Warmer of kouder? Sturen met de temperatuur

Transcriptie

1 Warmer of kouder? Sturen met de temperatuur Ep Heuvelink & Leo Marcelis Wageningen Universiteit, Tuinbouwproductieketens Wageningen UR Glastuinbouw Waarom dit verhaal? Temperatuur belangrijke klimaatfactor Beïnvloedt vele plantprocessen Korte- en langetermijneffecten Met medewerking van: Susana Carvalho, Anja Dieleman, Anne Elings, Arie de Gelder, Anke van der Ploeg Bepalend voor het energiegebruik Actief koelen in de semi-gesloten kas Groeibijeenkomst Westland Energie Services 13 december 27 Wat komt er aan de orde? Welke processen beïnvloedt temperatuur? relatie met andere factoren rasverschillen korte en lange termijneffecten DIF, DROP, temperatuurintegratie Specifieke effecten op gewasdelen Sturen van de assimilatenbalans met temperatuur Temperatuur: invloed op enzymatische processen veelal optimum respons, maar vrijwel lineair effect in zeker traject Ontwikkelingssnelheid Developmental rate (day (perdag) -1 ) dag) Temperatuur o C) ( Temperatuur ( o C) Temperatuureffect op fotosynthese: beperkt Hogere CO 2 concentratie: hogere optimumtemperatuur Fotosynthese (µmol CO2 m -2 s -1 ) Temperatuur ( C) 1 µmol/m²/s 5 µmol/m²/s 25 µmol/m²/s 1 µmol/m²/s Bladfotosynthese (umol CO2 m -2 s -1 ) 3 1 ppm 2 35 ppm Temperatuur ( o C) 1

2 Bruto- en netto fotosynthese CO2-flux (g CO2 m -2 d -1 ) Netto Bruto Ademhaling Temperatuur ( o C) Jonge planten: hogere temperatuur hogere groeisnelheid Tomaat, 4 dagen na zaai Temp. Versgewicht Bladoppervlak Aantal Bladdikte ( o C) (g) (cm 2 ) Bladeren (mg/cm 2 ) 18/ / Ademhaling neemt sterk toe met temperatuur Volgroeid gewas: geen effect van temperatuur op totale biomassa (tomaat) TDM (kg m -2 ) LT HT Experiment LT = 17/ o C; HT = 21/19 o C Teelt van januari tot half mei Vruchtgrootte (drooggewicht) en uitgroeiduur tomaat Temperatuur (oc) Gewicht (g) Uitgroeiduur (d) Bij lagere temperatuur komt oogst later op gang en zijn de vruchten zwaarder Bron: A.N.M. de Koning Lagere nachttemperatuur (en dus etmaaltemperatuur) vanaf planten: Latere productie (komkommer) Lagere nachttemperatuur (en dus etmaaltemperatuur) Pas vanaf in productie komen: geen nadelige effecten! Productie (kg per veldje) ºC 16 ºC 12 ºC Productie (kg per m2) ºC 16 ºC 12 ºC Dag in het jaar Dagen vanaf begin oogst Bron: Van Uffelen Bron: Van Uffelen 2

3 Versgew Fresh weight icht(kg/plant) Temperatuureffect op vruchtzetting en opbrengst paprika 18 o C vruchtzetting vanaf oksel 1; 24 o C vruchtzetting vanaf oksel 12 Vruchtversgewicht (kg per plant) o C: kleinere vruchten met kortere uitgroeiduur 18 o C 24 o C 22-Apr 6-May 2-May 3-Jun 17-Jun 1-Jul Oogstdatum Harvest date Datum Lagere temperatuur: kortere planten en langere teeltduur (Kalanchoe blossfeldiana) Lichtniveau: 2 μmol.m -².s -1 o C: Niet alle rassen reageren hetzelfde op temperatuur Effect van temperatuur op snijchrysant: grote cultivarverschillen 16 C 2 C Biaritz 16 C 2 C Chrysant Dublin Seizoensafhankelijke rassenkeuze?! Cultivar Langere teelt bij16 o C dan Takgewicht 2 o C (dagen) Supernova 4 +/- Delianne 7 + Reagan 13 + Annecy 11 +/- + hoger bij 16 C - hoger bij 2 C +/- geen significant verschil Temperatuurseffect op ontwikkeling en strekking Invloed van temperatuurpatroon Bladafsplitsing Lengte bloemtakken Afrijpingssnelheid Taklengte Tijd na knopuitloop 17 C 21 C 25 C DIF DROP Temperatuurintegratie 3

