℃、湿度60％条件的密闭型植物生产系统中定值后，栽培三周。另外，羽衣甘蓝在栽培时，每12小时将130±5μmol/m²/s的光强度的白色光和红色光的混合光照射于羽衣甘蓝。此时，混合光为白色光：红色光＝9：1。另外，栽培时使用的培养液是霍格兰和阿农(hoagland&arnon)的培养液，ph6.0，ec1.0ms/cm。

在植物生产系统中栽培羽衣甘蓝后，用3天对羽衣甘蓝进行紫外线补光处理。在此，紫外线是uva波长带的紫外线。

图9是示出在对羽衣甘蓝用3天进行uva补光处理的期间测定的最大量子产率(maximumquantumyield；fv/fm)的曲线图。

参照图9，可以确认关于不照射紫外线的羽衣甘蓝的对照组、以10w/m²输出照射紫外线的羽衣甘蓝的第一试验组、以30w/m²输出照射紫外线的羽衣甘蓝的第二试验组以及以50w/m²输出照射紫外线的羽衣甘蓝的第三试验组的最大量子产率。对照组以及第一试验组至第三试验组的最大量子产率在对羽衣甘蓝进行uva补光处理6小时后每3小时进行测定。

另外，下表1是示出图9的曲线图的最大量子产率测定值的表。

[表1]

图9的最大量子产率测定值

参考图9和表1，对照组的最大量子产率(fv/fm)具有在0.75至0.8之间的值。对照组的最大量子产率的最初测定值为0.8，最后测定值减小至0.79。此外，第一试验组的最大量子产率具有在0.71至0.78之间的值。第一试验组的最大量子产率的最初测定值为0.78，最后测定值减小至0.74。另外，第二试验组的最大量子产率具有在0.63至0.68之间的值。第二试验组的最大量子产率的最初测定值为0.68，最后测定值减小至0.66。

另外，第三试验组的最大量子产率具有在0.44至0.59之间的值。第三试验组的最大量子产率的最初测定值为0.59，最后测定值减小至0.53。

即，可以知道随着照射于植物的uva的强度增加，最大量子产率值减小。

图10是示出在uva补光处理期间羽衣甘蓝的鲜重的曲线图。另外，图11是示出在uva补光处理期间羽衣甘蓝的最大量子产率的曲线图。

在图10示出在uva补光处理第一天和第三天测定的羽衣甘蓝的鲜重。

下表2示出在紫外线照射第一天和第三天的羽衣甘蓝的每株植物的鲜重和最大量子产率值。

[表2]

羽衣甘蓝的每株植物的鲜重和最大量子产率

通过图10和表2可以确认uva照射第一天和uva照射第三天的鲜重变化。对照组以及第一试验组至第三试验组在uva照射前鲜重为6.10。对照组的鲜重在uva照射第一天为5.67，在uva照射第三天为7.71。对照组的鲜重在uva照射第一天减少了0.43，但在uva照射第三天增加了2.04。结果，对照组的鲜重在uva照射第三天比uva照射前增加了1.61。

第一试验组的鲜重在uva照射第一天为6.35，在uva照射第三天为8.06。第一试验组的鲜重在uva照射第一天增加了0.25，在uva照射第三天增加了1.71。结果，第一试验组的鲜重在uva照射第三天比uva照射前增加了1.96。

第二试验组的鲜重在uva照射第一天为5.85，在uva照射第三天为5.93。第二试验组的鲜重在uva照射第一天减少了0.25，在uva照射第三天增加了0.08。结果，第二试验组的鲜重在uva照射第三天比uva照射前减少了0.17。

第三试验组的鲜重在uva照射第一天为5.74，在uva照射第三天为8.06。第三试验组的鲜重在uva照射第一天减少了0.63，在uva照射第三天减少了0.01。结果，第三试验组的鲜重在uva照射第三天比uva照射前减少了0.64。

通过图11和表2可以确认uva照射第一天和uva照射第三天的最大量子产率的变化。

对照组和第一试验组至第三试验组在uva照射前最大量子产率为0.77。

对照组的最大量子产率在uva照射第一天为0.78，在uva照射第三天为0.77。对照组的最大量子产率在uva照射第一天增加了0.1，但在uva照射第三天减少了0.1。结果，对照组的最大量子产率在uva照射第三天与uva照射前相同。

