Eindverslag. 31 januari Sara Crappé Jochen Hanssens Joris Van Lommel

Transcriptie

1 Eindverslag 31 januari 2014 Auteurs: Pieter Vanhassel Sara Crappé Jochen Hanssens Joris Van Lommel Coördinator: Peter Bleyaert

2 De projectcoördinator: Inagro te Rumbeke-Beitem De projectpartners: UGent Laboratorium voor Plantecologie te Gent UGent Laboratorium voor Tuinbouw en In Vitro Biologie te Gent Proefstation voor de Groententeelt te Sint-Katelijne-Waver Proefcentrum voor de Groententeelt te Kruishoutem De projectcoördinator geeft toelating dit verslag voor consultatie beschikbaar te stellen binnen uw organisatie en delen ervan te kopiëren voor persoonlijk gebruik. Het gebruik voor commerciële doeleinden valt onder de beperkingen van het auteursrecht, in het bijzonder met betrekking tot de verplichting uitdrukkelijk de bron te vermelden bij het aanhalen van resultaten van dit IWT-LandbouwOnderzoeksproject. ii

3 INHOUD LIJST VAN TABELLEN... VII LIJST VAN FIGUREN... X HOOFDSTUK 1. INLEIDING PROJECTSAMENVATTING PROJECTSITUERING OVERZICHT WERKPROGRAMMA STANDAARD EXPERIMENTELE PROEFOPZET Beschrijving van de proeflocaties Standaard waarnemingen Visuele waarnemingen Cellekkagetesten Groeibepalingen Calcium analyse Monitoring van de plantomgeving Monitoring van de plant HOOFDSTUK 2. MONITORING VAN RANDONTWIKKELING IN PRAKTIJKOMSTANDIGHEDEN INHOUD WERKPAKKET Inleiding Overzicht experimenten AFZONDERLIJKE PROEFGEGEVENS Experiment 0101 Rassenproef winter PSKW MGS Experiment 0102 Rassenproef winter PSKW Grond Experiment 0103 Rassenproef winter Inagro Grond Experiment 0104 Rassenproef winter PCG Grond Experiment 0201 Rassenproef late lente 2010 PSKW MGS Experiment 0202 Rassenproef late lente 2010 PSKW Grond Experiment 0203 Rassenproef late lente 2010 Inagro Grond Experiment 0204 Rassenproef late lente 2010 PCG Grond Experiment 0401 Rassenproef zomer 2010 PSKW MGS Experiment 0402 Rassenproef zomer 2010 PSKW Grond Experiment 0403 Rassenproef zomer 2010 Inagro Grond Experiment 0404 Rassenproef zomer 2010 PCG Grond Experiment 0601 Opvolging bij telers PSKW ALGEMENE CONCLUSIE WERPAKKET HOOFDSTUK 3. STUDIE VAN DE INVLOED VAN BOVENGRONDSE FACTOREN OP RAND INHOUD WERKPAKKET iii

4 Inleiding Overzicht experimenten EXPERIMENT 0701 BELICHTING PSKW MGS EXPERIMENT 1101 NACHTELIJKE VERNEVELING PSKW - MGS EXPERIMENT 1403 NACHTELIJKE AFDEKKING INAGRO MGS EXPERIMENT 1603 NACHTELIJKE AFDEKKING INAGRO MGS (EN FLOATING) EXPERIMENT 1803 NACHTERLIJKE TRANSPIRATIE INAGRO MGS (EN FLOATING) EXPERIMENT 2500 BELICHTING UGENT-PE MGS ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET HOOFDSTUK 4. STUDIE VAN DE INVLOED VAN FACTOREN IN HET WORTELMILIEU OP RAND INHOUD WERKPAKKET Inleiding Overzicht experimenten EXPERIMENT 0901 WATERGIFT PSKW MGS EXPERIMENT 1501 K/CA VERHOUDING PSKW MGS EXPERIMENT 1701 K/CA VERHOUDING PSKW MGS EXPERIMENT 1901 K/CA VERHOUDING PSKW MGS EXPERIMENT 2004 A K/CA VERHOUDING PCG MGS EXPERIMENT 2004 B VERWARMING WORTELMILIEU PCG GROND EXPERIMENT 2401 VERWARMING WORTELMILIEU PSKW MGS EXPERIMENT 2701 K/CA VERHOUDING PSKW MGS ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET HOOFDSTUK 5. STUDIE VAN INTERACTIEVE INVLOED VAN BOVENGRONDSE FACTOREN EN FACTOREN IN HET WORTELMILIEU OP RAND INHOUD WERKPAKKET Inleiding Overzicht experimenten EXPERIMENT 1003 NACHTELIJKE CALCIUMGIFT X BROEZEN INAGRO MGS, GROND EXPERIMENT 2103 A DROOGTEINDUCTIE X PLOTSE BELICHTING INAGRO MGS WAT IS DE INVLOED VAN PLANTSTADIUM? EXPERIMENT 2103 B VERWARMING WORTELMILIEU EN BELICHTINGSTYPE INAGRO - MGS EXPERIMENT 2304 WATERGIFT EN BEMESTING - PCG GROND ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET HOOFDSTUK 6. OPTIMALISATIE VAN DE TIPRELET PREVENTIESTRATEGIE INHOUD WERKPAKKET Inleiding Overzicht experimenten Voorlopige strategie EXPERIMENT 2203 FINETUNING ONDERBEREGENING MGS INAGRO iv

5 6.3. EXPERIMENT 2603 OPTIMALISATIE NACHTELIJKE LUCHTBEVOCHTING, K/CA EN DROOGTEBEHANDELING - INAGRO MGS, FLOATING EN GROND EXPERIMENT 2803 BROEZEN VS. VERNEVELEN - INAGRO MGS, FLOATING EN GROND WEBMODULE ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET HOOFDSTUK 7. VASTLEGGEN VAN DE DIRECTE OORZAAK VAN RAND INHOUD WERKPAKKET Inleiding Materiaal en methoden Resultaten Bespreking van de resultaten ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET HOOFDSTUK 8. EFFECT VAN EEN DFT-FLOATING SYSTEEM OP HET VOORKOMEN VAN RAND INHOUD WERKPAKKET Inleiding Overzicht experimenten Materiaal en methoden EXPERIMENT 1203 TEELTSYSTEEM INAGRO MGS, FLOATING EN GROND RESULTATEN EXPERIMENT 1603, 1803 EN ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET HOOFDSTUK 9. EFFECT VAN BLADBESPUITINGEN MET CALCIUM OP RAND INHOUD WERKPAKKET Inleiding Overzicht experimenten RESULTATEN EXPERIMENT 2901, 3001 EN PSKW ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET HOOFDSTUK 10. ONDERZOEK NIET AAN EEN WERKPAKKET GEBONDEN OVERZICHT EXPERIMENTEN ONTWIKKELING VAN EEN MECHANITISCH MODEL VOOR KROPSLA THERMALE BEELDEN IN HET RANDONDERZOEK HOOFDSTUK 11. BESLUIT HOOFDSTUK 12. DISSEMINATIE PROJECTRESULTATEN GEBRUIKERSGROEPEN STUDIEDAGEN WETENSCHAPPELIJKE ARTIKELS, POSTERS, PRESENTATIES EN SYMPOSIA Artikels Conference Proceedings Posters v

6 Presentaties VULGARISERENDE PUBLICATIES, POSTERS EN PRESENTATIES Publicaties in vakbladen Blogs Posters Presentaties ANDERE KANALEN HOOFDSTUK 13. LITERATUURLIJST vi

7 LIJST VAN TABELLEN Tabel 1.Beschrijving van de compartimenten van het PSKW, Inagro en het PCG, waarin sla in grond werd geteeld Tabel 2.Beschrijving van de compartimenten van het PSKW, Inagro en het PCG, waarin sla in mobiele goten geteeld kan worden Tabel 3.Beschrijving van de groeikamers van het UGent-PE, waarin sla in mobiele goten geteeld kan worden Tabel 4.Elektrische geleidbaarheid ( S cm -1 ) van drie bodemstalen bepaald na toepassing van verschillende schudmethodes Tabel 5.Overzicht van de gebruikte sensoren om data van het microklimaat en de plantenfysiologie op te meten Tabel 6.Overzicht experimenten binnen WP Tabel 7.Rassenkeuze voor experiment Tabel 8.Calciumconcentratie (g kg -1 droge stof), opgesplitst in een fysiologisch actieve en inactieve fractie, gemeten in het bladmoes van drie types bladeren, waarvan de bladstalen afkomstig zijn van drie Hofnar kroppen met en zonder symptomen van interne rand Tabel 9.Rassenkeuze voor experiment Tabel 10.Overzicht van het kropgewicht, de stengeldiameter en het percentage droge stof per ras doorheen experiment Tabel 11.Concentratie aan vrij calcium (g kg -1 droge stof) in verschillende delen van de hartbladeren van drie rassen met of zonder symptomen van interne rand Tabel 12.Rassenkeuze voor experiment Tabel 13.Eindbeoordeling van de vier rassen in experiment 0201, waarbij telkens vier kroppen werden gewogen en gescoord Tabel 14.Rassenkeuze voor de experimenten 0202, 0203 en Tabel 15.Rassenkeuze voor experiment Tabel 16.Rassenkeuze voor de lente-experimenten in grondteelt 0402, 0403 en Tabel 17.Elektrische geleidbaarheid (ms cm -1 ) ± standaardfout (n =4) gemeten in drie compartimenten op twee tijdstippen tijdens de zomerteelt Tabel 18.Calciumconcentratie (g kg -1 droge stof) opgesplitst in een fysiologisch actieve en inactieve fractie gemeten in een bladzone tot 1 cm van de bladrand van hartbladeren van twee rassen met of zonder symptomen van interne rand één week voor de oogst Tabel 19.Effect van verschillende variabelen op rand. - = zeker geen effect; + = zeker wel effect; 0 = niet waargenomen Tabel 20.Overzicht experimenten binnen WP Tabel 21. Rassenkeuze voor experiment Tabel 22.Rassenkeuze voor experiment Tabel 23.Rassenkeuze voor experiment Tabel 24.Rassenkeuze voor experiment Tabel 25.Rassenkeuze voor experiment Tabel 26.Rassenkeuze voor experiment Tabel 27.Overzicht experimenten binnen WP vii

8 Tabel 28.Rassenkeuze voor experiment Tabel 29.Overzicht van het gemiddeld aantal gietbeurten per kraanvak per dag en het gemiddeld aantal liter gietwater per dag per goot tijdens experiment Tabel 30.Rassenkeuze voor experiment Tabel 31.Theoretische samenstelling van de voedingsoplossingen in mmol/l Tabel 32.Gemiddeld kropgewicht in gram doorheen proef 1501 (g) Tabel 33.Ernst van de randaantasting (randindex, %) doorheen proef Tabel 34.Rassenkeuze voor experiment Tabel 35.Theoretische samenstelling van de voedingsoplossingen in mmol/l Tabel 36.Ernst van de randaantasting (randindex, %) doorheen proef Tabel 37.Rassenkeuze voor experiment Tabel 38.Samenstelling van de voedingsoplossingen gedurende experiment 1901 in mmol/l Tabel 39.Rassenkeuze voor experiment 2004 A Tabel 40.Zaai-, plant- en oogstdata van de verschillende plantingen Tabel 41.Analyseresultaten voedingsoplossing met streefwaarde K/Ca = Tabel 42.Analyseresultaten voedingsoplossing met streefcijfer K/Ca = Tabel 43.Overzicht wortelbeoordeling (wortelgewicht, g) tijdens de teelt voor respectievelijk planting 1, 2, 3 en 4. Deze tabel toont een gemiddelde waarde over de rassen heen Tabel 44.Rassenkeuze voor experiment 2004 B Tabel 45.Overzicht temperatuur irrigatiewater tijdens de teelt ( C) Tabel 46.rassenkeuzen voor proef Tabel 47.Overzicht van het kropgewicht, het wortelgewicht en het percentage gerande kroppen bij de drie opeenvolgende proeven met of zonder gootverwarming via elektrische weerstand Tabel 48.Rassenkeuze voor experiment Tabel 49.Samenstelling van de voedingsoplossingen gedurende experiment 2701 in mmol/l Tabel 50.Evolutie van het kropgewicht (g) tijdens experiment Tabel 51.Evolutie van de aantasting door interne rand (randindex, %) tijdens experiment Tabel 52.Overzicht experimenten binnen WP Tabel 53.Rassenkeuze voor experiment Tabel 54.De berekende samenstelling van de voedingsoplossingen in de vier NFT gotensystemen voor de verschillende macronutriënten (mmol/l) Tabel 55.Samenstelling van de voedingsoplossing in de verschillende NFT eenheden. Wekelijks werd een staal genomen. Waarden uitgedrukt in mmol/l Tabel 56.Rassenkeuze voor experiment 2103 A Tabel 57.Rassenkeuze voor experiment 2103 B Tabel 58.Nutritionele samenstelling van de voedingsoplossing van de voorraadbak in beide NFT eenheden tijdens 2103 B Tabel 59.Rassenkeuze voor experiment Tabel 60.Overzicht oogstbeoordeling. Scoring rand: 0 = geen; 1 = licht; 2 = matig; 3 = zwaar rand. Het kropgewicht van telkens 12 kroppen zit vervat in gewicht 1 en gewicht Tabel 61.Overzicht experimenten binnen WP viii

9 Tabel 62.Rassenkeuze voor experiment Tabel 63.Rassenkeuze voor experiment Tabel 64.De Gewenste voedingsoplossing in de NFT eenheden tijdens experiment Tabel 65.Rassenkeuze voor experiment Tabel 66.Gewasbeoordeling bij de oogst van experiment Tabel 67.Overzicht experimenten binnen WP Tabel 68.Beschrijving van het DFT-floating systeem van Inagro Tabel 69.Rassenkeuze voor experiment Tabel 70.Overzicht experimenten binnen WP Tabel 71.rassenkeuze voor experiment 2901, 3001, en Tabel 72.Overzicht van de plantingen gebruikt tijdens experiment Tabel 73.Overzicht van de plantingen gebruikt tijdens experiment Tabel 74.Overzicht van de plantingen gebruikt tijdens experiment Tabel 75.Overzicht van experimenten niet aan een werkpakket gebonden Tabel 76.Overzicht van de parameterwaarden gebruikt voor de simulatie in Figuur 150 (De Swaef et al., 2013) Tabel 77.Overzicht van de parameterwaarden gebruikt voor de simulaties in Figuur ix