4 Temperatuur regime; DIF = Temp dag - Temp nacht Lage dag/hoge nacht (negatieve DIF): kortere planten maar ook groeireductie Bron: Theo Blom, Canada Bron: Frank Maas + DIF - DIF +DIF - DIF Positieve DIF, meer strekking Internodiumlengte (mm) DIF invloed op internodiumlengte chrysant DT: 16 ºC; 2 ºC; 24 ºC; 28ºC DIF ( C) DIFference (verschil) tussen dag en nachttemperatuur + DIF Internode lengte; - DIF Internode lengte; gelijke DIF gelijke internode lengte Effect dag- en nachttemperatuur op stengelstrekking chrysant; sterk verschoven optimum verklaart DIF Internodium lengte (mm) Temperatuur ( C) DT NT DΤ opt = 25.9 C ΝΤ opt = 14.6 C DT = Dagtemperatuur NT = Nachttemperatuur Gedurende welk deel van dag is plant meest gevoelig voor temperatuur? Klimaatkamerproef: gedurende 4 uur temperatuurverlaging (2.5 C) Ochtend meest gevoelig voor temperatuurverlaging 6 5 Lengte (cm) :3-12:3 12:-16: :3-19:3 2:3-:3 4

5 Vervolgens kasproef met grote tomatenplanten Wat betekenen deze resultaten over temperatuurval (DROP) voor de praktijk? Temperatuurverlaging 2.5 C na zonsopkomst (bij gelijke etmaaltemperatuur): Geen effect op lengte Geen effect op plantgewicht Geen effect op productie Temperatuur ( C) Controle DROP behandeling Bij jonge planten geen DROP toepassen Bij volwassen planten (LAI > 3) heeft DROP geen negatieve effecten Scherm snel openen kan Tijd van de dag (uur) Koelen van onderen of van boven? Geen pasklaar antwoord.. wel ideeën Planttemperatuur. Afkoeling van blad door: Convectie aan kaslucht; hangt af van: Temperatuurverschil blad-lucht Windsnelheid langs het blad Uitstraling Naar kasdek Buitentemperatuur, bewolkt Of naar scherm Convectie en uitstraling zijn ongeveer even groot Meeste afkoeling door verdamping 1-6% van afkoeling door verdamping Planttemperatuur volgt vaak luchttemperatuur; vooral bij veel instraling hogere bladtemperatuur Sturen op planttemperatuur Is goed mogelijk Kop reageert bij uitstraling sneller dan meetbox Namiddag vochtsparen: let op de planttemperatuur Energiebesparing mogelijk Koptemperatuur belangrijkst????? Data van Houter et al. 24, Proef bij WUR Glastuinbouw (PPO) 5

6 Gewastemperatuur Groeipunt (kop) bepaalt ontwikkeling (bladafsplitsing, aanleg nieuwe bloemtrossen) Vruchten bepaalt uitgroeiduur, vruchtgrootte Wortels kan worteldruk beïnvloeden kan soms beetje compenseren voor lage luchttemperatuur moet niet te sterk afwijken van luchttemperatuur jong gewas: snelle beworteling onderzoek potplanten : er zijn gewasverschillen Assimilatenverdeling tussen plantendelen Neemt toe naar dat deel van plant dat warmer is gram/vrucht Komkommer geconditioneerde kas met koeling van onderen kleinere vruchten Week Standaard kas Geconditioneerde kas Komkommer geconditioneerde kas met koeling van onderen (proef 27 WUR Glastuinbouw). Onderin gewas relatief koud (gele lijn) t.o.v. conventioneel Temperatuur versnelt groei komkommervrucht. Hogere vruchttemperatuur hogere trekkracht aan assimilaten Temperatuur april 27 Boven in kas Onder geconditioneerd : 3: 6: 9: 12: : 18: 21: : Tijd Groeisnelheid (g d -1 ) 3 3 C 25 C 2 2 C Temperatuursom vanaf bloei ( C d) Hoge temperatuurstress (tomaat) Lage temperatuurstress Controle: 28/22 o C D/N; Hoge Temp. 32/26 o C Geen effect op totale groei Wel: slechte vruchtzetting Gevolg van slecht stuifmeel dat slecht vrijkomt Aantal gezette vruchten per plant Controle Hoge Temp Ook hier problemen met vruchtzetting (bijv. knopen bij paprika) Vraag als: is 1 uur 36 o C een probleem? Of: Is 1 uur 38 o C vergelijkbaar met 1 uur 36 o C? Niet goed te beantwoorden! Levende stuifmeelkorrels (%) Controle Hoge Temp Suikers worden niet meer (voldoende) afgevoerd uit het blad zetmeelophoping Bron: Sato e.a., 26 6