第一试验组中的最大量子产率在uva照射第一天为0.73，在uva照射第三天为0.73。第一试验组的最大量子产率在uva照射第一天增加了0.04，在uva照射第三天没有变化。结果，第一试验组的最大量子产率在uva照射第三天比uva照射前减少了0.04。

第二试验组中的最大量子产率在uva照射第一天为0.68，在uva照射第三天为0.67。第二试验组的最大量子产率在uva照射第一天减少了0.09，在uva照射第三天减少了0.01。结果，第二试验组的最大量子产率在uva照射第三天比uva照射前减少了0.1。

第三试验组中的最大量子产率在uva照射第一天为0.62，在uva照射第三天为0.65。第三试验组的最大量子产率在uva照射第一天减少了0.15，在uva照射第三天增加了0.03。结果，第三试验组的最大量子产率在uva照射第三天比uva照射前减少了0.12。

从图10、图11和表2来看，当对羽衣甘蓝进行uva补光处理时，鲜重比uva补光处理前增加或没有显著减少。另外，当对羽衣甘蓝进行uva补光处理时，最大量子产率比uva照射前减少。

因此，在将uva照射于植物的情况下，可以知道即使植物受到应激，植物的成长也能够保持或变得更好。

表3至表5示出测定羽衣甘蓝的uva补光处理前、uva补光处理第一天和uva补光处理第三天的最大量子产率、总酚含量和抗氧化度的值。

各试验使用四个羽衣甘蓝执行。此外，在uva补光处理后，各羽衣甘蓝采集两个式样，分别测定最大量子产率、总酚含量和抗氧化度。

[表3]

uva补光处理前的羽衣甘蓝的最大量子产率、总酚含量和抗氧化度

[表4]

uva补光第一天的羽衣甘蓝的最大量子产率、总酚含量和抗氧化度

[表5]

uva补光第三天的羽衣甘蓝的最大量子产率、总酚含量和抗氧化度

图12至图17是示出根据羽衣甘蓝的最大量子产率的功能性物质的含量的曲线图。图12和图13是示出在羽衣甘蓝的uva补光处理的整体期间的根据最大量子产率的总酚含量和抗氧化度的平均趋势的曲线图。在此，整体期间是uva补光处理第一天和第三天之和。

参考图12，在uva补光处理的整体期间，当羽衣甘蓝的总酚含量为平均以上时的最大量子产率为约0.58至0.74。

另外，参考图13，在uva补光处理的整体期间，当羽衣甘蓝的抗氧化度为平均以上时的最大量子产率为约0.6至0.72。

即，若对羽衣甘蓝进行uva补光处理，则当羽衣甘蓝的总酚含量和抗氧化度全部为平均以上时的最大量子产率为约0.6至0.72。

图14和图15是示出对羽衣甘蓝进行uva补光处理第一天的根据最大量子产率的总酚含量和抗氧化度的平均趋势的曲线图。

参考图14，在对羽衣甘蓝进行uva补光处理第一天，当羽衣甘蓝的总酚含量为平均以上时的最大量子产率为约0.68至0.76。

另外，参考图15，在对羽衣甘蓝进行uva补光处理第一天，当羽衣甘蓝的抗氧化度为平均以上时的最大量子产率为约0.67至0.76。

即，在对羽衣甘蓝进行uva补光处理第一天，当羽衣甘蓝的总酚含量和抗氧化度全部为平均以上时的最大量子产率为约0.68至0.76。

图16和图17是示出对羽衣甘蓝进行uva补光处理第三天的根据最大量子产率的总酚含量和抗氧化度的平均趋势的曲线图。

参考图16，在对羽衣甘蓝进行uva补光处理第三天，当羽衣甘蓝的总酚含量为平均以上时的最大量子产率为约0.61至0.69。

另外，参考图17，在对羽衣甘蓝进行uva补光处理第三天，当羽衣甘蓝的抗氧化度为平均以上时的最大量子产率为约0.62至0.69。

即，对羽衣甘蓝进行uva补光处理第三天，当羽衣甘蓝的总酚含量和抗氧化度全部为平均以上时的最大量子产率为约0.62至0.69。

通过图12至图17可以知道，若对羽衣甘蓝进行uva补光处理，则当功能性物质的含量为平均以上时的最大量子产率为约0.68至0.69。

如此，只通过测定植物的最大量子产率，也能够知道当羽衣甘蓝的功能性物质为平均以上时的时间点。

冰叶日中花的栽培

冰叶日中花在密闭型植物生产系统(温度23℃、co21000μmol/mol、光周期12小时、ppfd200μmol/m²/s、红色光：白色光：青色光＝8：1：1的混合光)条件下播种后，栽培三周，之后定植幼苗。另外，定植后追加栽培三周。之后，用一周对冰叶日中花以30w/m²进行各种波长带的uva补光处理。此时，用于补光处理的光源是发出365nm、375nm、385nm和395nm的波长带的光的uvaled和发出包括uva波长带的广范围的波长带的光的uva灯。

