Belichten bij CAM-planten (Phalaenopsis als case-studie)

Transcriptie

1 Lichtevent december Belichten bij CAM-planten (Phalaenopsis als case-studie) Dr. ir. Sander Hogewoning (Plant Lighting B.V.) december Dr. ir. Sander Hogewoning & Dr. ir. Govert Trouwborst Expertise o.a.: fotosynthese, verdamping en CO plantreacties op lichtkleur lichtbronnen (o.a. LED) en stuurlicht phenotyping Wij doen onderzoek voor: tuinders & veredelaars toeleveranciers overheid en belangenorganisaties wetenschap praktijk Missie : Vertaling wetenschappelijke kennis naar praktijk-innovaties

2 Inhoud Theorie CAM-fotosynthese Aanleiding onderzoek minder belichten Phalaenopsis zonder productieverlies NB gedachte achter beïnvloeding malaatpool geldt ook voor andere CAM-planten zoals Aechmea s en Kalanchoë s Onderzoeksvragen Proefopzet Resultaten Overige opmerkingen Discussie Fotosynthese: de basis van gewasgroei! Primaire bouwstoffen: CO & water Energiebron: licht Fotosynthese: CO + water lichtenergie suikers + zuurstof Regeling snelheid proces: temperatuur Secundaire bouwstoffen: nutriënten (omzetting suikers in eiwitten etc.)

3 Theorie, klassieke CAM-fotosynthese Fase, nacht: Huidmondjes open: CO -opname in malaat (appelzuur). Fase, overgang naar dag: Huidmondjes sluiten en start afbraak malaat. Eventueel kortstondig C fotosynthese. Fase, overdag: Gesloten huidmondjes en afbraak malaat. Vrijgekomen CO m.b.v. lichtenergie omgezet in suikers Fase, overgang dag naar nacht: Malaat op, huidmondjes gaan weer open en kortstondig C fotosynthese. Aanleiding onderzoek Belichting van Phalaenopsis kost veel energie en besparing is wenselijk Hoeveel belichting is echt zinvol? Hierover zijn nog veel vragen! Eerder gemeten: Rond de middag is malaat vaak al op en wordt gratis daglicht niet of nauwelijks benut Het lijkt er dus op dat lampen later aankunnen, zodat daglicht beter benut wordt (= een lagere lichtsom) Maar mogelijk is er een terugkoppeling tussen lichtsom en malaatopslag, en kunnen de lampen toch beter niet later aan...?

4 Onderzoeksvragen. Opkweek: Tot welke lichtsom neemt de malaat-opslag nog toe?. Afkweek: Leidt de fors hogere lichtsom dan in de opkweek tot een verhoging van de malaat-opslag? bedenk dat de meeste bladeren in de afkweek ontwikkeld zijn bij een lagere lichtsom tijdens de opkweek. Is de malaat-opslag bepalend voor de assimilaten-productie? dit geldt als directe C-fotosynthese weinig of geen rol speelt Uitvoering proef Proef in klimaat-units Plant Lighting B.V. te Bunnik Proef i.s.m. Plant Dynamics BV en gefinancierd door KAE Twee rassen: Sacramento en Atlantis CO opname en efficientie lichtbenutting door blad per dag gemeten

5 Opkweek... Twee rassen: Sacramento (snel) en Atlantis (langzaam) Planten weken in klimaat-units bij Plant Lighting te Bunnik Opkweek bij,, 9 en mol/m /dag Metingen aan bladeren die in klimaat-units zijn ontwikkeld Atlantis week in klimaat-unit Atlantis weken in klimaat-unit Details belichting opkweek In alle behandelingen daglichtsom. mol (9.-8. uur, intensiteit 9 µmol/m /s) Daglicht aangevuld met µmol/m /s SON-T om lichtsom te halen Behandelingen:. mol: SON-T. tot 9. uur (. mol; nacht van bijna uur). mol: SON-T. tot. uur (. mol; nacht van 8 uur). 9 mol: SON-T. tot.9 uur (. mol; nacht van 8 uur). mol: SON-T. tot 8. uur (. mol; nacht van. uur)

6 Fotosynthesemetingen: Patroon CO -opname blad over de dag CO -opname (µmol/m /s) 8 Nachtmeting Phalaenopsis:. mol CO-opname PAR PAR (µmol/m /s) : : : 8: : : : : : : 8: : : - Oppervlakte onder rode lijn: netto CO -opname per dag Is ook een maat voor de grootte van de malaatpool Dagsom CO -opname (mol/m ) Hoofdvraag: Relatie lichtsom & malaat Relatie CO -opname en lichtsom Sacramento Atlantis. 8 dagsom PAR (mol/m ) Sacramento: mol iets lager,, 9 en mol geen verschil! Atlantis: mol fors lager,, 9 en mol geen significant verschil mol gemiddeld wel lager dan 9 mol. Sacramento Atlantis. 8 effectieve dagsom PAR (mol/m ) Atlantis had schuinere bladstand, hierdoor effectief: *.=. mol, *.=.9mol, 9*.=.mol en *.=. mol In de afkweek vergelijkbaar patroon, maar iets hogere CO opnamesommen bij eenzelfde lichtsom Dagsom CO -opname (mol/m )..... Relatie CO -opname en effectieve lichtsom

