Sensitivity of Crops to Increased Ultraviolet Radiation in Northern Growing Conditions

• Published in: Journal of agronomy and crop science (1986) 2002-01, Vol.188 (1), p.8-18
• Main Authors: Hakala, K., Jauhiainen, L., Koskela, T., Käyhkö, P., Vorne, V.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Agricultural and forest climatology and meteorology. Irrigation. Drainage; Agricultural and forest meteorology; Agronomy. Soil science and plant productions; Biological and medical sciences; Crop climate. Energy and radiation balances; crops; Fundamental and applied biological sciences. Psychology; General agronomy. Plant production; grasses; phenolics; tillering; ultraviolet; UV-B
• ISSN: 0931-2250; 1439-037X
• DOI: 10.1046/j.1439-037x.2002.00536.x

Crops growing at high latitudes are adapted to low intensities of solar ultraviolet B radiation (UV‐B). As a result of destruction of stratospheric ozone layer especially at the Polar Regions of the globe, the intensity of UV‐B is projected to increase at high latitudes. In order to find out the consequences of increased UV‐B on crops, the sensitivity of different varieties of barley, wheat, oats, clover, timothy, meadow fescue, tall fescue and potato was tested in Jokioinen, Finland. The experiment was conducted in the field, under natural light, with a continuous 30 % increase in UV‐B. Both increased UV‐B and the control with slightly increased UV‐A radiation affected the number of lateral shoots in cereals, and the specific leaf area and the content of phenolic substances in grasses. The effects varied according to plant variety and time of growing season. However, no visible damage, nor changes in biomass and yield production were found in any of the crops. Long‐term effects on, e.g. genetic stability and germination of crop seed remain to be studied. Empfindlichkeit von Kulturpflanzenbeständen gegenüber einer Erhöhung der ultravioletten Einstrahlung unter nördlichen Wachstumsbedingungen Kulturpflanzenbestände, die unter hohen Breitengraden wachsen, sind an geringe Intensitäten der solaren ultravioletten B Einstrahlung (UV‐B) angepasst. Aufgrund der Destruktion der Stratosphäre, insbesondere der Ozonschicht, im Bereich der polaren Gebiete der Erde, ist eine zunehmende Intensität der UV‐B Strahlung in hohen Breitengraden festzustellen. Um die Konsequenzen einer Erhöhung von UV‐B auf Kulturpflanzenbestände zu bestimmen, wurde die Empfindlichkeit unterschiedlicher Arten wie Gerste, Weizen, Hafer, Klee, Wiesenlieschgras, Wiesenschwingel, Rohrschwingel und Kartoffel in Jokioinen, Finnland, untersucht. Das Experiment wurde im Felde durchgeführt unter natürlichen Lichtbedingungen mit einer kontinuierlichen Zunahme von 30 % für UV‐B. Sowohl eine Erhöhung der UV‐B als auch die Kontrolle mit leicht erhöhten UV‐B Strahlungen beeinflussten die Anzahl der Nebenwurzeln bei den Getreidepflanzen und die spezifische Blattfläche sowie den Gehalt an phenolischen Substanzen bei den Gräsern. Die Wirkungen variierten entsprechend der Pflanzenvarietät und der Anbauzeit. Allerdings wurden keine erkennbare Schädigungen noch Änderungen in der Biomasse und in der Ertragsproduktion bei einer der untersuchten Pflanzenbestände gefunden. Langzeitwirkungen auf die genetische bedingte