图18是示出冰叶日中花的根据uva补光处理时间的最大量子产率的曲线图。

从uva照射第七天来看，365nmled和375nmled的最大量子产率低于395nmled、385nmled和uva灯。在此，另外，365nmled具有比375nmled更低的荧光值，395nmled、385nmled和uva灯的荧光值彼此相近。

而且，可以知道，没有照射uva的冰叶日中花(control)的荧光值高于进行了uva照射的冰叶日中花。

在此，可以知道，若在一定时间将uva照射于植物，则无论uva的类型如何，植物受到应激，uva的波长带越低，受到的应激越大。

图19至图22是关于冰叶日中花的成长的曲线图。

图19示出冰叶日中花的鲜重。图20示出冰叶日中花的干重。图21示出冰叶日中花的叶面积。另外，图22示出冰叶日中花的spad(叶绿素含量)。

从鲜重、干重和叶面积来看，可以知道，若在一定期间进行uva补光处理，则冰叶日中花的生长增大。

与对照组相比，在uva补光处理第一天，冰叶日中花的生长减少。这是冰叶日中花被uva受到应激，从而生长减少。但是，从uva处理第五天和第七天来看，可以知道，与对照组相比，进行了uva补光处理的冰叶日中花的大部分的生长显著增加，或为与对照组相近的水平。即，可以知道，若对冰叶日中花进行uva补光处理，则尽管开始时由于应激生长减少，但是冰叶日中花随着时间的推移而恢复，成长为对照组水平或其以上。

从spad来看，可以知道，在uva补光处理第五天，冰叶日中花的spad数值与对照组相比增加。即，可以知道，冰叶日中花通过uva生长增加。尤其，可以确认到，与uva灯、365nmled和375nmled相比，在395nmled和385nmled中，冰叶日中花的spad数值高。

如此，可以知道，若将uva照射于植物一定期间，则植物的生长增加或至少为与不将uva照射于植物时相近的水平。

图23是示出冰叶日中花的光合作用率的曲线图。

示出在用三天对冰叶日中花进行uva补光处理的情况下，在白天和夜晚条件下的光合作用率。

白天条件是对冰叶日中花进行混合光和uva补光处理，夜晚条件是仅进行uva补光处理而没有混合光。

在白天条件下，进行了uva补光处理的冰叶日中花的光合作用率比对照组高或者为相近的水平。另外，在夜晚条件下，进行了uva补光处理的冰叶日中花的光合作用率全部显示为比对照组高。这可以知道，即使uva照射于植物而没有可见光，也有助于植物的光合作用。即，可以知道uva有助于植物的成长。另外，可以知道光源是uvaled的情况比uva灯更有助于植物的成长。

图24是示出冰叶日中花的pal活性的曲线图。

pal是决定光合作用同化产物成为与植物的成长相关的初级代谢产物还是成为与功能性物质之类防御物质相关的次级代谢产物的酶。即，pal的活性增加可以意指次级代谢产物的增加。

从图24来看，pal活性在进行了uva补光处理的冰叶日中花中全部具有高于对照组的数值。即，可以知道若对植物进行uva照射则次级代谢产物增加，从而能够推测功能性物质增加。

图25和图26是示出冰叶日中花的功能性物质的含量的曲线图。

图25示出冰叶日中花的总酚含量，图26示出冰叶日中花的抗氧化度。

在进行一定时间uva补光处理的情况下，可以知道冰叶日中花的苯酚含量和抗氧化度高于对照组。尤其，从uva补光处理第五天开始，总酚含量和抗氧化度显示为显著高于对照组。