10 LIJST VAN FIGUREN Figuur 1.Schematische voorstelling van de samenhang tussen de werkpakketten (WP) en hun leverbaarheden (LEV) Figuur 2.Algemeen plan van het PSKW met o.a. de serres (gele zone): TIPRELET-experimenten werden aangelegd in de compartimenten 8 of 12, waarin sla in grond geteeld werd en in de compartimenten 13 en 14, waarin sla op mobiele goten geteeld werd. Sommige kleineschaalexperimenten werden ook uitgevoerd op kweektafels, voorzien van een gotensysteem, in de gang van de serre Figuur 3.Algemeen plan van de afdeling Glasgroenten van Inagro: TIPRELET-experimenten werden aangelegd in de compartimenten 7 en/of Figuur 4.Algemeen plan van het PCG: TIPRELET-experimenten werden aangelegd in compartiment 1,3, 5 en Figuur 5.Overzicht van de gebruikelijke waarnemingen vóór, tijdens en na een experiment Figuur 6.Overzicht van de toegekende aantastingsgraden door rand op basis van het aantal necrotische vlekken en de gemiddelde grootte van een necrotische vlek Figuur 7.Aantastingsgraad door interne rand op vier rassen in compartiment 13 van het PSKW waargenomen op 13 januari Figuur 8.Verschillende morfologie van [A] een versnijderijras (Emmerson) en [B] een gewoon kropslaras (Hertog) bij oogst op 27 januari 2010 in PSKW Figuur 9. Proefplan voor rassenproef 0102, de proef vond plaats in compartiment 8 van het PSKW. H = Hertog, C = Centore, B = Brigade Figuur 10.Aantastingsgraad door externe rand waargenomen op drie rassen op 16 maart 2010 in compartiment 7 van Inagro, met standaard temperatuurinstelling Figuur 11. De destructieve groeimetingen tijdens experiment 0103 in compartiment 7: [A] gemiddelde stengeldiameter (SD), [B] gemiddeld versgewicht (FW) en [C] gemiddeld drooggewicht (DW) (n = 5) van drie verschillende rassen: Brigade (groene driehoek), Centore (blauw vierkant) en Hertog (gele cirkel). De zwarte pijl geeft aan wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Figuur 12.Aantastingsgraad door externe rand waargenomen op drie rassen op 16 maart 2010 in compartiment 8 van Inagro Figuur 13.De klimaatgegevens tijdens experiment 0103: [A] kortgolvige straling buiten de serrecompartimenten (R S ), [B] CO 2 -concentratie, [C] de luchttemperatuur (T A ), [D] de relatieve vochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD) in compartiment 7 (rode lijn standaard) en in compartiment 8 (blauwe lijn temperatuursintegratie). De zwarte pijl geeft aan wanneer rand voor het eerst werd waargenomen.. 22 Figuur 14.Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op drie rassen op 15 maart 2010 in compartiment 5 van het PCG Figuur 15.Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op vier rassen op 28 april 2010 in compartiment 13 van het PSKW Figuur 16.Aantastingsgraad door interne rand bij oogst in compartiment Figuur 17.De destructieve groeimetingen tijdens experiment 0203 in compartiment 7: [A] gemiddelde stengeldiameter (SD), [B] gemiddeld versgewicht (FW) en [C] gemiddeld drooggewicht (DW) (n = 5) van drie verschillende rassen: Brigade (groene driehoek), Centore (blauw vierkant) en Hertog (gele cirkel). De zwarte pijl geeft aan wanneer rand voor het eerst werd waargenomen x

11 Figuur 18.De klimaatgegevens tijdens experiment 0203: [A] kortgolvige straling buiten de serrecompartimenten (R S ), [B] CO 2 -concentratie, [C] de luchttemperatuur (T A ), [D] de relatieve vochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD) in compartiment 7 (rode lijn verlaagde RV) en in compartiment 8 (blauwe lijn standaard). De zwarte pijl geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Figuur 19.Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op drie rassen op 14 mei 2010 in compartiment 5 van het PCG Figuur 20.Invloed van het klimaat op de plant in compartiment 8 (grondteelt, blauwe lijn) en in compartiment (NFT gotenteelt, rode lijn) op 4 en 5 september 2010 in PSKW: [A] de intensiteit van fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (T A ), [C] het vochtdeficit gedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD), [D] de windsnelheid (u), [E] het relatieve verloop van de bladdikte (LT) en [F] het relatieve verloop van de stengeldiameter (SD) Figuur 21.Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op twee rassen op 14 september 2010 in compartiment 7 van Inagro, met lage nachtelijke luchtvochtigheid Figuur 22.Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op twee rassen op 14 september 2010 in compartiment 8 van het Inagro, met hogere nachtelijke luchtvochtigheid Figuur 23.Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op twee rassen op 22 september 2010 in compartiment 5 van het PCG Figuur 24.De destructieve groeimetingen tijdens experiment 0403 en 0404: [A] gemiddelde stengeldiameter (SD), [B] gemiddeld versgewicht (FW) en [C] gemiddeld drooggewicht (DW) (n = 5) van twee verschillende rassen: Sintia (driehoek) en Gardia (vierkant) in compartiment 5 (groene symbolen), 7 (rode symbolen) en 8 (blauwe symbolen). De zwarte pijl geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Figuur 25.De klimaatgegevens tijdens experiment 0403 en 0404: [A] kortgolvige straling buiten de serrecompartimenten (R S ), [B] CO 2 -concentratie, [C] de luchttemperatuur (T A ), [D] de relatieve vochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD) in compartiment 7 van het Inagro (rode lijn verlaagde relatieve vochtigheid in tweede teelthelft), in compartiment 8 van het Inagro (blauwe lijn standaard) en in compartiment 5 van het PCG (groene lijn standaard). De zwarte pijl geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Figuur 26.Horizontale projectie (27 x 27 cm) van twee rassen in drie verschillende compartimenten bij oogst Figuur 27.Guttatie op de bladrand van sla Figuur 28.Effect van een gietbeurt op verschillende tijdstippen op [A] het vochtdeficit uitgedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD) in compartiment 7 van het Inagro (rode lijn) en in compartiment 5 van het PCG (groene lijn) en op [B] de geschatte evapotranspiratie met een bodembedekkingsgraad van 100% Figuur 29.Proefopzet van experiment H = Hofnar, M = Mitria. KV = kraanvak Figuur 30.Evolutie van het versgewicht doorheen experiment KV staat voor kraanvak Figuur 31.Gemiddeld percentage ernst van de aantasting door rand (randindex). Het verschil tussen de twee Hofnar teelten is niet groot genoeg om statistisch relevant te zijn. De foutenbalken tonen de standaard error Figuur 32.Randaantasting tijdens experiment G = geen zichtbare symptomen, L = lichte aantasting, M = matige aantasting, Z = zware aantasting. Bovenaan telkens Mitria (M), onderaan Hofnar (H). Van linksboven naar rechtsonder: Planting 1 op kraanvak vijf, planting 2 op kraanvak 4, planting 3 op kraanvak 5, planting 4 op kraanvak 4, planting 5 op kraanvak xi

12 Figuur 33.Kastemperatuur (boven) en VPD (onder) in g/m³ in de periode tussen 11/02/2011 en 18/02/2011 in het belichte en onbelichte compartiment. De eerste rand werd waargenomen op 17/02/ Figuur 34.Concentratie aan vrij calcium in de bladrand van Mitria en Hofnar met en zonder belichting Figuur 35.Aantasting van Gardia door rand tijdens experiment Links wordt telkens het compartiment waarin verneveld werd weergegeven, rechts de controle zonder vernevelaar. G = geen symptomen, L = lichte symptomen, M = matige symptomen, Z = zware symptomen. Geen van de beoordeelde planten waren s ochtends nat Figuur 36.Relatieve luchtvochtigheid tijdens de periode waarin plots veel rand ontstond tijdens experiment De zwarte lijn toont de RV in het controlecompartiment, de witte lijn de RV in het compartiment met vernevelaar Figuur 37.Schematische weergave van de behandelingen die werden toegepast tijdens 1403: het afdekken van de planten (bovenaan) en het ventileren onder de goten (onderaan) Figuur 38.De waarnemingen van het klimaat (5-min gemiddelden) tijdens experiment 1403: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] CO2-concentratie (CO2), [C] luchttemperatuur (Ta), [D] relatieve luchtvochtigheid (RH a ) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD a ) of als dampdichtheid (VDD a ) Figuur 39.Mate van aantasting door interne rand in de verschillende objecten als percentage in de 4 categorieën. G staat voor Gardia, H voor Hofnar, Vroeg voor afdekking vanaf kropvorming, Laat voor afdekking vanaf 1 week voor oogst, Vent voor nachtelijke ventilatie en Contr voor controle Figuur 40.Vers gewicht (A), droog gewicht (B), aantal bladeren (C) en stengeldiameter (D) gemeten op 6 tijdstippen doorheen de teelt voor het ras Gardia. Data geven gemiddelde van 5 planten weer en foutbalken de standaardfout Figuur 41.Vers gewicht (A), droog gewicht (B), aantal bladeren (C) en stengeldiameter (D) gemeten op 6 tijdstippen doorheen de teelt voor het ras Hofnar. Data geven gemiddelde van 5 planten weer en foutbalken de standaardfout Figuur 42.Het gehalte aan vrij calcium in de verschillende objecten bij de oogst. Dit is gemeten in de bladranden van de hartblaadjes afkomstig van 5 kroppen. vroeg staat voor afdekking vanaf kropvorming, laat voor afdekking 1 week voor de oogst, vent voor ventilatie en contr voor controle Figuur 43.Bladdiktevariaties voor de periode van 10/03 tot 17/03 voor twee behandelingen: nachtelijke afdekking en nachtelijke ventilatie. De blauwe zones tonen de periodes aan waarin de behandeling werd toegepast. Opmerking: De schaal voor beide behandelingen is anders Figuur 44.Schematische weergave van het object waar planten werden afgedekt gedurende de nacht tijdens experiment Figuur 45.De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 1603: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] relatieve lucht- vochtigheid (RV) en [D] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale streepjeslijn geeft het tijdstip weer van verschijnen van de eerste symptomen van interne rand Figuur 46.Mate van randaantasting (%) in de verschillende objecten, uitgedrukt als percentage in vier categorieën Figuur 47.Metingen en simulaties van de bladdiktevariaties voor de periode van 26/05 tot 8/06 voor vier behandelingen: [A] Referentie, [B] nachtelijke afdekking en [C] nachtelijke ventilatie Figuur 48.Schematische weergave van beregening onderaan de goten in NFT xii

13 Figuur 49.De micro-klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 1803: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn duidt het tijdstip aan waarop voor het eerst rand werd waargenomen Figuur 50.Mate van randaantasting bij oogst (31/07) in de verschillende objecten als percentage in 4 categorieën (Geen, Licht, Matig en Zwaar) Figuur 51.De concentratie vrij calcium voor de bladrand van jonge bladeren bij de oogst Figuur 52.Voornaamste destructieve metingen tijdens experiment 1803: [A] Verse bovengrondse massa, [B] verse wortelmassa en [C] aantal bladeren gemeten op 6 tijdstippen doorheen de teelt voor de rassen Gardia en Cosmopolia in de verschillende objecten Figuur 53.Bladdiktevariaties gemeten op Cosmopolia voor de behandelingen NFT Controle en NFT Verhoogd voor drie opeenvolgende dagen. De blauwe banden duiden de periode aan waarin de RV actief verhoogd werd in behandeling NFT Verhoogd Figuur 54.Vergelijking tussen de gemeten bladdikte en de bladdikte gesimuleerd op basis van het microklimaat voor het ras Cosmopolia in de behandeling NFT Verhoogd. De blauwe zones duiden de periode aan waarin beregend werd onder de goten Figuur 55.Meting en simulatie van de bladdikte op Cosmopolia in behandeling NFT Controle zonder droogtestress [A] en met droogtestress [B]. De pijlen duiden het begin en einde aan van de droogteperiode Figuur 56.Proefplan voor experiment GK = groeikamer. LVDT = stengeldiametersensor; LC = bladdiktesensor Figuur 57.A. Temperatuur in GK1 (zwart) en GK2 (grijs); B. RV in GK1 (zwart) en GK2 (grijs) Figuur 58.Fotosynthetisch actieve straling in GK1 (zwart) en GK2 (grijs) Figuur 59.Bladdikte gemeten op het ras Halewyn in GK1 (zwart linkse as) en GK2 (grijs rechtse as) Figuur 60.Randbeoordeling op 25 maart GK = groeikamer Figuur 61.Randbeoordeling op 1 april GK = groekamer Figuur 62.Randbeoordeling op 8 april GK = groeikamer Figuur 63.Evolutie van de randaantasting (objectmediaan) in de tijd in groeikamer 1 (lengte dag/nacht = 18h/6h) Figuur 64.Evolutie van de randaantasting (objectmediaan) in de tijd in groeikamer 2 (lengte dag/nacht = 15h/9h) Figuur 65.Evolutie van de randaantasting (mediaan van de objectscore) in de tijd bij planten uit planting Figuur 66.Wortelgewicht bij oogst (H9,10 en 11 zijn planten van het ras Halewyn uit planting 9, 10 en 11 respectievelijk; B9, 10 en 11 zijn planten van het ras Brighton uit planting 9, 10 en 11 respectievelijk. GK1 = korte nacht; GK2 = lange nacht Figuur 67.Kropgewicht van verschillende plantingen in functie van het aantal dagen na planting bij lage (compartiment 13) en hoge gietfrequentie (compartiment 14) tijdens experiment Er werd geen onderscheid gemaakt tussen de rassen bij het opstellen van deze figuur; elk symbool representeert één plant Niet elke planting kon op exact hetzelfde aantal dagen na planting bemonsterd worden. Dit verklaart de spreiding in tijd per staalnamemoment Figuur 68.Randaantasting tijdens experiment Deze figuur toont het voorkomen van rand in planting 5 op kraanvak 2, 3, 4 en 5 respectievelijk van linksboven naar rechtsonder. KV = kraanvak. xiii

14 Bovenaan telkens Cosmopolia (C), onderaan Hofnar (H). G = geen zichtbare symptomen, L = lichte aantasting, M = matige aantasting, Z = zware aantasting Figuur 69.Ca-analyse van de bladrand van planten uit planting 1. Jong = hartbladeren; medium = omhullende bladeren; oud = onderblad. Jong 1 = hartblad van object met K/Ca verhouding van 1,0. 89 Figuur 70.Randbeoordeling in planting 2 (links) op 25/01/2013 en in planting 4 (rechts) op 04/03/ Figuur 71.Kasklimaat tijdens experiment 2004 A. Zwarte lijnen tonen aan wanneer rand werd opgemerkt in plantingen 2, 3 en 4. Onderaan wordt per planting de teeltperiode weergegeven Figuur 72.De bodemtemperatuur tijdens experiment 2004 B Figuur 73.Overzicht randaantasting in Halewyn op 1 en 8 februari Figuur 74.Overzicht randaantasting in Brighton op 1 en 8 februari Figuur 75.Overzicht randaantasting in Gardia op 1 en 8 februari Figuur 76.De relatieve vochtigheid tijdens experiment 2004 B Figuur 77.Gemiddelde kastemperatuur (uurgemiddelde) in het compartiment dat normaal verwarmd werd en het compartiment dat verwarmd werd via een ondernet, experiment Figuur 78.Gemiddeld kropgewicht, percentage wegval door rand, wortelgewicht en pitlengte per ras en per behandeling, experiment Figuur 79.De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 1003: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). Hoge RV: beregening onder de goten; Hoog Ca: verlaagde K/Ca verhouding tijdens de nacht. Alle variabelen behoren tot het microklimaat, behalve de RV, die werd opgemeten midden in de kas Figuur 80.Mate van aantasting door interne randbij de oogst van experiment 1003 in de verschillende objecten als percentage in de 4 scoreklassen (Geen, Licht, Matig en Zwaar) Figuur 81.Evolutie van versgewicht, drooggewicht, aantal bladeren en stengeldiameter tijdens experiment Figuur 82.De microklimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2103 A: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Figuur 83.Gehalte vrij calcium in de rand van hartblaadjes van de verschillende droogtebehandelingen (aangeduid met tijdstip van droogte-inductie) Figuur 84.Symptomen van glazigheid in Gardia(links) en Halewyn (rechts) Figuur 85.Randwaarnemingen voor Hofnar bij de oogst, voor de verschillende droogtebehandelingen in experiment 2103 A. W = weken Figuur 86.Randwaarnemingen voor Hofnar op 7 januari en bij de oogst, voor de objecten met en zonder belichting 5 weken na kropsluiting in experiment 2103 A. W = weken Figuur 87.Bladdikte (mm) van kropsla in verschillende objecten tijdens de droogte 3 weken na planten (bruine zone tussen verticale lijnen). De zwarte pijl geeft weer waar de droogte merkbaar is in de bladdikte Figuur 88.Bladdikte (mm) van kropsla die wel en niet belicht werd gedurende de periode 5 weken na kropsluiting. Gele zone = periode met belichting xiv