7 Worteltemperatuur tomaat bij koeling van onderen (Themato) Kleiner blad dan in open kas Mat iets kouder dan open kas Matverwarming bladoppervlakte neemt toe Enten groter blad (groter effect dan mattemperatuur) Worteltemperatuur tomaat bij koeling van onderen (Themato; gesloten kas) geënt & matverw. matverwarming geënt controle Worteltemperatuur bij roos (jonge planten) Temperatuurintegratie Aantal grondscheuten Snellere scheutuitloop en vorming grondscheuten bij hogere worteltemperatuur 26 o C 2 o C 11 o C Tijd (dagen) Bovengronds drooggewicht (g) Luchttemperatuur was 2 o C Tijd (dagen) Gewas reageert op lange-termijn gemiddelde temperatuur, en niet zozeer op preciese regime Kan alleen als reactie op temperatuur linear verloopt Dit geeft energiebesparingsmogelijkheden (dag -1 ) Ontwikkelingssnelheid (per dag) peratuur( o C) Temperatuur ( o C) Invloed van temperatuurregime (tomaat) (6d/3oC: periode 6 dagen; amplitude 3 o C) Temperatuurintegratie paprika Productie (kg perplant) Drooggewicht vruchten (g/plant) Tijd (weken) optimaal standaard Control6d/3oC 12d/3oC24d/3oC 6d/6oC 12d/6oC Temperatuur regimes Bron: A.N.M. de Koning Optimaal: - zelfde gemiddelde temp.; fluctuatie 16-3 o C - overdag minder ventileren hoger CO m 3 gas bespaard; zelfde vruchtzetting en productie 7

8 Korte en lange termijneffecten verschillend! Balans assimilatenaanmaak en verbruik (vraag) Hogere temperatuur meer ademhaling (1 o C temperatuurstijging verdubbelt onderhoudsademhaling) Maar langdurig hoge temperatuur geeft kleinere bladeren en vruchten, dus lichter gewas Onderhoudsademhaling per m 2 kas kan dan vrijwel gelijk blijven Op korte termijn hogere vruchttemperatuur meer assimilatenimport; op langere termijn passen enzymconcentraties zich aan nieuw evenwicht Fotosynthese Licht, CO2, temperatuur, RV Assimilaten Ademhaling Groei Temperatuur, Sinks Evenwicht in assimilatenaanmaak en -gebruik voor een optimale productie Constantere plantbelasting en assimilatenverdeling Regelmatiger productiepatroon Productiestijging? Aanmaak/vraag ratio en vruchtzetting in paprika Vruchtzetting Fruit set (aantal (fruits/plant.day) per per dag) Aanmaak/vraag Source:sink verhouding ratio Day of year Duidelijk verband Evenwichtige aanmaak/vraag balans: Hoe? Streef de lange-termijn trend in aanmaak/vraag na Door aanpassen temperatuursinstellingen Aanmaak/vraag source/sink balance balans (-) oc.6 21 oc 19 oc 2 oc 19 oc.4 19 oc.2 trend 19 oc 2 oc oc Tijd (dagen) time (day) selected Evenwicht in aanmaak/vraag nastreven m.b.v. temperatuur bij komkommer Aanmaak/vraag Source/sink assimilatenbalans ratio balans (-) 1.4 Referentie normaal 1.2 Evenwicht 1% 1 Doel nagestreefd winter.8 MTI - Gewas Tijd tijd (dagen na na planten) 8

9 Evenwicht in aanmaak/vraag nastreven m.b.v. temperatuur bij komkommer Conclusies: Effect van temperatuur Jaar Summer Autumn Year Referentie Gas (m 3 m -2 ) Gering effect op fotosynthese (assimilatenaanmaak) Groot effect op assimilatenverbruik balans Productie (kg m -2 ) Toename van ademhaling Stabiele source/sink Productie toename (kg m -2 ) snellere blad- en bloemafsplitsing snellere groei vruchten, bloemen, bloemtakken of bladeren Productie toename (%) 5.3% 5.6% 4.2% 5.3% kleinere vruchten, bloemen, bloemtakken, bladeren Conclusies (2) Conclusies (3) Gemiddelde temperatuur meestal belangrijkst, behalve bij jonge planten (DIF en DROP effecten) Als het om het lange termijngemiddelde gaat kan er energie bespaard worden Optimale temperatuur neemt toe met licht en CO 2 Hoge temperatuur: zettingsproblemen! Planttemperatuur belangrijker dan kastemperatuur Gesloten kas: Verhouding lucht plant temperatuur anders Temperatuurgradiënt anders Komend jaar Uitgebreid onderzoek naar semi-gesloten kassen Bedankt voor uw aandacht Wageningen UR 9