从利用冰叶日中花的试验结果来看，可以知道冰叶日中花的生长和功能性物质含量的趋势相似。

因此，可以知道若在一定时间将uva照射于植物则植物的生长和功能性物质全部增加。

另外，可以知道，若将光源为uvled时和uv灯时进行比较，则与使用uv灯时相比，当使用uvaled而将紫外线照射于植物时，在除一部分期间之外的期间在生长和功能性物质含量增加中显示出更好的结果。uva灯发出uva波长带整体的uva。植物的光合作用率增加和功能性物质含量增加之类特定功能需要uva的特定波长带的紫外线。因此，比起使用uva灯，利用用发出特定波长带的紫外线的led而对植物进行补光处理，从而能够提高植物的特定功能。

羽衣甘蓝的栽培2

羽衣甘蓝播种于种子成长袋，育苗两周后，将育苗的羽衣甘蓝分别在低光量和高光量条件下栽培三周。低光量为125μmol/m²/s，高光量为250μmol/m²/s。在两种光量条件下栽培的羽衣甘蓝在高光条件下的叶子的厚度比在低光条件下更厚。

如此，利用uvaled而对叶子的厚度不同的羽衣甘蓝进行了一周uva补光处理。

图27至图30是示出羽衣甘蓝的成长的曲线图。

图27示出进行了各种波长带的uva补光处理的两种羽衣甘蓝的地上部分鲜重，图28示出进行了各种波长带的uva补光处理的两种羽衣甘蓝的地下部分鲜重。另外，图29示出进行了各种波长带的uva补光处理的两种羽衣甘蓝的地上部分干重，图30示出进行了各种波长带的uva补光处理的两种羽衣甘蓝的地下部分干重。

在图27至图30中，将用七天照射各种波长带的uva时的两种羽衣甘蓝与不照射uva的对照组间的成长进行了比较。

比较结果，可以确认到，uva照射七天后，在低光和高光下栽培的两种羽衣甘蓝大部分的鲜重和干重具有大于对照组的值。尤其，可以确认到，uva的波长带越长，羽衣甘蓝的鲜重和干重具有与对照组相比显著差异的大值。

图31是示出羽衣甘蓝的叶面积的曲线图，图32是示出羽衣甘蓝的叶厚度指数的曲线图。

图31和图32示出当对在低光和高光下栽培的两种羽衣甘蓝进行7天uva补光处理时的叶面积和叶厚度的变化。在此，叶厚度指数是叶干重除以叶面积的值。因此，叶厚度指数越大，叶厚度越厚。

可以知道，两种羽衣甘蓝的叶面积和叶厚度指数在进行7天uva补光处理时大体上具有大于对照组的值。尤其，可以确认到，uva的波长越长，两种羽衣甘蓝的叶面积和叶厚度指数具有与对照组相比显著差异的大值。

如此，通过图27至图32可以看出，若将uva照射于植物，则能够有助于植物的成长，尤其在长波长带的uva的情况下，能够有助于增进植物成长。

图33和图34是示出羽衣甘蓝的总叶绿素含量的曲线图。

图33示出在低光下栽培的羽衣甘蓝的总叶绿素含量。另外，图34示出在高光下栽培的羽衣甘蓝的总叶绿素含量。

参考图33，在低光下栽培的羽衣甘蓝的情况下，在进行uva补光处理第二天至第六天的羽衣甘蓝中，大体上显示出大于对照组的总叶绿素含量。为了有助于曲线图的理解，在图33中没有图示对照组和进行各波长带的uva补光处理的羽衣甘蓝的总叶绿素含量的误差范围。若考虑未图示的误差范围，则当在低光下栽培的羽衣甘蓝进行395nm波长带的uva处理三天时，总叶绿素含量具有与对照组相比显著差异的大值。

参考图34，在高光下栽培的羽衣甘蓝的情况下，在进行uva补光处理第四天至第七天的羽衣甘蓝中，大体上显示出大于对照组的总叶绿素含量。若考虑未图示于曲线图的总叶绿素含量的误差范围，则当在高光下栽培的羽衣甘蓝进行365nm波长带的uva处理四天时，总叶绿素含量具有与对照组相比显著差异的大值。

通过这种试验结果可以知道，若在一定期间对植物进行uva补光处理，则能够增加植物能够进行光合作用的可能性。因此，可以知道，通过uva补光处理能够更多地产生有助于植物成长的光合作用产物。

图35至图38是关于羽衣甘蓝的功能性物质含量的曲线图。

图35示出在低光下栽培的羽衣甘蓝的总酚含量，图36示出在低光下栽培的羽衣甘蓝的抗氧化度。另外，图37示出在高光下栽培的羽衣甘蓝的总酚含量，图38示出在高光下栽培的羽衣甘蓝的抗氧化度。