15 Figuur 89.Verklaring voor de evolutie van de symptomen van interne rand in experiment 2103 A Figuur 90.Spectrum van de types belichting die in experiment 2103 B werden toegepast. SON-T geeft het spectrum weer van de hogedruk natrium lampen, LED ro/bl van de gebruikte LED modules Figuur 91.Schematische weergave van de gootverwarming in experiment 2103 B. Met behulp van konijnendraad (paarse rechthoek) is een elektrische weerstand (rode cirkel) aan de goot bevestigd Figuur 92.De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2103 B: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] worteltemperatuur (Ts), [C] luchttemperatuur (Ta), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Figuur 93.Uitvergrote weergave van de PAR-instraling tijdens de nacht op plant niveau. LED: sensor geplaatst bij eenzelfde onder de LED-verlichting; SON-T volger: sensor geplaatst bij eenzelfde plant onder de SON-T verlichting; SON-T verplaatst: sensor geplaatst op verschillende plaatsen in het veldje onder de SON-T verlichting; Onder SON-T: sensor geplaatst loodrecht onder dezelfde SON-T lamp Figuur 94.Ogenblikkellijke PAR-instraling ter hoogte van het gewas gedurende de nacht Figuur 95.Gehalte vrij calcium in de randen van hartbladeren van de verschillende objecten bij de oogst van experiment 2103 B. Warm: verwarmde goot; koud: onverwarmde goot Figuur 96.Randwaarnemingen op 7 januari in experiment 2103 B Figuur 97.Randwaarnemingen bij de oogst van experiment 2103 B Figuur 98.Bladdikte van kropsla onder beide lamptypes tijdens experiment 2103 B Figuur 99.Bladtemperatuur in de verschillende objecten van experiment 2103 B. Pijlen geven aan wanneer de belichting aansprong Figuur 100.Wortelgewicht bij de oogst van experiment 2103 B Figuur 101.De relatieve vochtigheid in serre 5 en 6 tijdens experiment Figuur 102.De bodemtemperatuur in serre 5 (watergift s morgens) tijdens experiment Figuur 103.De bodemtemperatuur in serre 6 (watergift s avonds) tijdens experiment Figuur 104.De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2203: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Figuur 105.RV ter hoogte van de planten tijdens de nacht Figuur 106.pH en EC van de voedingsoplossing van de verschillende objecten Figuur 107.Gehalte vrij calcium in de randen van hartbladeren van de verschillende objecten bij de oogst van experiment Figuur 108.Randwaarnemingen op 29 maart Figuur 109.Randwaarnemingen op 2 april Figuur 110.Randwaarnemingen op 8 april Figuur 111.Bremia-aantasting op 8 april Figuur 112.Detailbeeld van de vernevelaar, opgebouwd uit twee sproeiers en een ventilator (boven) en een schematische weergave van compartiment 8 (onder). De blauwe rechthoek geeft de xv

16 vernevelaar weer, de gele rechthoek stelt de standaardventilator voor, die de vochtige lucht (pijlen) over de verschillende productiesystemen trekt Figuur 113.De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2603: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Figuur 114.Uitvergoting van de nachtelijke RV op 10 cm boven de planten tijdens experiment Figuur 115.pH en EC van de voedingsoplossing van de verschillende NFT eenheden tijdens experiment Figuur 116.Kalium en calciumconcentraties (boven) en de K/Ca verhouding (onder) van de voedingsoplossing in experiment hoog: hoge verhouding; laag : lage verhouding Figuur 117.Vrij calcium gehaltes in de 1 cm-rand van de hartbladeren in de verschillende objecten van experiment Op 6 [A] en 10 [B] juni in de verschillende NFT eenheden. Doorheen de tijd van controle planten en planten die droogte ontvingen voor Gardia [C]. Op 10 juni in de grond en DFT [D]. H: hoge RV of K/Ca verhouding; L: lage RV of K/Ca verhouding. x ras = ras in compartiment x Figuur 118.Randwaarnemingen op 29 mei in experiment Figuur 119.Randwaarnemingen op 5 juni in experiment Figuur 120.Randwaarneming van 11 juni (oogst) in experiment Figuur 121.De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2803: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Figuur 122.Uitvergroting van de nachtelijke RV halfweg experiment Figuur 123.Uitvergroting van de nachtelijke RV in de laatste dagen vóór oogst van experiment Figuur 124.Verloop van de ph en EC in de verschillende objecten tijdens de teelt Figuur 125.Randwaarnemingen op 5 september in experiment Figuur 126.Randwaarnemingen op 11 september in experiment Figuur 127.Randwaarnemingen bij de oogst van experiment Figuur 128.Gehalte vrij- en immobiel calcium in de randen van jonge en oude bladeren van de verschillende objecten op 6 september. Jong = hartblad Figuur 129.Gehalte vrij- en immobiel calcium in de randen van hartbladeren van de verschillende objecten bij de oogst Figuur 130.Bladdikte (mm) van kropsla tijdens experiment Figuur 131.De finale TIPRELET-strategie voor randpreventie Figuur 132.Anatomische coupes van een jong slablad met Paraplast of Technovit als inbeddingsmedium Figuur 133.Transversale coupe van de bladrand van een hartblad dat geen symptomen van interne rand vertoonde gekleurd met toluidine-o; dit blad was afkomstig van Gardia plant geteeld in compartiment 5 van het PCG xvi

17 Figuur 134.Een met toluidine-o gekleurde (boven) en een ongekleurde (onder) transversale coupe van de bladrand van hetzelfde hartblad dat symptomen van interne rand vertoonde; dit blad was afkomstig van Gardia plant geteeld in compartiment 7 van het POVLT Figuur 135.Algemene werkwijze voor staalname (boven). De zwarte stippellijn rechts boven geeft weer waar de coupe (onder) is genomen. X: Xyleem; F: Floëem; L: Melksapvat; E: Epidermis; Me: Mesofyl; S: Stomata Figuur 136.Algemene werkwijze voor staalname (boven). De zwarte stippellijn rechts boven geeft weer waar de coupe (onder) is genomen. X: Xyleem; F: Floëem; L: Melksapvat; E: Epidermis; Me: Mesofyl; S: Stomata Figuur 137.Kleuring van een gezond bladstaal met neutraalrood na ontkleuring met scherpstelling op het xyleem (boven) en op het melksapvat (onder) Figuur 138.Kleuring van een gezond bladstaal met ruthenium rood na ontkleuring met scherpstelling op het melksapvat via brightfield (links) en epifluorescentie (rechts) microscopie Figuur 139.De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 1203: [A] zonnestraling (Rs), [B] luchttemperatuur (T), [C] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [D] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD) Figuur 140.Verloop van de EC in de verschillende NFT en DFT eenheden tijdens experiment Figuur 141.Versgewicht bij de oogst van experiment 1203 op de verschillende teeltsystemen Figuur 142.Randaantasting bij de oogst van experiment Figuur 143.Randaantasting bij de oogst van experiment Figuur 144.Evolutie van de ph en EC in het voedingswater van de NFT (rood) en DFT (groen) tijdens experiment Figuur 145.Randaantasting in compartiment 8 bij de oogst van experiment Figuur 146.Percentage gerande kroppen geobserveerd bij oogst tijdens experiment 2901 per oogstdatum. Data van niet bruikbare plantingen, waar alles of juist niets gerand was, worden niet getoond Figuur 147.Percentage gerande kroppen geobserveerd bij oogst tijdens experiment 3001 per oogstdatum Figuur 148.Percentage gerande kroppen geobserveerd bij oogst tijdens experiment 3101 per oogstdatum Figuur 149.Fotosynthetisch actieve straling (PAR; A), luchttemperatuur (T; B), dampdrukdeficit (VPD; C) en gesimuleerde transpiratie (D) van kropsla van 12 februari tot 3 maart 2012 (aangepast van De Swaef et al., 2013) Figuur 150.Vergelijking tussen de gemeten (grijs) en gesimuleerde (zwart) bladdikte (A); de gesimuleerde totale xyleem waterpotentiaal (B) en de gesimuleerde turgordruk (C) tussen 12 februari en 3 maart Het microklimaat en de geschatte transpiratie uit Figuur 149 werden gebruikt als input data (aangepast van De Swaef et al., 2013) Figuur 151.Gemeten (zwart) en gesimuleerde (grijs) bladdikte in object 8.1 tijdens experiment 2803 (A); Gesimuleerde (grijs) en gemeten (zwart) totale xyleem waterpotentiaal in object 8.1 tijdens experiment 2803 (B); Gemeten (zwart) en gesimuleerde (grijs) bladdikte in object 7.2 tijdens experiment 2803 (C); Gesimuleerde (grijs) en gemeten (zwart) totale xyleem waterpotentiaal in object 7.2 tijdens experiment 2803 (D) Figuur 152.Vochtdeficit gemeten boven het gewas in object 8.1 (groen) en object 7.2 (rood). De pijlen duiden aan waar het broezen startte xvii

18 Figuur 153.Vergelijking tussen het thermaal (A) en visueel (B) beeld van een kropsla. De witte markeringen duiden zones aangetast door rand aan Figuur 154.Vergelijking tussen de temperatuur van de aangetaste en de niet-aangetaste bladzones. Een positief temperatuursverschil duidt op een hogere temperatuur van de door rand aangetaste zones Figuur 155.Illustratie van tijdsafhankelijke temperatuursverschillen in een krop als gevolg van instraling, richting van de instraling en bladoriëntatie Figuur 156.Effect van gootverwarming op de planttemperatuur tijdens de nacht (A) en tijdens de dag (B) Figuur 157.Thermaal beeld van kropsla groeiend onder SON-T belichting (A) en LED-belichting (B) tijdens experiment 2103B xviii

19 Hoofdstuk 1. Inleiding HOOFDSTUK 1. INLEIDING 1.1. PROJECTSAMENVATTING Rand is de belangrijkste fysiogene afwijking bij bladgroenten, waarbij necrose optreedt aan de bladranden. Meer specifiek vormt deze afwijking een continue bedreiging tijdens de teelt van sla (Lactuca spp.) en andijvie (Cichorium endivia). Bij de traditionele teelt van serresla (of groene botersla ), slagen telers er nog redelijk goed in het randprobleem onder controle te houden, door hun rassenkeuze, watergiftstrategie en klimaatregeling. De door de telers toegepaste beheersingsstrategie voor rand bij kropsla is echter empirisch ontwikkeld, steunend op jarenlange praktijkervaring. Bij de omschakeling naar innovatieve teelttechnieken of -systemen blijken de traditionele beheersingsstrategieën veel minder of niet effectief te zijn. Dit is in extreme mate het geval bij de grondloze teelt van kropsla: de uitval door rand stijgt hierbij naar ongeveer 50%. Daarnaast bemoeilijkt rand de uitbreiding van alternatieve bladgewassen, die economisch noodzakelijk is voor de diversificatie van de bladgroentesector. Zowel bij krulandijvie als bij nieuwe slatypes, die geschikt zijn voor versnijderij (bijv. multileaf) blijken de traditionele maatregelen ontoereikend. Samenvattend kan gesteld worden dat rand een bedreiging vormt voor de toekomstige ontwikkelingen in de Vlaamse bladgroentesector en voor de economische duurzaamheid ervan. Hoewel rand al decennia lang door de wetenschappelijke wereld bestudeerd wordt, werd er nog geen beredeneerde strategie ontwikkeld om rand te voorkomen. Diverse publicaties associëren rand met een calciumgebrek in jonge ontwikkelende bladeren, dat mogelijks veroorzaakt wordt door een gebrekkige transpiratie en/of een te hoge groeisnelheid. De beschikbare wetenschappelijke studies zijn echter vaak ontoereikend en bovendien is er nog weinig gekend over de onderliggende (eco)fysiologische processen, die uiteindelijk resulteren in necrose van de bladranden. Het project TIPRELET - TIPburn PREvention of LEttuce Types - probeert deze wetenschappelijke hiaten in te vullen door een innovatieve benadering van de randproblematiek, waarbij het dynamisch gedrag van slaplanten als respons op hun omgeving centraal staat. Nieuwe of verbeterde onderzoekstechnieken zullen aangewend worden, die tot hiertoe nog niet werden toegepast in het onderzoek naar rand. Voorbeelden hiervan zijn een model voor de inschatting van de transpiratie van kropsla en een online monitoringsysteem voor de groeisnelheid, ontwikkeld door de projectaanvrager, Inagro, en de universitaire onderzoekspartner UGent-PE (Labo Plantecologie) in opeenvolgende IWTprojecten. Ook de bepaling van bladverdampingsgradiënten via beeldanalyse zal voor deze studie worden toegepast. Voor de toepassing van hedendaagse technieken voor biochemische en anatomische studie wordt beroep gedaan op de expertise van de universitaire partner UGent-Tb (Labo voor In Vitro Biologie en Tuinbouw). Om tot een praktijkgerichte oplossing voor de randproblemen te komen, worden diverse experimenten aangelegd in de drie belangrijkste proefcentra in Vlaanderen met expertise in bladgroenten: Inagro, PCG en PSKW, resp. in West-, Oost-Vlaanderen en Antwerpen. Hierbij zal aan de hand van een nauwgezette visuele beoordeling van rand een precieze identificatie van de verschillende randtypes worden gemaakt. Daarnaast zullen enkele commercieel inzetbare biosensoren, zoals bladdikte- en stengeldiametersensoren, op de planten geïnstalleerd worden om het gedrag van de planten op mogelijke alternatieve teeltstrategieën te onderzoeken. Op die manier zal bepaald worden welke factoren, zowel in het blad- als in het wortelmilieu, een belangrijke invloed hebben op de ontwikkeling van rand. 1