7 CO opname + lichtbenutting over uur CO -opname (µmol/m /s) 8 Nachtmeting Phalaenopsis:. mol CO-opname PAR PAR (µmol/m /s) ETR (µmol/m /s) Nachtmeting Phalaenopsis:. mol PAR (µmol/m /s) : : : 8: : : : : : : 8: : : - ETR PAR : : : 8: : : : : : : 8: : : Lage lichtbenutting begin en einde dag! Lampen dimmen...of uit (dus langere nacht).? Kom ik zo op terug. lichtbenutting Nachtmeting Phalaenopsis: 9. mol, opstart ETR (µmol/m /s) ETR, µmol ETR, 9 µmol : : : : : : : : 8: 9: 9 µmol licht is ongeveer uur lang net zo effectief als µmol! Met minder licht zal maximale ETR ook behaald worden vroeg in de ochtend

8 lichtbenutting Kunnen lampen uit op uren dat licht niet goed benut wordt? Nee! Onverwachte resultaat was dat bij een langere nacht bij eenzelfde lichtsom MINDER malaat wordt opgeslagen! Nachtmeting Phalaenopsis:. mol 8 Nachtmeting Phalaenopsis:. mol, lange nacht 8 ETR (µmol/m /s) ETR CO-opname CO -opname (µmol/m /s) ETR (µmol/m /s) ETR CO-opname CO -opname (µmol/m /s) - : : : 8: : : : : : : 8: : : - : : 8: : : : : : : 8: : : : Dimmen licht op de tijdstippen dat het licht niet goed benut wordt lijkt logisch. Hoever dimmen? Als we dat weten dan kan weer een stap worden gemaakt... Directe C-fotosynthese in namiddag? CO -opname (µmol/m /s) -uursmeting Sacramento: mol, drie maal lamp kortstondig uit CO-opname PAR PAR (µmol/m /s) - : : : : 8: : Drie keer kortstondig licht uit in namiddag! * daling opname, dus directe C-fotosynthese, echter geringe omvang! Nb. in afkweek kwam directe C-fotosynthese niet voor! Hartbladeren ook CAM in zowel opkweek als afkweek 8

9 Wat doet het hartblad? CO -opname (µmol/m /s) - - Fotosynthese-respons op licht, hartblad Atlantis hartblad - cm 9 8 PAR (µmol/m /s) Het hartblad is CAM Is dit anders onder andere omstandigheden? Opkweek? Ras? Kasklimaat? Referentie Blad Blad Blad Sacramento na weken bij mol (links) en mol (rechts) Bladeren mol: kleiner, platter en lichter groen van kleur Geen effect op aantal takken/bloemen in afkweek! 9

10 Samenvattende conclusies Sacramento, 9 en mol gelijke CO -opname per etmaal mol iets minder Atlantis: 9 en mol gelijke CO -opname per etmaal mol iets minder, maar verschil met 9 en mol niet significant mol 8% minder! verschil met Sacramento waarschijnlijk door bladhoek Directe C-fotosynthese weinig rol van betekenis vrijwel afwezig in ochtend in opkweek in de middag aanwezig, maar snel lichtverzadigd in de afkweek vrijwel niet hier niet voor gaan belichten, of hooguit gedimd op donkere dagen mogelijk wel CO doseren dit geldt ook voor het hartblad. In vroege ochtend en namiddag: licht slecht benut Overige opmerkingen Let op de bladhoek en bloemdeken: welke lichtsom ontvangt blad werkelijk?! Temperatuurseffect: belichting beïnvloedt wel de ontwikkelingssnelheid Maar is het efficiënt om te verwarmen met je lampen? Als Phalaenopsis overdag CAM is heeft CO doseren geen zin s nachts en bij dag-nacht en nacht-dag overgang mogelijk wel zinvol Bij kalanchoe en bromelia is deze kennis ook relevant, maar niet op te vertalen

11 Gedrag Aechmea bij start van de dag ETR (µmol/m /s) Fotosynthese-respons op licht, Aechmea Griffe Overdag 8 start dag :-: start dag : start dag :-: start dag :-: start dag : 8 PAR (µmol/m /s) CO -opname (µmol/m /s) Fotosynthese-respons op licht, Aechmea Griffe Overdag - start dag :-: - start dag : - start dag :-: - - start dag :-: -8 start dag : PAR (µmol/m /s) Het duurt lang voordat Aechmea volledig op stoom is (figuur links) Huidmondjes staan eerste uur nog open: C fotosynthese (figuur rechts) Ook in middag fors directe C-fotosynthese gemeten Begin van de dag een lek aan CO verschuif niet zomaar begin van de dag! Dank voor uw aandacht! Contact: Sander Hogewoning - info@plantlighting.nl & Govert Trouwborst -999 govert@plantlighting.nl