从图35和图36来看，可以确认到，在低光下栽培的羽衣甘蓝当进行uva补光处理时全部具有高于对照组的总酚含量和抗氧化度。尤其，在低光下栽培的羽衣甘蓝在照射375nm、385nm和395nm的长波长带的uva的第五天和第六天，功能性物质(总酚含量和抗氧化度)的含量显示为显著高于其它条件的羽衣甘蓝。

从图37和图38来看，在高光下栽培的羽衣甘蓝当进行uva补光处理时，从第五天以后起具有高于对照组的总酚含量和抗氧化度。尤其，在高光下栽培的羽衣甘蓝在照射365nm的短波长带的uva的第六天和第七天，功能性物质的含量显示为显著高于其他条件的羽衣甘蓝。

即，可以知道，对于增加功能性物质含量，薄叶植物适合具有小能量的长波长带的uva，厚叶植物适合具有相对大能量的短波长带的uva。这可以知道，短波长带的uva以非常强的应激作用于薄叶植物，无法诱导更大的功能性物质含量增加。另外，可以知道，为了功能性物质含量的增加，厚叶植物需要比能够增加薄叶植物的功能性物质含量的能量更强的能量。

图39和图40是示出羽衣甘蓝的pal活性的曲线图。

图39示出在低光下栽培的羽衣甘蓝的pal活性，图40示出在高光下栽培的羽衣甘蓝的pal活性。

参考图39，在低光下栽培的羽衣甘蓝的pal活性在uva照射四天后进行uva补光处理的羽衣甘蓝具有高于对照组的数值。尤其，在低光下栽培的羽衣甘蓝在进行395nm波长带的uva补光处理的情况下，在第五天和第六天显示出较高的pal活性。即，可以知道，若将具有低能量的波长带的uva照射于叶薄的植物，则次级代谢产物增加，这对于植物的功能性物质含量增加是有效的。

另外，参考图40，在高光下栽培的羽衣甘蓝的pal活性在将365nm的uva照射于羽衣甘蓝的第六天和第七天具有高于对照组的数值。即，可以知道，若将具有高能量的波长带的uva照射于叶厚的植物，则次级代谢产物增加，这对于植物的功能性物质含量增加是有效的。

通过利用冰叶日中花和羽衣甘蓝的试验可以知道，uva提高植物的成长和功能性物质含量。此外，特定波长带的uva有助于植物的功能性物质含量提高之类特定功能提升。因此，通过利用发出特定波长带的紫外线的led来对植物进行补光处理，能够提高植物的特定功能。

图41是示出本发明的实施例的植物栽培系统的示意图。

参照图41，植物栽培系统100包括植物栽培室110、光源部120、补光部130、量子产率测定部140、温度控制部150、湿度控制部160以及培养液提供部170。

植物栽培室110提供栽培植物的空间。

为了植物的成长，光源部120将光照射于植物。光源部120的光包括可见光和白色光中的至少一种。例如，光源部120的光可以是将白色光和红色光以任意比例混合的混合光。例如，光源部120将光以12小时间隔照射于植物。即，光源部120可以重复如下工作：进行用12小时将光照射于植物后，中断12小时将光照射于植物的工作。但是，光源部120的光照射时间不限于12小时周期，也可以根据植物的类型而改变。例如，光源部120的光照射时间也可以是12小时以上。或者，光源部120连续地将光照射于植物也是可能的。

补光部130将uva照射于植物。补光部130的uva对植物施加应激而使植物增加功能性物质。另外，补光部130的uva也可以有助于植物的成长。补光部130可以是包括发出uva的led的光源装置。

量子产率测定部140测定植物的量子产率。通过量子产率测定部140测定植物的量子产率，从而可以确定植物的功能性物质含量或功能性物质含量增加与否。

温度控制部150控制植物栽培室110的温度。温度控制部150可以使得植物栽培室110保持在适合于植物成长的温度。

湿度控制部160控制植物栽培室110的湿度。湿度控制部160可以使得植物栽培室110保持在适合于植物湿度的温度。

培养液提供部170将培养液提供于植物。培养液提供部170可以储存培养液并根据需要将培养液提供于植物。

植物栽培系统100的各构成部可以根据预先存储的设定自动工作。或者，植物栽培系统100的各构成部根据使用者的需要而手动工作也是可能的。

另外，植物栽培系统100可以利用光源部120、补光部130、温度控制部150、湿度控制部160和培养液提供部170中的至少一个而对植物进行追加性应激处理。

另外，尽管未图示，但是为了对植物进行追加应激处理，植物栽培系统100可以还包括调节盐分、臭氧等的额外构成部。

另外，植物栽培系统100可以还包括控制植物栽培室110的二氧化碳浓度的构成部、控制风强度的构成部。另外，植物栽培系统100可以还包括用于测定植物栽培室110的环境的传感器、用于根据传感器的测定值控制植物栽培系统100的各构成部的工作的数据库和控制部。