20 Finaal wordt op basis van de nieuw verworven kennis betreffende het proces van randontwikkeling en de beïnvloedende factoren een strategie uitgewerkt, geoptimaliseerd en gevalideerd voor beredeneerde preventie van rand. Deze strategie moet toelaten in de toekomst rand tegen te gaan bij verschillende soorten bladgewassen, en in verschillende teeltwijzen PROJECTSITUERING Rand is de algemeen gebruikte benaming voor necrose die optreedt aan de randen van bladeren. Deze fysiogene afwijking is vooral van belang bij bladgroenten, omdat hierbij het te vermarkten plantendeel wordt beschadigd. De beschadigde bladeren worden al snel secundair aangetast door diverse parasitaire organismen, waardoor snel bederf optreedt in het handelskanaal. De belangrijkste maatregel, die groentetelers tot nu toe nemen om het risico op aanzienlijke verliezen door rand te vermijden, is het kiezen van minder gevoelige soorten en rassen. Kropsla (botanische naam: groene botersla Lactuca sativa L. var. capitata), werd mede hierdoor de belangrijkste bladgroente in Vlaanderen met een geschatte jaarlijkse uitval door rand van slechts 4% van de kroppen. Krulandijvie, echter, kan slechts door enkele telers met succes onder glas geteeld worden. Ook bepaalde nieuwe groenten, zoals multileaf -sla, dat beloftevol is voor de versnijderij, zijn eveneens zeer moeilijk randvrij te telen, waardoor hun verspreiding beperkt wordt. Rand betekent dus een sterke rem voor de economisch noodzakelijke diversificatie van de sector. De huidige door de telers toegepaste beheersingsstrategieën voor rand zijn empirisch ontwikkeld, via een jarenlange overdracht van praktijkervaringen in opeenvolgende generaties van telers. Bij de omschakeling naar innovatieve teelttechnieken blijken diezelfde teeltstrategieën veel minder of niet effectief te zijn. Dit is in extreme mate het geval bij de grondloze teelt van kropsla: de uitval door rand stijgt hierbij naar ongeveer 50%. Een gelijkaardige toename van de opbrengstverliezen door rand valt te verwachten bij de teelttechnische aanpassingen voor het bekomen van sla geschikt voor versnijderij: het vereiste hoger ventilatievoud voor het bekomen van hardere slabladeren laat niet toe de traditionele strategie voor randbeheersing toe te passen. Teelttechnische innovaties, die vaak een meer duurzame teeltwijze beogen of die vanuit de voedingsindustrie worden geëist, worden dus eveneens door rand afgeremd. Indien de Vlaamse tuinbouw in de toekomst klaar wil zijn voor de opname van nieuwe bladgroenten om het aanbod te diversifiëren, of voor de overschakeling naar innovatieve teelttechnieken, dan is een diepgaand inzicht in het proces van randvorming en een hierop gesteunde preventieve teeltstrategie voor randbeheersing een strikte voorwaarde. Het is dan ook frapperend dat voor een probleem als rand, dat al meer dan 100 jaar als een van de belangrijkste fysiogene afwijkingen bij bladgewassen wordt erkend, nog steeds geen beredeneerde, wetenschappelijk ondersteunde beheersingsstrategie bestaat. Een opportuniteit voor een doorbraak in de bestaande wetenschappelijke kennis van rand, is de ontwikkeling van nieuwe biosensoren, die toelaten plantenkenmerken zoals bladdikte, bladtemperatuur en stengeldiameter automatisch op te volgen. Dergelijke plantenkenmerken werden tot hiertoe niet in het onderzoek naar rand betrokken. In twee opeenvolgende IWT projecten in verband met fytomonitoring (IWT/ en IWT/040665) deden Inagro en UGent-PE een ruime ervaring op met het gebruik van biosensoren, en speciaal voor kropsla ontwikkelden zij in project IWT/ een mogelijkheid voor online monitoring van de groeisnelheid. Deze biosensoren zijn tevens op termijn inzetbaar in praktijkbedrijven. Detectie van en onderzoek naar rand behoorden echter niet tot de doelstellingen van het hiervoor vermelde IWT- 2

21 Hoofdstuk 1. Inleiding project. Voor de studie van de relatie tussen rand en plantenkenmerken zijn bijgevolg geen bruikbare datasets beschikbaar. De directe doelgroep van dit project zijn dus de telers van diverse sla- en andijviesoorten. De bekomen kennis zal mogelijks ook toepasbaar zijn op alle gewassen waarbij problemen optreden van weefselnecrose, zoals bijv. broccoli (schermrot), tomaat (neusrot), en peterselie (glazigheid) OVERZICHT WERKPROGRAMMA In dit project wordt concreet toegewerkt naar een voor de telers bruikbare oplossing van het randprobleem. Om tot een preventieve teeltstrategie te komen, die gebaseerd is op een groter inzicht in het gedrag van de planten, wordt de IDEAL-probleemoplossingsmethode gevolgd. Identification = het vaststellen dat rand tot aanzienlijke economische verliezen of beperkingen leidt en dat de gebruikelijke teeltstrategieën niet toepasbaar zijn bij innovatieve teeltwijzen of nieuwe gewastypes. Definition = het anatomisch en fysiologisch definiëren van de mogelijks verschillende randfenomenen, waarbij onderzocht wordt welke processen aan de basis liggen van deze afwijking(en). Exploring = het zoeken naar verschillende mogelijke teeltstrategieën om rand te voorkomen aan de hand van de bepaling van een combinatie van de meest belangrijk omgevingsfactoren die de onderliggende processen beïnvloeden. Acting = het evalueren van verschillende alternatieve strategieën om rand te voorkomen, waarbij zowel het klimaat als de wortelomgeving gecontroleerd worden op basis van de nieuwe inzichten. Looking back = het valideren van de preventieve teeltstrategie(en). De problemen rond rand werden door de Vlaamse proefcentra, die actief zijn in het onderzoek naar bladgewassen, erkend en intensief besproken met de universitaire partners. De eerste fase van de aanpak tot probleemoplossing ( Identification ) is met andere woorden voltooid en resulteerde in het voorliggende projectvoorstel, waarin verder naar een praktijkgerichte oplossing toe gewerkt wordt. De voorgestelde aanpak zal concreet ingevuld worden aan de hand van vier werkpakketten (WP), voorgesteld in Figuur 1. Aangezien de beschikbare wetenschappelijke literatuur vaak ontoereikend is om het probleem te karakteriseren, wordt in WP1 bijkomende praktijkinformatie verzameld. Dit omvat in eerste instantie een nauwkeurige en gedetailleerde symptoombeschrijving om de eventueel verschillende randtypes te onderscheiden. In tweede instantie moet WP1 de richting aangeven waarin de oorzaak van rand moet gezocht worden. Vervolgens zullen verschillende experimenten op een efficiënte en doordachte manier aangelegd kunnen worden om de onderliggende (eco)fysiologische processen op cellulair en plantniveau te ontrafelen (= Definition ). Bij deze experimenten zal er onderscheid gemaakt worden tussen behandelingen die het klimaat beïnvloeden (WP2) en behandelingen die ingrijpen in de wortelomgeving (WP3). De interactie van beide types behandelingen zal worden bestudeerd in WP4. Op basis van de resultaten van de experimenten in WP2, WP3 en WP 4 zal een voorlopige TIPRLET teeltstrategie voor de preventieve van rand vooropgesteld worden ( Exploring en Acting ). In WP5 zal de voorlopige TIPRELET-strategie worden gevalideerd in de proefcentra ( Looking back ) en waar nodig worden geoptimaliseerd. Hierna kan deze praktijkgerichte teeltstrategie geïmplementeerd worden in praktijkbedrijven. Om dit te stimuleren wordt een speciale websitemodule aangemaakt die zal worden aangeboden via de websites van de deelnemende praktijkcentra. 3

22 4 IWT-LandbouwOnderzoeksproject Tussentijds verslag Bestaande wetenschappelijke kennis - WP1 MONITORING van RAND in PRAKTIJK LEV1 - DATASETS klimaat + beoordeling cultivars - DEFINITIE mogelijke randtypes - HYPOTHESE over onderliggende ecofysiologische processen WP2 STUDIE van de invloed van BOVENGRONDSE factoren op RAND WP3 STUDIE van de invloed van factoren in het WORTELMILIEU op RAND LEV2 - INZICHT in (ECO)FYSIOLOGISCHE PROCESSEN - Preventieve strategieën m.b.t. het KLIMAAT LEV3 - INZICHT in (ECO)FYSIOLOGISCHE PROCESSEN - Preventieve strategieën m.b.t. het WORTELMILIEU WP4 STUDIE van INTERACTIEVE invloed van BOVENGRONDSE factoren en WORTELMILIEUFACTOREN op RAND WP5 VALIDATIE en OPTIMALISATIE van de TIPRELET strategie LEV4 TIPRELET TEELTSTRATEGIE om RAND te VOORKOMEN FREQUENTE OVERDRACHT van kennis naar de Vlaamse bladgroentetelers en naar de academische wereld Figuur 1. Schematische voorstelling van de samenhang tussen de werkpakketten (WP) en hun leverbaarheden (LEV). 4

23 Hoofdstuk 1. Inleiding Om nog meer inzicht te krijgen in de achterliggende oorzaak op anatomisch vlak werd in 2011 een aanvulling op de projectaanvraag ingediend. Hierin bevonden zich 2 werkpakketten. In het eerste werkpakket (WP 6 Vastleggen van de directe oorzaak van rand) zal, vertrekkend van de reeds opgedane anatomische kennis, verder gezocht worden naar de processen die rand veroorzaken op cellulair niveau. In het tweede werkpakket (WP 7 Effect van een DFT-floating systeem op het voorkomen van rand) zal de invloed van een DFT-systeem (Deep Film Technique) op rand onderzocht worden. Dit systeem vereist minder kapitaal dan het gebruikelijke NFT systeem (Nutriënt Film Technique) en zou minder problemen hebben met rand. In 2013 werd een tweede aanvulling op de projectaanvraag ingediend. Hierin werd één werkpakket opgenomen: WP8 Invloed van calciumbespuitingen op het voorkomen van rand. Dit werkpakket zal de relatie onderzoeken tussen bladbespuitingen met calcium, een sleutelelement in het randverhaal, en het optreden van rand 1.4. STANDAARD EXPERIMENTELE PROEFOPZET Tenzij anders vermeld bij de proefspecifieke beschrijving van materiaal en methoden, werd altijd uitgegaan van een standaard proefopzet. Voor deze proefopzet wordt teruggekeken naar praktijkomstandigheden, hetgeen ook de extrapolatie van de projectresultaten naar de praktijk sterk zal vereenvoudigen Beschrijving van de proeflocaties De experimenten werden uitgevoerd op drie verschillende locaties, nl. het PSKW (N: 51 5, O: 4 32 ), Inagro (N 50 54, O 3 7 ) en het PCG (N: 50 56, O: 3 32 ). Een algemeen plan van het PSKW, Inagro en het PCG met aanduiding van de compartimenten waarin TIPRELET-experimenten aangelegd werden, worden respectievelijk weergegeven door Figuur 2, Figuur 3 en Figuur 4. Gedetailleerde informatie over de compartimenten waarin sla in grond geteeld werd, wordt vermeld in Tabel 2, terwijl Tabel 3 meer informatie geeft over de hydrocultuurinstallaties op goten in het PSKW, Inagro en het PCG Figuur 2. Algemeen plan van het PSKW met o.a. de serres (gele zone): TIPRELETexperimenten werden aangelegd in de compartimenten 8 of 12, waarin sla in grond 5 geteeld werd en in de compartimenten 13 en 14, waarin sla op mobiele goten geteeld werd. Sommige kleineschaalexperimenten werden ook uitgevoerd op kweektafels, voorzien van een gotensysteem, in de gang van de serre.

24 7 8 Figuur 3. Algemeen plan van de afdeling Glasgroenten van Inagro: TIPRELET-experimenten werden aangelegd in de compartimenten 7 en/of Figuur 4. Algemeen plan van het PCG: TIPRELET-experimenten werden aangelegd in compartiment 1,3, 5 en 6. Tabel 1. Kenmerk Beschrijving van de compartimenten van het PSKW, Inagro en het PCG, waarin sla in grond werd geteeld. Proeflocatie PSKW Inagro 1 PCG 6

25 Hoofdstuk 1. Inleiding SERRECOMPARTIMENT nummer 8 en 12 7 en 8 3, 5 en 6 afmetingen (m) (L x B x H) 30 x 24 x x 16 x 4 24,5 x 16 x 4 teeltoppervlakte (m 2 ) grondsoort licht zandleem zandleem zandleem KLIMAATSTURING controlesysteem Hortimax Intégro (Priva) Intégro (Priva) belichting watergift bovenberegening bovenberegening bovenberegening CO 2-bemesting 2 CO 2-branders injectie van zuivere CO 2 op 1 centraal punt mechanische ventilatie 1 CO 2-brander 2 ventilatoren - ventilatoren in de wand ter hoogte van het gewas verwarming bovennet 1 CO 2-brander 1 Vanaf 1 mei 2011 werd de helft van deze compartimenten voorzien van hydrocultuursystemen. Tabel 2. Beschrijving van de compartimenten van het PSKW, Inagro en het PCG, waarin sla in mobiele goten geteeld kan worden. Kenmerk SERRECOMPARTIMENT Proeflocatie PSKW Inagro 1 PCG nummer 13 en 14 7 en 8 1 Afmetingen (m) (L x B x H) GOTEN 20 x 12 x x 16 x x 16 x 4 aantal kraanvakken aantal goten per kraanvak aantal planten per goot helling (%) KLIMAATSTURING controlesysteem Hortimax Intégro (Priva) Intégro (Priva) belichting 15 x 4000 lux - 22 x 600 Watt luchtbevochtiger 1 vernevelaar 1 beregeningsysteem per kraanvak - CO 2-bemesting 2 CO 2-branders injectie van zuiver CO 2 op centraal 1 punt mechanische ventilatie 2 ventilatoren - - verwarming Bovennet Bovennet buisverwarming WATERGIFT aantal watercircuits waterzuivering zandfilter + geactiveerde kool In deze compartimenten is de helft voorzien van hydrocultuursystemen; in de andere helft blijft grondteelt mogelijk Naast experimenten uitgevoerd op de proefstations werden enkele experimenten uitgevoerd in het laboratorium voor plantecologie aan de UGent (N 51 3, O 3 42 ). Meestal betrof dit technische experimenten die dienden voor de kalibratie van de veelheid aan sensoren die op de proefstations werden gebruikt. - 7

26 Eenmalig werd wel een experiment uitgevoerd in de groeikamers van het laboratorium voor plantecologie. In deze kamers werd een gotensysteem ingebouwd. De groeiomstandigheden worden beschreven in Tabel 3. Tabel 3. Beschrijving van de groeikamers van het UGent-PE, waarin sla in mobiele goten geteeld kan worden. Kenmerk GROEIKAMER Proeflocatie UGent-PE nummer 1 en 2 Afmetingen (m) (L x B x H) GOTEN 2 x 1.5 x 2 aantal kraanvakken 1 aantal goten per kraanvak 4 aantal planten per goot 6 helling (%) 1 KLIMAATSTURING controlesysteem belichting luchtbevochtiger labview 1 vernevelaar CO 2-bemesting - mechanische ventilatie 1 ventilator + koeling verwarming - WATERGIFT aantal watercircuits 1 waterzuivering Standaard waarnemingen Bijgevoegd schema (Figuur 5) geeft een overzicht van de uitgevoerde waarnemingen. Tenzij tijdens een bepaald experiment een gebrek was aan sensoren, tijd of plantmateriaal werd de gehele set van waarnemingen tijdens elk experiment zo volledig mogelijk uitgevoerd Visuele waarnemingen Tijdens de gangbare rassenproeven geeft een persoon bij oogst een globale score aan een groep planten. Deze manier van beoordelen is echter subjectief en de bekomen informatie is voor dit project ontoereikend. Daarom werden de observaties van randsymptomen als volgt geobjectiveerd. Van elke individuele plant werden het aantal en de gemiddelde grootte van de necrotische vlekken genoteerd, evenals de bladeren waarop deze vlekken werden waargenomen. Op basis van deze informatie werd voor elke plant een aantastingsgraad toegekend volgens de matrix in Figuur 6. Deze methode liet toe om naast eventuele rassenverschillen ook ruimtelijke gradiënten in randaantastingen te registreren. Verschillende randtypes kunnen onderscheiden worden op basis van de locatie op de plant waar de necroses zichtbaar zijn. Externe rand of droogrand treedt op in oudere bladeren en wordt er veroorzaakt wanneer de verdamping groter is dan de aanvoer van water. Interne rand of rand treedt op in de jonge hartbladeren en wordt in Vlaanderen naargelang de aard van de symptomen opgesplitst in 8

27 Hoofdstuk 1. Inleiding drie subtypes: gewoon rand, nerfrand en stippelrand. In WP 1 worden zowel interne als externe rand gescoord om de verschillen beter af te lijnen. In de latere werkpakketten ligt de focus enkel nog op interne rand. Waar wenselijk werden de individuele plantscores per object omgerekend tot een randindex. Hiertoe kreeg de score licht een waarde van 1, matig een waarde van 2, en zwaar een waarde van 3. De randindex is dan gelijk aan de som van de individuele plantscores, uitgedrukt in procent van de maximaal mogelijke score, zijnde het totaal aantal planten x 3. ph en EC van de voedingsoplossing vóór het planten tijdens het planten tijdens de teelt opmaken proefplan kalibratie sensoren beoordelen plantgoed dagelijks visuele waarnemingen indien nodig foto s nemen anatomische coupes biochemische analyse 6 keer gedurende de teelt stengeldiameter bij oogst traditionele waarnemingen versgewicht drooggewicht Ca-analyse staal voedingsoplossing continue metingen metingen van het serreklimaat metingen van het microklimaat metingen van plantfysiologie foto s voor bodembedekkingsgraad wortelgewicht aantal bladeren Pitlengte Figuur 5. Overzicht van de gebruikelijke waarnemingen vóór, tijdens en na een experiment. Gemiddelde grootte (mm) Aantal vlekken (-) < > 6 1 lichte aantasting lichte aantasting matige aantasting matige aantasting 1-5 lichte aantasting matige aantasting matige aantasting zware aantasting 5-10 matige aantasting matige aantasting zware aantasting zware aantasting > 10 matige aantasting zware aantasting zware aantasting zware aantasting Figuur 6. Overzicht van de toegekende aantastingsgraden door rand op basis van het aantal necrotische vlekken en de gemiddelde grootte van een necrotische vlek. 9

28 Cellekkagetesten Cellekkage is een indicator van fysiologische schade op weefselniveau. De lektest laat toe membraanschade te bepalen op basis van metingen van elektrische geleidbaarheid (EC). Hiervoor werden 10 bladponsjes van ongeveer 0,8 cm 2 in 20 ml gedestilleerd water gebracht en gedurende 24 h bij kamertemperatuur bewaard. Daarna werd een eerste EC-meting (EC 1 ) uitgevoerd. De stalen worden vervolgens gedurende 15 min geautoclaveerd bij 110 C. Na afkoeling wordt de EC opnieuw gemeten (EC 2 ) en de maat voor cellekkage als volgt bepaald: EC cellekkage Vgl. 1 EC Groeibepalingen Om de invloed van de groeisnelheid op het optreden van rand te kunnen nagaan, werden destructieve metingen uitgevoerd. Daartoe werden op regelmatig tijdstippen 5 kroppen per ras geoogst: in de winter om de 14 dagen en in de zomer om de 7 dagen vanaf de plantdatum. Van deze kroppen werd naast het versgewicht ook het drooggewicht, de diameter van het snijvlak, de pitlengte en het aantal bladeren bepaald. Omdat uit inzichten bleek dat de wortels een grote rol spelen in de randontwikkeling en -preventie, werd sedert juli 2012 ook de wortelmassa bepaald bij planten van het MGS en het DFTfloating systeem. Dit gebeurde door weging van alle wortelmassa die zich bevond buiten de perspot. Deze werd hiertoe afgesneden langsheen de perspotwanden Calcium analyse Calciumanalyses werden uitgevoerd op bladeren, die driemaal met gedestilleerd water gespoeld werden en die daarna eventueel opgesplitst werden in verschillende bladdelen, zoals de bladrand, de hoofdnerf en het tussenliggende gedeelte. De bladstalen werden vervolgens gedroogd bij 60 C en daarna naar het Provinciaal Laboratorium van West-Vlaanderen gebracht. Daar werden de stalen gemalen tot een fijn poeder, waarvan 500 mg in 17,5 ml ijsazijn (14 M) werd gebracht. Aangezien calciumoxalaat niet oplosbaar is in ijsazijn, wordt verondersteld dat enkel fysiologisch actief calcium in het supernatans aanwezig is. De neerslag, die dus het fysiologisch inactief calcium bevat, werd vervolgens in 25 ml zoutzuur (0,25 M) gebracht, waardoor de resterende calciumfractie in oplossing gaat en verder kan geanalyseerd worden. De calciumconcentratie in deze twee fracties werd tenslotte bepaald door middel van inductief-gekoppeld-plasma atomaire-emissie spectrometrie (ICP-AES). Klimaat Monitoring van de plantomgeving In elk serrecompartiment wordt standaard de luchttemperatuur, de luchtvochtigheid en de CO 2 - concentratie opgevolgd. De kwaliteitscontrolesystemen in elk proefcentrum voorzien een jaarlijkse controle van deze klimaatsensoren. Naast de standaarduitrusting werden bijkomende klimaatsensoren geïnstalleerd. In het bijzonder werden de intensiteit van de netto-straling en de fotosynthetisch actieve straling gemeten om de evapotranspiratie te kunnen schatten (zie paragraaf ). Daarnaast werden ook bijkomende luchttemperatuurmetingen uitgevoerd om eventuele temperatuurgradiënten te registreren. Tenslotte werd ook de windsnelheid gemeten om de luchtverplaatsingen in een serre met grondteelt en een serre met gotenteelt te vergelijken. Tabel 5 geeft een overzicht van alle gebruikte sensoren voor het opmeten van het microklimaat alsook voor het meten van bodem- en planteigenschappen. 10

29 Hoofdstuk 1. Inleiding Bodem In de wortelomgeving werden de bodemtemperatuur en de matrixpotentiaal, d.i. een maat voor de waterbeschikbaarheid in de bodem, opgevolgd (zie Tabel 5). De bodemtemperatuur werd gemeten op een diepte van 3 cm. Naast de automatische metingen werd vanaf de tweede reeks rassenproeven ook systematisch een bodemstaal vóór en na de teelt genomen en geanalyseerd door de Bodemkundige Dienst van België. Op basis van de eerste analyse werd op een oordeelkundige manier bemest, zodat een calciumtekort in de bodem uitgesloten kon worden. Omdat ook een hoog zoutgehalte in de bodem het ontstaan van randsymptomen in de hand kan werken, werd ook de EC (elektrische geleidbaarheid) van de bodem frequent gemeten. In de rassenproeven winter- en late-lente werden deze metingen uitgevoerd door de afzonderlijke projectpartners. De methode om de elektrische geleidbaarheid te bepalen was echter niet volledig identiek. Resultaten van een interne test bij het Provinciaal Laboratorium van West-Vlaanderen (Tabel 4) toont aan dat een klein verschil in de methode een belangrijk effect kan hebben op de metingen. Daarom werd vanaf de rassenproef zomer besloten om de stalen op de verschillende locaties in te vriezen en gelijktijdig te laten analyseren op het Provinciaal Laboratorium van West-Vlaanderen. Tabel 4. Elektrische geleidbaarheid ( S cm -1 ) van drie bodemstalen bepaald na toepassing van verschillende schudmethodes. Schudtechniek manueel toestel A toestel A toestel B Schudperiode 2 min 2 min 2 h 2 h Staal Staal Staal Voedingsoplossing In de gotenteelten werden de zuurtegraad, het zoutgehalte en de chemische samenstelling van de voedingsoplossing wekelijks opgevolgd en indien nodig bijgestuurd. Evapotranspiratie Monitoring van de plant Het schatten van transpiratie gebeurde op basis van het Penman-Monteith model (Pollet et al., 2001). Dit model vereiste frequente metingen van de bodembedekkingsgraad aan de hand van horizontale projecties van het gewas en het eenmalig vastleggen van de cultivarafhankelijke relatie tussen de gemiddelde stomatale weerstand en een klimaatsvariabele (vnl. straling). Als input voor dit model waren automatische metingen van de bladtemperatuur, de luchtvochtigheid, de netto-straling en de fotosynthetisch actieve straling noodzakelijk. Bladdikte Als recent ontwikkelde techniek werd in dit project ook de bladdikte opgevolgd, als maat voor het watergehalte of de waterpotentiaal en dus de waterstatus van de bladeren en plant. Deze sensor werd in dit project voor het eerst op sla geïnstalleerd. Na een positieve test aan UGent Labo Plantecologie, werden bijkomende sensoren aangekocht en geïnstalleerd in diverse experimenten. 11

30 Door de gemeten bladdikte te vergelijken met de bladdikte gesimuleerd met een mechanistisch plantmodel a.d.h.v. het microklimaat en de bladtemperatuur, kunnen afwijkende situaties worden onderscheiden. Een afwijking tussen de gesimuleerde bladdikte onder optimale condities en de gemeten bladdikte kan een indicatie geven over stress of suboptimale groei. Een voorbeeld hiervan is de detectie van droogtestress, die kan herkend worden wanneer de werkelijke bladdikte onder de gesimuleerde ligt, of de bladdikte een sterkere krimp vertoont dan de simulatie. Daarenboven werd gehoopt om met behulp van bladdiktemetingen ook een inschatting te kunnen maken van de aanwezigheid van worteldruk. Recent gebeurde dit bij tomaat op basis van stengeldiameter- en sapstroommetingen (De Swaef et al., 2013).. Indien de werkelijke bladdikte tijdens de nacht boven de gemodelleerde ligt, kan dit namelijk te wijten zijn aan worteldruk. Worteldruk is een druk die de wortels opbouwen in het vasculair systeem van de plant tijdens perioden waarin de transpiratie (nagenoeg) afwezig is, en dus in hoofdzaak s nachts. Door de actieve opname van nutriënten ter hoogte van de wortels, vindt een osmotische aanzuiging van water plaats die leidt tot het ontstaan van een positieve drukcomponent in het xyleem in de wortel. Deze druk kan zich dan verder verspreiden in het xyleem. Worteldruk vormt aldus een bijkomend opwaarts transportmechanisme, wanneer de transpiratie afwezig is. Onder normale (transpirerende) omstandigheden gebeurt het transport in de xyleemvaten voornamelijk naar de transpirerende plantendelen. Worteldruk zal het water en de mineralen echter in gelijke mate naar alle plantendelen sturen. Net daarom is worteldruk binnen het randverhaal een belangrijk aspect. Bij kropsla zal worteldruk ook calcium tot in de niet transpirerende hartbladeren brengen. Hier kan het calcium dan ingebouwd worden in de celwanden met een lagere randgevoeligheid als gevolg. Stengeldiameter Voortbouwend op de ervaringen van Inagro en UGent Labo Plantecologie in het Sprekende Plant - project ontwikkelde Grow@Science een tweede prototype van een stengeldiametersensor voor sla. Dit prototype bestaat echter uit twee gekoppelde verplaatsingsopnemers, zodat de kostprijs van een dergelijk type niet gering is. In het kader van mogelijke valorisatie werd daarom nagedacht over een derde prototype met slechts één verplaatsingsopnemer. Anno 2013 is dit intussen mogelijk, maar wel heeft deze Solartron LVDT een kleinere range. Omdat het bedrijf Grow@Science in 2012 in faling ging, en omdat het onderzoek aantoonde dat de groeisnelheid een minder grote rol speelde bij het veroorzaken van rand dan aanvankelijk werd gedacht, werd in het TIPRELET niet verder gewerkt aan de ontwikkeling van een meer optimale sensor voor online meting van de stengeldiameter. Voor bepalen van de plantwaterstatus bleek de bladdiktesensor trouwens meer geschikt (zie vorige paragraaf). Tabel 5. Overzicht van de gebruikte sensoren om data van het microklimaat en de plantenfysiologie op te meten. MEETVARIABELE SENSOR naam afkorting eenheid type producent betrouwbaarheid KLIMAAT netto-straling R N W m -2 NR LITE netradiometer Kipp & Zonen, Delft, Nederland ± 5% fotosynthetisch actieve straling PAR mol m - 2 s -1 Li-190-SZ quantumsensor LI-COR Inc., Lincoln, Nebraska, USA ± 5% 12

31 Hoofdstuk 1. Inleiding luchttemperatuur T A C type T thermokoppel Omega Engineering Inc., Stamford, Connecticut, USA ± 0,3 C Relatieve vochtigheid RV % windsnelheid u m s -1 MW-22 wind sensor Mierij Meteo B.V., De Bilt, Nederland ± 0,5 m s -1 PLANT bladtemperatuur T L C IRt/c-K-80F/27C thermokoppel Exergen Co., Watertown, Massachusetts, USA ± 0.3 C bladdikte LT m Leaf-Sen bladdikte sensor Leaf-Sen Irrigation System Ltd., Petach Tikva, Israël ± 5 m + 0,66 m.k -1 stengeldiameter SD m koppel AX/5/S LVDT's Solartron Metrology, Bognor Regis, UK ± 5 m WORTELMILIEU bodemtemperatuur T S C type T thermokoppel Omega Engineering Inc., Stamford, Connecticut, USA ± 0,3 C matrixpotentiaal M hpa Electronic Sensor (ES) met Tensiometer (T) Tensio-Technik, Geisenheim, Duitsland < ± 1,5 hpa DATALOGGING basisstation - - CR1000 uitbreidingskaart - - AM 16/32 netwerkmodule - - NL120 Campbell Scientific, Inc., Logan, Utah, USA Campbell Scientific, Inc., Logan, Utah, USA Campbell Scientific, Inc., Logan, Utah, USA De waarde van de sensoren werd tijdens de experimenten elke 20 seconden automatisch uitgelezen en opgeslagen op een datalogger (CR1000, Campbell Scientific Inc., Logan, Utah, USA). Deze gegevens werden gebruikt om per 5 minuten een gemiddelde waarde te berekenen, die opnieuw op de logger werd opgeslagen. Op basis van deze gemiddelde waarden werden de verschillende meetvariabelen beoordeeld. Voorafgaand aan elk experiment werden alle te gebruiken sensoren zorgvuldig gekalibreerd door UGent-PE. 13