如上所述，在图41中未图示的植物栽培系统100的其他构成部可以根据本领域技术人员的选择追加。另外，根据本领域技术人员的选择，也可以省略图示于图41的植物栽培系统100的构成部中的一部分。

本实施例的植物栽培系统100利用补光部130而以uva对植物进行补光处理，从而增加植物的功能性物质含量。另外，植物栽培系统100可以利用量子产率测定部140，使得能够预测植物的功能性物质含量程度，从而使得能够确定植物的收割时机。量子产率测定部140可以在用户期望时手动或自动地测定植物的量子产率。

图42是示出本发明的实施例的植物栽培方法的顺序图。

参考步骤s1，使植物成长。此时，当使植物成长时，照射uva，进行补光处理。包括uva补光处理的植物的成长方法参考之前说明的冰叶日中花和羽衣甘蓝的成长方法。另外，植物的成长方法可以根据植物的种类而改变。此时，通过对植物进行uva补光处理，不仅能够增加植物的成长，还能够增加功能性物质含量。

使用于uva补光处理的光源使用led。led可以发出特定波长带的uva。因此，通过使用led作为光源，根据植物的种类和状态，以特定波长带的uva对植物进行补光处理是容易的。

参考步骤s2，测定植物的最大量子产率。植物的最大量子产率可以使用叶绿素荧光测定仪测定。叶绿素荧光测定仪拍摄羽衣甘蓝的荧光图像，分析获得的荧光图像，测定最大量子产率。

参考步骤s3，根据测定的最大量子产率确定植物的栽培阶段。将测定的最大量子产率与预先设定的范围进行比较。在此，预先设定的任意范围是植物的功能性物质含量为平均以上时的最大量子产率范围。任意范围可以通过之前说明的试验确定。在本发明中，虽然利用羽衣甘蓝和冰叶日中花进行了试验，但是若植物的种类改变，则任意范围也可以通过利用改变的植物的试验而改变。

若测定的最大量子产率包含在任意范围以内，则可以判断为植物含有的功能性物质的含量在平均以上。另外，通过之前试验可以知道，通过uva补光处理还提高植物的成长。

在步骤s4中，测定的量子产率包含在任意范围以内的植物被判断为植物的成长和功能性物质含量充分而收割。例如，任意范围可以是0.6至0.72。进一步，任意范围可以是0.68至0.69。

如果，若在步骤s3中测定的量子产率不包含于任意范围，则可以对植物进行追加应激处理。(s5步骤)

通过进行植物追加应激处理，能够增加植物的功能性物质含量。

此时，追加应激处理可以是改变uva的波长带、改变强度或改变持续时间。或者，追加应激处理可以是对植物进行利用紫外线、温度(空气、根)、水分(缺乏、缺氧)、光(光质、光度)、盐分、臭氧中的至少一种的应激处理。或者，追加应激处理可以是将这些应激处理方法中至少两种混合。

或者，若在步骤s3中测定的量子产率不包含于任意范围，则也可以省略追加应激处理步骤。即，也可以持续进行uva补光处理同时使植物成长，直到植物的最大量子产率达到任意范围以内的步骤。

根据本发明的实施例，通过拍摄植物的荧光图像并对其进行分析，能够知道植物的功能性物质含有程度。因此，根据本发明，在考虑植物的成长和功能性物质含有量的时间点收割植物是可能的。

目前为止，对本发明以其优选实施例为中心进行了说明。在本发明所属技术领域中具有通常知识的人员可以理解，本发明在不脱离本发明的本质性特性的范围中可以以变形的形式实现。因此，公开的实施例应该从说明性的角度考虑，而非限制性的角度。本发明的范围出现于权利要求书，而不是前述的说明，在与其等同范围内的所有区别点应该解释为包含于本发明。