32 HOOFDSTUK 2. MONITORING VAN RANDONTWIKKELING IN PRAKTIJKOMSTANDIGHEDEN 2.1. INHOUD WERKPAKKET Inleiding Zoals hiervoor vermeld, groepeert WP1 de essentiële onderzoeksactiviteiten ter voorbereiding van meer diepgaand onderzoek, dat in WP 2, WP 3 en WP 4 zal uitgevoerd worden. WP 1 wordt dus als oriënterend onderzoek opgevat om de bestaande kennis aan te vullen. Aan de hand van een doorgedreven visuele beoordeling tijdens de rassenproeven zullen randsymptomen grondig bestudeerd worden en zal er eventueel een onderscheid gemaakt tussen verschillende randtypes. Tegelijkertijd zullen er op enkele gevoelige rassen biosensoren geïnstalleerd worden om het gedrag van die planten continu te kunnen kwantificeren. Deze experimenten zullen een eerste aanwijzing opleveren waarom de huidige teeltstrategieën niet in staat zijn rand te beheersen en welke plantenkenmerken en omgevingsfactoren het sterkst geassocieerd kunnen worden met rand. Tenslotte wordt van het plantenmateriaal van WP 1 gebruik gemaakt om de onderzoekstechnieken die deel uitmaken van WP 2, WP 3 en WP 4 op punt te stellen Overzicht experimenten De experimenten die in WP 1 werden opgezet zijn vooral rassenproeven waarin zowel randtolerante als randgevoelige kropslarassen werden ingeplant (Tabel 6). Hiernaast werd ook altijd een multileaftype voorzien. Zowel in de winter, de lente en de zomer werd een rassenproef nauwkeurig naar rand gescoord. Deze experimenten werden zowel in de grond als op de goten uitgevoerd. Tabel 6. Overzicht experimenten binnen WP 1. Proef ID Omschrijving Verantwoordelijke projectpartner Zaaidatum Plantdatum Oogstdatum 0101 rassenproef winter MGS PSKW 20/10/ /12/ /01/ rassenproef winter grond PSKW 20/10/ /12/ /03/ rassenproef winter grond Inagro 27/10/ /12/ /03/ rassenproef winter grond PCG 30/10/2009 7/01/ /03/ rassenproef lente MGS PSKW 1/03/2010 7/04/ /04/ rassenproef lente grond PSKW 1/03/2010 8/04/ /05/ rassenproef lente grond Inagro 15/03/2010 2/04/ /05/ rassenproef lente grond PCG 18/03/ /04/ /05/ rassenproef zomer MGS PSKW 2/08/ /08/ /09/ rassenproef zomer grond PSKW 2/08/ /08/ /09/ rassenproef zomer grond Inagro 20/07/2010 5/08/ /09/ rassenproef zomer grond PCG 2/08/ /08/ /09/ opvolging MGS-telers PSKW Om op korte tijd veel informatie te verzamelen en omdat er op gotensystemen een grote verscheidenheid aan klimaatsturing mogelijk is (watergift belichting samenstelling voedingsoplossing) werden ook drie praktijkbedrijven met een MGS (mobiele goten systeem) opgevolgd. 14

33 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden Aan de hand van de randwaarnemingen en de opgemeten klimaatgegevens zal bepaald worden welke factoren aan rand kunnen gelinkt worden. Met deze informatie kan dan verder worden gewerkt in werkpakketen 2,3 en AFZONDERLIJKE PROEFGEGEVENS Experiment 0101 Rassenproef winter PSKW MGS Materiaal en methoden - Rassen Tabel 7 geeft een overzicht van de aangeplante rassen, die in overleg met enkele leden van de gebruikersgroep werden vastgelegd. Tabel 7. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Hertog gewone kropsla Rijk Zwaan tolerant Hofnar gewone kropsla Rijk Zwaan interne rand Sartre kropsla voor versnijderij Rijk Zwaan - Emmerson kropsla voor versnijderij Rijk Zwaan - - Teeltverloop zaaidatum: 20 oktober 2009 maat perspot: 6 cm plantdatum: 14 december 2009 (kraanvak 1) plantafstand (cm): 27 x 10 (kraanvak 1) 27 x 26 (kraanvak 5) oogstdatum: 28 januari 2010 (kraanvak 5) proeflocatie: PSKW compartimenten 13 en 14 Resultaten In dit experiment werd voor het eerst rand in het hart van de krop waargenomen op 13 januari 2010, d.i. 2 weken voor de oogst (Figuur 7). Zoals verwacht, was het ras Hofnar veel gevoeliger voor interne rand dan het ras Hertog. Niettemin waren toch ook 32 ± 2% van de Hertog-planten zwaar aangetast. Enkele van deze planten werden meegenomen voor bepaling van de calciumconcentraties (zie later). Verder kon een duidelijk onderscheid gemaakt worden tussen enerzijds de versnijderijrassen Emmerson en Sartre en anderzijds de gewone kropslarassen Hertog en Hofnar: er werd geen rand waargenomen bij de versnijderijrassen, terwijl minimaal 80% van de gewone kropslaplanten bij oogst aangetast waren. Tegelijkertijd werd een duidelijk verschil in groeisnelheid vastgesteld: het gemiddeld versgewicht bij oogst van de versnijderij- en de gewone kropslarassen was respectievelijk 207 ± 15 g per krop en 395 ± 10 g per krop. Daarnaast zijn er ook verschillen in morfologie tussen de twee rastypes waargenomen (Figuur 8): bij de versnijderijrassen waren de hartbladeren steeds zichtbaar, terwijl bij de kropslarassen de hartbladeren bedekt waren door reeds volgroeide bladeren. 15

34 Figuur 7. Aantastingsgraad door interne rand op vier rassen in compartiment 13 van het PSKW waargenomen op 13 januari Figuur 8. Verschillende morfologie van [A] een versnijderijras (Emmerson) en [B] een gewoon kropslaras (Hertog) bij oogst op 27 januari 2010 in PSKW. De resultaten van de calciumanalyses worden vermeld in Tabel 8. Hieruit volgt dat de calciumconcentraties vrij accuraat gemeten kunnen worden. Daarnaast werd een accumulatie aan calcium waargenomen bij steeds ouder wordende bladeren. Dergelijke gradiënt is inderdaad te verwachten bij minder mobiele nutriënten. Toch werd in elke bladtype steeds een aanzienlijke hoeveelheid fysiologisch inactief calcium teruggevonden. Bijgevolg kan deze fractie in geen enkel bladtype als verwaarloosbaar verondersteld worden en moet het onderscheid steeds gemaakt worden. Tenslotte werd bij de aangetaste hartbladeren een waarde teruggevonden in de fractie fysiologisch actief calcium die veel lager lag dan in niet aangetaste bladeren. In de omhullende bladeren werd nog steeds meer dan 10 g kg -1 teruggevonden. Er moet wel opgemerkt worden dat deze stalen genomen werden wanneer de aantastingen zichtbaar waren. Vermoedelijk waren de calciumconcentraties dus nog lager bij het ontstaan van de necrotische vlekken aan de bladrand. 16

35 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden Tabel 8. Calciumconcentratie (g kg -1 droge stof), opgesplitst in een fysiologisch actieve en inactieve fractie, gemeten in het bladmoes van drie types bladeren, waarvan de bladstalen afkomstig zijn van drie Hofnar kroppen met en zonder symptomen van interne rand. Symptomen van interne rand Bladtype Calcium fractie fysiologisch actief fysiologisch inactief totaal niet waargenomen hartbladeren 4,3 ± 0,1 0,7 ± 0,1 5,0 ± 0,1 omhullende bladeren 8,5 ± 0,1 2,0 ± 0,1 10,5 ± 0,1 onderste bladeren 15,1 ± 0,1 3,4 ± 0,1 18,5 ± 0,1 waargenomen hartbladeren 1,8 ± 0,1 0,7 ± 0,1 2,5 ± 0,1 omhullende bladeren 10,6 ± 0,1 2,0 ± 0,1 12,6 ± 0,1 onderste bladeren 15,9 ± 0,1 3,4 ± 0,1 19,3 ± 0,1 Conclusies Het gevoelige kropslaras Hofnar was daadwerkelijk ernstiger aangetast met interne rand dan het tolerante ras Hertog. In de versnijderijrassen, Sartre en Emmerson, kon geen rand worden waargenomen. De versnijderijrassen hadden een veel lager kropgewicht en alle hartbladeren waren nog zichtbaar. De calciumanalyses gaven aan dat oudere bladeren aanzienlijk meer calcium bevatten dan hartbladeren. Ook was het calciumgehalte in hartbladeren van aangetaste kroppen lager dan dit in de hartbladeren van randvrije kroppen. In oudere bladeren werden geen verschillen in calciumgehalte gevonden tussen gerande en randvrije kroppen Experiment 0102 Rassenproef winter PSKW Grond Materiaal en methoden - Rassen De rassenkeuze voor de experimenten 0102, 0103 en 0104 werd gezamenlijk en in overleg met enkele leden van de gebruikersgroep vastgelegd (Tabel 9). Tabel 9. Rassenkeuze voor experiment 0102 Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Brigade kropsla Enza tolerant Centore kropsla Syngenta interne rand Hertog kropsla Rijk Zwaan externe rand H C B C B H B H C B H C Figuur 9. Proefplan voor rassenproef 0102, de proef vond plaats in compartiment 8 van het PSKW. H = Hertog, C = Centore, B = Brigade 17

36 - Teeltverloop zaaidatum: 20 oktober 2009 maat perspot: 4 cm plantdatum: 14 december 2009 plantafstand (cm): 27 x 27 oogstdatum: 16 maart 2010 proeflocatie: PSKW compartiment 8, kap 3 Resultaten De groei was voor alle drie de rassen gelijkaardig. Er waren geen verschillen zichtbaar in het kropgewicht, de stengeldiameter en het percentage drooggewicht. Er werd slechts in één van de proefveldjes een zeer lichte aantasting door rand gezien. Het gaat over veldje 203 waarin Hertog geplant stond. Alle andere veldjes bleven onaangetast door interne rand. In het gelijktijdig geplante experiment op het mobiele gotensysteem (experiment 0101) was de aantasting aanzienlijk ernstiger. Mogelijk is het vochtigere microklimaat in de grondteelt de oorzaak, dit kan echter niet door metingen worden bevestigd omdat in de eerste reeks rassenproeven het microklimaat nog niet werd opgemeten. Tabel 10. Overzicht van het kropgewicht, de stengeldiameter en het percentage droge stof per ras doorheen experiment 0102 Kropgewicht (g) Stengeldiameter (mm) % Droge stof Datum Brigade Centore Hertog Brigade Centore Hertog Brigade Centore Hertog 14/12/2009 2,2 2,6 2,2 0,0 0,0 0,0 2,0 3,3 2,0 12/01/ ,6 16,5 11,6 1,6 1,4 1,0 5,2 6,4 4,9 26/01/ ,7 42,8 38,1 2,6 2,9 2,2 8,3 8,9 8,0 9/02/ ,3 102,5 96,1 6,2 6,6 5,7 10,0 10,0 9,6 23/02/ ,3 217,5 216,0 14,9 15,5 15,0 14,0 14,9 13,9 9/03/ ,0 444,1 433,4 18,6 19,9 20,6 15,4 16,1 14,5 16/03/ ,5 541,5 521,4 Conclusies In tegenstelling tot de voorgaande rassenproef die gelijktijdig op de goten werd geplant werd er zo goed als geen rand waargenomen tijdens dit experiment. Dit experiment toont mogelijk aan dat sla die in de grond wordt geteeld minder gevoelig is voor de vorming van rand dan sla die op de goten wordt geteeld. Deze waarneming benadrukt nogmaals de noodzaak aan een beheersstrategie voor interne rand op de hydrocultuursystemen. Naar groei toe waren er geen verschillen te zien tussen de rassen Experiment 0103 Rassenproef winter Inagro Grond Materiaal en methoden - Rassen De rassenkeuze was analoog aan de rassenkeuze voor experiment 0102 (Tabel 9). - Teeltverloop zaaidatum: 27 oktober 2009 maat perspot: 4 cm 18

37 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden plantdatum: 15 december 2009 plantafstand (cm): 27 x 27 oogstdatum: 16 maart 2010 proeflocatie: Inagro compartiment 7 en 8 - Klimaatregeling In compartiment 7 werden gangbare klimaatinstellingen toegepast, terwijl in compartiment 8 gelijktijdig een experiment met betrekking tot temperatuurintegratie plaatsvond. Dit betekent dat er in compartiment 8 tijdens de dag later of niet werd gelucht en dat tijdens de nacht de stooktemperatuur met maximum 4 C werd verlaagd in functie van het behaalde lichtniveau tijdens de voorafgaande dagperiode. Resultaten In tegenstelling tot de waarnemingen in de NFT gotenteelt werd in de grondteelt enkel externe rand waargenomen. Daarnaast werden opmerkelijke verschillen vastgesteld tussen de drie aangeplante rassen en tussen de twee compartimenten, waarin deze rassen geteeld werden. In compartiment 7 werd de grootste aantasting waargenomen bij het gevoelige ras Hertog met 72% aangetaste planten (Figuur 10). Bij het ras Centore werd echter slechts 10% van de planten aangetast door externe rand. Dit ras werd aangeplant als een gevoelig ras voor interne rand. De waarnemingen in compartiment 7 versterken bijgevolg het aanvoelen dat de gevoeligheid voor het ene type rand gepaard gaat met een tolerantie voor het andere type rand. Figuur 10. Aantastingsgraad door externe rand waargenomen op drie rassen op 16 maart 2010 in compartiment 7 van Inagro, met standaard 19 temperatuurinstelling.

38 Figuur 11 geeft de groeisnelheid weer van de verschillende rassen. Hieruit blijkt dat de groeisnelheid zeker geen verband heeft met het al dan niet optreden van externe rand. Hertog en Centore, d.i. het ras met respectievelijk de hoogste en laagste aantastingsgraad, kenden in compartiment 7 een sterk gelijkaardige groei. Figuur 11. De destructieve groeimetingen tijdens experiment 0103 in compartiment 7: [A] gemiddelde stengeldiameter (SD), [B] gemiddeld versgewicht (FW) en [C] gemiddeld drooggewicht (DW) (n = 5) van drie verschillende rassen: Brigade (groene driehoek), Centore (blauw vierkant) en Hertog (gele cirkel). De zwarte pijl geeft aan wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. In tegenstelling tot de waarnemingen in compartiment 7, werden in compartiment 8 geen necrotische vlekken op de bladranden waargenomen: zelfs het meest gevoelige ras bleef volledig vrij van symptomen (Figuur 12). Vermoedelijk heeft het toepassen van temperatuurintegratie in compartiment 8 hierop een bepalende invloed gehad. Het verschil in kasklimaat tussen beide compartimenten wordt weergegeven in Figuur 13. Wanneer temperatuurintegratie als een energiebesparende maatregel toegepast werd, werd de buisverwarming tijdens de nacht pas bij een lagere luchttemperatuur aangeschakeld, afhankelijk van 20

39 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden het lichtniveau tijdens de voorafgaande dag (Figuur 13A en B). Door deze alternatieve teeltstrategie werd eveneens een vochtiger klimaat tijdens de nacht gerealiseerd (Figuur 13C en D). Enige voorzichtigheid is echter geboden, aangezien de gegevens met betrekking tot het wortelmilieu in dit experiment ontoereikend waren om een vergelijking tussen compartiment 7 en 8 mogelijk te maken. Bovendien werden in compartiment 7 eveneens aantastingen van smet en witziekte op de onderste bladeren waargenomen. Figuur 12. Aantastingsgraad door externe rand waargenomen op drie rassen op 16 maart 2010 in compartiment 8 van Inagro. Conclusies In dit experiment werd enkel externe rand waargenomen. De aantasting was het ernstigst in Hertog, het meest gevoelige ras voor externe rand. In compartiment 7 werden veel planten aangetast terwijl de aantasting in compartiment 8 uit bleef. Dit is waarschijnlijk terug te brengen op het verschil in 21

40 klimaatsturing tussen beide compartimenten. Een invloed van de groeisnelheid is niet gebleken daar rassen die even snel groeien een verschillende aantasting kennen. Figuur 13. De klimaatgegevens tijdens experiment 0103: [A] kortgolvige straling buiten de serrecompartimenten (R S ), [B] CO 2 -concentratie, [C] de luchttemperatuur (T A ), [D] de relatieve vochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD) in compartiment 7 (rode lijn standaard) en in compartiment 8 (blauwe lijn temperatuursintegratie). De zwarte pijl geeft aan wanneer rand voor het eerst werd waargenomen Experiment 0104 Rassenproef winter PCG Grond Materiaal en methoden 22

41 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden - Rassen De rassenkeuze was analoog aan de rassenkeuze voor experiment 0102 (Tabel 9). - Teeltverloop zaaidatum: 30 oktober 2009 maat perspot: 5 cm plantdatum: 7 januari 2010 plantafstand (cm): 27 x 27 oogstdatum: 15 maart 2010 proeflocatie: PCG compartiment 5 Resultaten In compartiment 5 van het PCG werd tijdens de winterteelt een ruimtelijke gradiënt in aantastingen van interne rand vastgesteld en dit bij alle rassen (Figuur 14). De oostelijke serrecompartimenten waren zwaarder aangetast dan de westelijke helften. Hierop wordt verder ingegaan bij de bespreking van de late-lente-teelt in het PCG (2.2.7) waar hetzelfde fenomeen waargenomen werd. Figuur 14. Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op drie rassen op 15 maart 2010 in compartiment 5 van het PCG. 23

42 Deze ruimtelijke gradiënt maakte het onmogelijk de groeisnelheden van de verschillende rassen te vergelijken, aangezien de oogstveldjes per ras niet gelijkmatig over de serre verdeeld waren. In opvolging van de calciumbepaling tijdens experiment 0101 (Tabel 8) werden nu bij oogst enkel stalen van hartbladeren genomen en dit van zowel van gezonde als aangetaste bladeren. Daarbij werd eveneens onderscheid gemaakt tussen de bladzone tot 1 cm van de bladrand en het overig gedeelte van het blad, exclusief de hoofdnerf. Uit Tabel 11 kan afgeleid worden dat er zelfs binnen een blad een gradiënt in calciumconcentratie is en wanneer de bladeren door interne rand aangetast waren, concentraties lager dan 2,0 g kg -1 teruggevonden werden dicht bij de bladranden t.o.v. meer dan 3,5 g kg -1 in de rand van gezonde bladeren. Daarnaast waren de verschillen in randaantasting tussen de rassen in dit experiment relatief beperkt. Tabel 11. Concentratie aan vrij calcium (g kg -1 droge stof) in verschillende delen van de hartbladeren van drie rassen met of zonder symptomen van interne rand. Symptomen van interne rand Bladzone 1 Ras Brigade Centore Hertog niet waargenomen bladmoes 6,2 6,5 6,3 bladrand 3,7 3,9 4,4 waargenomen bladmoes 3,5 3,2 3,1 bladrand 1,3 1,9 1,3 1 de bladzones werden als volgt gedefinieerd: de bladrand is de bladzone tot 1 cm van de bladrand; het bladmoes is het overige gedeelte van het blad exclusief de hoofdnerf Conclusies In het PCG wordt een ruimtelijke gradiënt waargenomen in de randaantasting. Aangetaste bladeren hebben een calciumgehalte in de bladrand onder 2 g.kg -1 DS en in het bladmoes onder 4 g.kg -1 DS Experiment 0201 Rassenproef late lente 2010 PSKW MGS Materiaal en methoden - Rassen Tabel 12 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 12. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia gewone kropsla Rijk Zwaan tolerant Hofnar gewone kropsla Rijk Zwaan interne rand Sartre versnijderij Rijk Zwaan - Emmerson versnijderij Rijk Zwaan - - Teeltverloop zaaidatum: 1 maart 2010 maat perspot: 6 cm plantdatum: 7 april 2010 (kraanvak 1) 24

43 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden plantafstand (cm): 27 x 10 (kraanvak 1) 27 x 26 (kraanvak 5) oogstdatum: 30 april 2010 (kraanvak 5) proeflocatie: PSKW compartimenten 13 en 14 Resultaten In de late-lente-teelt in het NFT gotensysteem van het PSKW werden duidelijke rasverschillen vastgesteld (Figuur 15). Binnen de versnijderijrassen bleef Emmerson volledig onaangetast, terwijl meer dan 70% van de Sartre planten lichte tot zware aantastingen van interne rand vertoonden. Binnen de gewone kropslarassen was Hofnar duidelijk veel gevoeliger dan Gardia, met een aantal aangetaste planten van respectievelijk 80% en 13%. Figuur 15. Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op vier rassen op 28 april 2010 in compartiment 13 van het PSKW. Waarom het ene ras duidelijk gevoeliger was voor interne rand dan het andere ras, kon in dit experiment niet direct achterhaald worden. Zo waren er geen verschillen in groeisnelheid tussen de rassen van eenzelfde type. Wel werd meer smet vastgesteld bij het meest gevoelige ras, en dit zowel binnen de versnijderij- als binnen de kropslatypes (Tabel 13). Tenslotte moet ook de zware infectie met echte meeldauw bij alle rassen vermeld worden. Als de resultaten van dit experiment vergeleken worden met experiment 0101 (winter - Paragraaf 2.2.1) blijkt dat de kropslarassen veel lichter zijn dan in het winterexperiment. Deze rassen waren waarschijnlijk nog niet volgroeid. Hierdoor hadden de aantastingen nog zwaarder kunnen zijn indien later werd geoogst. Bovendien waren de versnijderijrassen finaal zwaarder in het huidige experiment (aangetast) dan in het winterexperiment (niet aangetast). Dit kan verklaren waarom hier wel aantastingen werden gevonden, In zwaardere planten laten schokken in het klimaat zich immers sneller en harder voelen. 25

44 Tabel 13. Eindbeoordeling van de vier rassen in experiment 0201, waarbij telkens vier kroppen werden gewogen en gescoord. Ras Kropgewicht Visuele score (g per krop) kropsluiting 1 valse meeldauw 2 echte meeldauw 2 smet 2 geel blad 2 Emmerson 277 ± 5 n.v.t. 9,0 ± 0,0 2,0 ± 0,0 6,5 ± 0,3 7,0 ± 0,0 Sartre 280 ± 6 n.v.t. 9,0 ± 0,0 2,0 ± 0,0 4,8 ± 0,3 6,3 ± 0,3 Gardia 268 ± 9 8,0 ± 0,5 9,0 ± 0,0 2,0 ± 0,0 7,5 ± 0,5 7,3 ± 0,3 Hofnar 261 ± 9 7,8 ± 0,3 9,0 ± 0,0 2,0 ± 0,0 6,0 ± 0,4 6,6 ± 0,3 1 1 = open krop / 9 = gesloten krop / n.v.t. = niet van toepassing, dit ras kropt niet 2 1 = zeer sterke aantasting / 9 = geen aantasting Conclusies De aantasting van Sartre was ernstiger dan van Emmerson en deze van Hofnar was zwaarder dan van Gardia. Ook waren, in vergelijking met de rassenproef winter, de grote verschillen in eindgewicht tussen beide rastypes hier niet aanwezig Experiment 0202 Rassenproef late lente 2010 PSKW Grond Materiaal en methoden - Rassen - Teeltverloop Ook voor de late-lente-teelt werd voor de teelt in grond een gezamenlijke rassenkeuze vastgelegd tussen de drie proeflocaties (Tabel 14). Tabel 14. Rassenkeuze voor de experimenten 0202, 0203 en Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Tolerant Fidel kropsla Nunhems interne rand Hertog kropsla Rijk Zwaan externe rand zaaidatum: 1 maart 2010 maat perspot: 5 cm plantdatum: 8 april 2010 plantafstand (cm): 27 x 26,5 oogstdatum: 21 mei 2010 proeflocatie: PSKW compartiment 8 Resultaten De waarnemingen tijdens dit experiment zijn sterk gelijkaardig met de waarnemingen tijdens experiment 0203, waarop hierna dieper wordt ingegaan Experiment 0203 Rassenproef late lente 2010 Inagro Grond Materiaal en methoden 26

45 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden - Rassen - Teeltverloop De rassenkeuze werd vermeld in Tabel 14. zaaidatum: 15 maart 2010 maat perspot: 5 cm plantdatum: 2 april 2010 plantafstand (cm): 27 x 27 oogstdatum: 12 mei 2010 proeflocatie: Inagro compartiment 7 - Klimaatregeling Resultaten In het kader van een IWT-LandbouwOnderszoeksproject rond de geïntegreerde aanpak van valse meeldauw (Bremia lactucae) werd in compartiment 7 vanaf de tweede teelthelft een lagere relatieve vochtigheid, d.i. maximaal 88% in plaats van 95%, nagestreefd tijdens de nacht. De klimaatgegevens van compartiment 8 werden geregistreerd om het effect van de gewijzigde klimaatinstellingen te kunnen schatten. In dit experiment werden tot één week voor de oogst geen necrotische vlekken op de bladranden waargenomen. Bij oogst werd echter een aanzienlijke aantasting vastgesteld door interne rand in compartiment 7 (Figuur 16): de aantastingsgraad van Gardia, Fidel en Hertog was respectievelijk 42%, 66% en 74%. In compartiment 8 daarentegen bleven alle planten onaangetast. Deze onverwacht sterke aantasting, zelfs bij het tolerante ras Gardia, was pas laattijdig zichtbaar door de sterke kropvorming, waardoor de jonge aangetaste bladeren bedekt waren door oudere gezonde bladeren. 27

46 Figuur 16. Aantastingsgraad door interne rand bij oogst in compartiment 7. De groeimetingen in Figuur 17 tonen een gelijkmatige groeisnelheid voor de drie rassen. Bijgevolg werd ook in dit experiment vastgesteld dat het verschil in aantastingsgraad voor interne rand tussen de slarassen niet verklaard kan worden door een verschil in groeisnelheid. Figuur 17 toont echter wel aan dat de eerste symptomen waargenomen werden na een periode met een sterke toename zowel in versals in drooggewicht. 28

47 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden Figuur 17. De destructieve groeimetingen tijdens experiment 0203 in compartiment 7: [A] gemiddelde stengeldiameter (SD), [B] gemiddeld versgewicht (FW) en [C] gemiddeld drooggewicht (DW) (n = 5) van drie verschillende rassen: Brigade (groene driehoek), Centore (blauw vierkant) en Hertog (gele cirkel). De zwarte pijl geeft aan wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. Vervolgens geeft Figuur 18 de klimaatcondities weer. Opmerkelijk waren de sterke klimaatschommelingen die in de twee weken voor de eerste symptomen waargenomen werden: zonnige en droge dagen, d.i. dag 22, 26 en 27, werden afgewisseld met sombere en vochtige dagen, d.i. dag 24 en vanaf dag 27. Uit deze figuur is ook af te leiden dat de klimaatsturing wel degelijk geleid heeft tot vochtigere nachten in compartiment 8 (met lage randaantasting) dan in compartiment 7 (met hoge randaantasting). 29

48 Figuur 18. De klimaatgegevens tijdens experiment 0203: [A] kortgolvige straling buiten de serrecompartimenten (R S ), [B] CO 2 -concentratie, [C] de luchttemperatuur (T A ), [D] de relatieve vochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD) in compartiment 7 (rode lijn verlaagde RV) en in compartiment 8 (blauwe lijn standaard). De zwarte pijl geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. Conclusies Interne rand trad pas laat op. Ondanks de zware aantasting bleven de verschillen tussen de rassen wel aanwezig. De groeisnelheid lijkt opnieuw geen invloed te hebben op de aantasting. Schokken in het klimaat veroorzaakten in dit experiment waarschijnlijk rand. Een hogere nachtelijke RV gaat in lijn met lagere randaantastingen. 30

49 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden Experiment 0204 Rassenproef late lente 2010 PCG Grond Materiaal en methoden - Rassen - Teeltverloop Resultaten De rassenkeuze werd vermeld in Tabel 14. zaaidatum: 18 maart 2010 maat perspot: 5 cm plantdatum: 13 april 2010 plantafstand (cm): 27 x 27 oogstdatum: 24 mei 2010 proeflocatie: PCG compartiment 5 Zoals aangegeven in de bespreking van de rassenproef 0104 (Paragraaf 2.2.3) werd tijdens dit experiment opnieuw een ruimtelijke gradiënt in aantastingen door intern rand waargenomen in compartiment 5 van het PCG (Figuur 19). Diverse oorzaken werden tijdens het tweede overleg met de gebruikersgroep op 18 oktober 2010 besproken en volgende factoren werden als mogelijke oorzaken gesuggereerd: weersomstandigheden tijdens het planten, waarbij het uitdrogen van de perspotten een belangrijk aspect kan zijn, een niet-uniform klimaat doordat enkel in het oostelijk gedeelte van de serre een CO 2 -brander aanwezig was en specifiek ventilatiepatroon door de oriëntatie van de serre in combinatie met de windrichting. Na een grondige analyse van deze en van de voorafgaande rassenproef in het PCG kunnen ook de volgende oorzaken niet uitgesloten worden: Conclusies verschil in zoutconcentratie in de 2e steek (30 60 cm diepte), verschil in kaliumgehalte, die eventueel wortelvorming kan beïnvloeden, verschil in zuurtegraad, die de opname van nutriënten kan beïnvloed hebben en niet-uniforme beregening. Zowel in experiment 0104 als in experiment 0204 werd een ruimtelijke gradiënt waargenomen in de randaantasting. De oorzaak hiervan is niet helemaal duidelijk, dit kan te wijten zijn aan een of meerdere factoren die al dan niet interageren. 31

50 Figuur 19. Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op drie rassen op 14 mei 2010 in compartiment 5 van het PCG Experiment 0401 Rassenproef zomer 2010 PSKW MGS Materiaal en methoden - Rassen Tabel 15 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 15. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Sintia kropsla Rijk Zwaan tolerant Gardia kropsla Rijk Zwaan interne rand Sartre versnijderij Rijk Zwaan - Emmerson versnijderij Rijk Zwaan - - Teeltverloop zaaidatum: 2 augustus 2010 maat perspot: 5 cm plantdatum: 24 augustus 2010 (kraanvak 1) 32

51 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden plantafstand (cm): 27 x 10 (kraanvak 1) 27 x 26 (kraanvak 5) oogstdatum: 28 september (kraanvak 5) proeflocatie: PSKW compartimenten 13 en 14 Resultaten Om de vergelijking tussen grond en MGS beter tot uiting te laten komen wordt dit experiment verder besproken met de zomerproef van PSKW in de grond (Paragraaf 2.2.9) die gelijktijdig aanlag Experiment 0402 Rassenproef zomer 2010 PSKW Grond Materiaal en methoden - Rassen In Tabel 16 wordt de rassenkeuze vermeld voor de experimenten in grondteelt in de zomer van Tabel 16. Rassenkeuze voor de lente-experimenten in grondteelt 0402, 0403 en Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Sintia kropsla Rijk Zwaan tolerant Gardia kropsla Rijk Zwaan interne rand - Teeltverloop zaaidatum: 2 augustus 2010 maat perspot: 5 cm plantdatum: 24 augustus 2010 plantafstand (cm): 27 x 26,5 oogstdatum: 28 september 2010 proeflocatie: PSKW compartiment 8 kap 1 Resultaten (0401 en 0402) In deze experimenten werd zowel in de grondteelt als in de gotenteelt het gevoelige ras Gardia aangeplant. In de grondteelt werd geen randaantasting vastgesteld, terwijl in de gotenteelt 20% van de planten symptomen van interne rand vertoonden. Door dit verschil in aantastingsgraad werd gezocht naar mogelijke oorzaken in het klimaat. Algemeen was het klimaat in het compartiment met het NFT gotensysteem warmer en droger (Figuur 20B en C), zelfs zonder gebruik van artificiële belichting. Om de warmte en ook het vocht zoveel mogelijk te behouden, werd er bijgevolg minder gelucht in de gotenteelt, waardoor dus logischerwijze een lagere windsnelheid in dat compartiment gemeten werd (Figuur 20D). Daarenboven werd ook een grotere dynamiek in de verschillende klimaatparameters waargenomen in het compartiment met het NFT gotensysteem. Deze grotere dynamiek had ook effect op de gemeten bladdikte (Figuur 20E) en de gemeten stengeldiameter (Figuur 20F). In de gotenteelt werden sterker fluctuerende metingen geregistreerd. Dit zou kunnen betekenen dat er in de planten op goten grotere schommelingen in de waterpotentiaal plaatsvonden en dat een of meerdere cellen met eventueel zwakke celwanden hierdoor gebarsten zijn. Enige voorzichtigheid moet echter aan de dag gelegd worden, aangezien er telkens maar op één plant per compartiment sensoren geïnstalleerd werden. 33

52 Tenslotte werd een grotere dagelijkse toename van de stengeldiameter (indicator voor hogere groeisnelheid) waargenomen bij de sla op goten, vermoedelijk te wijten aan de hogere luchttemperatuur. Voorgaand onderzoek door Inagro toonde aan dat de toename van de stengeldiameter bij kropsla vrij goed gecorreleerd is met de groei. De grotere groeisnelheid bij een teelt op goten werd ook gereflecteerd in een hoger kropgewicht bij oogst: het gemiddeld kropgewicht van 5 Gardia planten na 36 dagen was in de NFT gotenteelt 658 ± 27 g, terwijl in de grondteelt slechts 593 ± 6 g bereikt werd. Figuur 20. Invloed van het klimaat op de plant in compartiment 8 (grondteelt, blauwe lijn) en in compartiment (NFT gotenteelt, rode lijn) op 4 en 5 september 2010 in PSKW: [A] de intensiteit van fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (T A ), [C] het vochtdeficit gedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD), [D] de windsnelheid (u), [E] het relatieve verloop van de bladdikte (LT) en [F] het relatieve verloop van de stengeldiameter (SD). 34

53 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden Conclusies (0401 en 0402) De aantasting in de gotenteelt was hoger dan bij teelt in de grond. Dit is waarschijnlijk te wijten aan enerzijds het warmer en droger kasklimaat, en anderzijds aan de grotere klimaatschommelingen die zich op de goten hebben voorgedaan. Diezelfde schommelingen leidden immers tot grotere schommelingen in bladdikte. Het is dus aannemelijk dat individuele cellen op de goten sneller zouden barsten dan op de grond. De groei was op de goten sterker dan bij teelt in de grond, hetgeen, samen met de lagere luchtvochtigheid, aanleiding kon geven tot zwakkere cellen in de hartbladeren, door een lager gehalte aan calcium Experiment 0403 Rassenproef zomer 2010 Inagro Grond Materiaal en methoden - Rassen - Teeltverloop De rassenkeuze werd vermeld in Tabel 16. zaaidatum: 20 juli 2010 maat perspot: 4 cm plantdatum: 5 augustus 2010 plantafstand (cm): 27 x 27 oogstdatum: 14 september 2010 proeflocatie: Inagro compartimenten 7 en 8 - Klimaatregeling Resultaten In het kader van een IWT-LandbouwOnderszoeksproject rond de geïntegreerde aanpak van valse meeldauw (Bremia lactucae) werd in compartiment 7 vanaf de tweede teelthelft een lagere relatieve vochtigheid, d.i. maximaal 88% in plaats van 95%, nagestreefd tijdens de nacht. De klimaatgegevens van compartiment 8 werden geregistreerd om het effect van de gewijzigde klimaatinstellingen te kunnen schatten. De resultaten van dit experiment worden gebundeld met de resultaten van experiment 0404 (Paragraaf ) Experiment 0404 Rassenproef zomer 2010 PCG Grond Materiaal en methoden - Rassen De rassenkeuze werd vermeld in Tabel Teeltverloop zaaidatum: 2 augustus 2010 maat perspot: 4 cm plantdatum: 18 augustus 2010 plantafstand (cm): 27 x 27 oogstdatum: 21 september 2010 proeflocatie: PCG compartiment 5 35

54 Resultaten (0403 en 0404) Dit gedeelte van het verslag bundelt de resultaten van de zomerteelt in Inagro en in het PCG. In compartiment 7 van Inagro werd een verlaagde nachtelijke relatieve vochtigheid nagestreefd als maatregel om de infectiedruk van valse meeldauw (Bremia lactucae) te verlagen. De aantastingsgraad in compartiment 7 wordt getoond in Figuur 21, waaruit blijkt dat 78 ± 10% van de planten van het gevoelige ras (Gardia) zwaar aangetast waren door interne rand. Bij het tolerante ras (Sintia) werden geen aantastingen waargenomen. Hierop wordt verder ingegaan bij de resultaten van de calciumanalyse. Figuur 21. Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op twee rassen op 14 september 2010 in compartiment 7 van Inagro, met lage nachtelijke luchtvochtigheid. 36

55 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden In compartiment 8 van Inagro, met hoger nachtelijke luchtvochtigheid, bedroeg het procentueel aantal aangetaste planten voor het gevoelige ras (Gardia) slechts 35 ± 9% (Figuur 22), wat beduidend lager was dan in compartiment 7. Niettemin werden de waargenomen aantastingen bij oogst als zwaar bestempeld. Bij het tolerante ras (Sintia) werden net als in compartiment 8 geen aantastingen vastgesteld. Figuur 22. Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op twee rassen op 14 september 2010 in compartiment 8 van het Inagro, met hogere nachtelijke luchtvochtigheid. De resultaten uit de twee compartimenten van Inagro werden vergeleken met de resultaten uit compartiment 5 van het PCG, waar op geen enkele plant symptomen van interne rand waargenomen werden (Figuur 23). Hierna worden enkele aanwijzingen gegeven rond de mogelijke verklaringen voor deze verschillende aantastingsgraden in deze drie compartimenten. 37

56 Figuur 23. Aantastingsgraad door interne rand waargenomen op twee rassen op 22 september 2010 in compartiment 5 van het PCG. 38

57 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden Het verschil in aantastingsgraad tussen de rassen en tussen de compartimenten kon niet duidelijk gerelateerd worden aan een verschil in groeisnelheid (Figuur 24): zowel de stengeldiametergroei als de toename in vers- en drooggewicht waren sterk gelijkaardig. Een hoge groeisnelheid kan dus niet de directe oorzaak zijn van de waargenomen verschillen in aantastingsgraad. Wel werd er opnieuw vastgesteld dat de randsymptomen in compartiment 7 en 8 van Inagro optraden volgend op een periode met sterke groei. Figuur 24. De destructieve groeimetingen tijdens experiment 0403 en 0404: [A] gemiddelde stengeldiameter (SD), [B] gemiddeld versgewicht (FW) en [C] gemiddeld drooggewicht (DW) (n = 5) van twee verschillende rassen: Sintia (driehoek) en Gardia (vierkant) in compartiment 5 (groene symbolen), 7 (rode symbolen) en 8 (blauwe symbolen). De zwarte pijl geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. Het klimaat in de verschillende compartimenten kan vergeleken worden aan de hand van Figuur 25. Zoals verwacht werd een lagere relatieve vochtigheid tijdens de nacht gerealiseerd in compartiment 7, terwijl de luchtvochtigheid in de compartimenten 5 en 8 heel sterk gelijklopend was. 39

58 Figuur 25. De klimaatgegevens tijdens experiment 0403 en 0404: [A] kortgolvige straling buiten de serrecompartimenten (R S ), [B] CO 2 -concentratie, [C] de luchttemperatuur (T A ), [D] de relatieve vochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD) in compartiment 7 van het Inagro (rode lijn verlaagde relatieve vochtigheid in tweede teelthelft), in compartiment 8 van het Inagro (blauwe lijn standaard) en in compartiment 5 van het PCG (groene lijn standaard). De zwarte pijl geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. 40

59 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden De drogere lucht tijdens de nacht in compartiment 7 resulteerde mogelijks in een sterkere kropvorming voor het ras Gardia (Figuur 26). Bijgevolg werd in de jonge hartbladeren van de Gardia planten vermoedelijk onvoldoende calcium aangevoerd tijdens de nacht. Enerzijds werden ze volledig omsloten door oudere bladeren, waardoor de jonge bladeren weinig of niet transpireerden, anderzijds hebben de niet-bedekte bladeren in een droge atmosfeer net meer kunnen transpireren. De calciumaanvoer via de transpiratiestroom werd in dat geval volledig gestuurd naar de oudere bladeren. Daarenboven zou er in dergelijke droge condities ook geen worteldruk kunnen voorkomen door een aanhoudende transpiratie. In vochtigere condities kan het opbouwen van een worteldruk wel voorkomen en mogelijks leiden tot het optreden van guttatie, zoals in compartiment 5 van het PCG meermaals tijdens dit experiment waargenomen werd (Figuur 27). Figuur 26. Horizontale projectie (27 x 27 cm) van twee rassen in drie verschillende compartimenten bij oogst. Figuur 27. Guttatie op de bladrand van sla. 41

60 Een opbouwende worteldruk - en dus ook guttatie - kan echter enkel maar voorkomen als ook de bodem voldoende gemakkelijk opneembaar vocht bevat. Tabel 17 toont in dit verband metingen van de elektrische geleidbaarheid van de bodemstalen uit de drie compartimenten. Hieruit kan afgeleid worden dat de bodem in beide compartimenten van Inagro zouter was dan de bodem in compartiment 5 van het PCG. De planten in Inagro konden dus waarschijnlijk tijdens de nacht moeilijker water opnemen. Daardoor werd er vermoedelijk geen guttatie waargenomen in compartiment 8 van Inagro, niettegenstaande een sterk gelijklopende nachtelijke luchtvochtigheid in vergelijking met compartiment 5 van het PCG (Figuur 25). Daarenboven is bekend, vanuit Nederlands onderzoek, dat glazigheid minder optreedt bij zwaardere bodemtextuur en bij meer compacte bodem. Inderdaad is de bodemtextuur in Inagro zwaarder (lichte zandleem tot leem) dan in het PCG (zand), zodat de planten in het PCG wellicht ook hierdoor een hogere worteldruk konden realiseren. Een plant reageert dus niet enkel op het klimaat of op de bodemcondities, maar op het geheel van factoren in zijn omgeving. Tabel 17. Elektrische geleidbaarheid (ms cm -1 ) ± standaardfout (n =4) gemeten in drie compartimenten op twee tijdstippen tijdens de zomerteelt Tijdstip Proeflocatie PCG - 5 Inagro - 8 Inagro - 7 voor planten 333 ± ± ± 87 bij oogst 306 ± ± ± 78 Dat de calciumtoevoer naar de hartbladeren van de sterk kroppende Gardia planten in compartiment 7 van Inagro ontoereikend was, wordt bevestigd door middel van de metingen van de calciumconcentraties (Tabel 18). Opnieuw werd vastgesteld dat de concentratie aan fysiologisch actief calcium lager lag dan 2 g kg -1 in de hartbladeren die symptomen van interne rand vertoonden. De hogere worteldruk in compartiment 5 in het PCG, die tot uiting kwam in guttatie, leidde niet tot een toename van het calciumgehalte in vergelijking met de gegevens van compartiment 8 in Inagro. Tabel 18. Calciumconcentratie (g kg -1 droge stof) opgesplitst in een fysiologisch actieve en inactieve fractie gemeten in een bladzone tot 1 cm van de bladrand van hartbladeren van twee rassen met of zonder symptomen van interne rand één week voor de oogst. Symptomen Ras Proeflocatie Calcium fractie van interne rand fysiologisch actief fysiologisch inactief totaal niet waargenomen Sintia PCG 5 8,4 2,0 10,4 Sintia Inagro 8 13,8 2,3 16,1 Sintia Inagro 7 13,2 2,3 15,5 Gardia PCG - 5 8,2 2,2 10,4 Gardia Inagro 8 10,4 1,5 11,9 waargenomen Gardia Inagro 7 1,9 0,9 2,8 Naast de drogere lucht in compartiment 7 en het effect hiervan op de aanvoer van calcium naar de hartbladeren, werd een tweede opvallende vaststelling gedaan, nl. met betrekking tot de beregening. In het PCG werd enkel kort na zonsopgang beregend, terwijl in Inagro op sommige dagen in de namiddag beregend werd. Figuur 28 toont het effect hiervan op de luchtvochtigheid en op de gesimuleerde 42

61 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden evapotranspiratie. Het is duidelijk dat onder sterk verdampende omstandigheden (namiddag) de daling in evapotranspiratie groot is wanneer plots het vochtdeficit daalt als gevolg van een gietbeurt. Dit fenomeen, in combinatie met een stijgende wateropname door de wortels tijdens een gietbeurt, kan leiden tot een plotse en (te) sterke toename van de turgordruk, waardoor gevoelige cellen met een verzwakte celwand barsten. Figuur 28. Effect van een gietbeurt op verschillende tijdstippen op [A] het vochtdeficit uitgedrukt als dampdichtheid (VDD) of als dampspanning (VPD) in compartiment 7 van het Inagro (rode lijn) en in compartiment 5 van het PCG (groene lijn) en op [B] de geschatte evapotranspiratie met een bodembedekkingsgraad van 100%. Conclusies (0403 en 0404) De aantasting door interne rand in compartiment 7 van Inagro was zwaarder dan in compartiment 8. In compartiment 5 van het PCG kwam geen interne rand voor. Deze verschillen waren niet terug te brengen op verschillen in groeisnelheid. Wel was het klimaat in compartiment 7 van Inagro droger dan in beide andere compartimenten. Dit leidde tot een wijziging in het calciumtransport hetgeen resulteerde in een lagere calciumconcentratie in de bladranden van de hartbladeren. Een verschil in aantastingsgraad tussen compartiment 8 van Inagro en compartiment 5 van PCG kan te wijten zijn aan het tijdstip van watergeven. Wanneer in de namiddag wordt beregend (Inagro) zal dit grotere turgorschokken generen dan wanneer in de vroege ochtend wordt beregend (PCG) Experiment 0601 Opvolging bij telers PSKW Deze proef werd vroegtijdig stopgezet wegens langdurige ziekte van de proefuitvoerder. Bij de stopzetting waren er nog onvoldoende resultaten beschikbaar om te verwerken. 43

62 2.3. ALGEMENE CONCLUSIE WERPAKKET 1 In WP1 werden zoals voorzien verschillende rassenproeven uitgevoerd op de verschillende proeflocaties. Algemeen kan gesteld worden dat er een verschil in gevoeligheid voor rand bestaat tussen de rassen. Deze gevoeligheid hangt echter ook af van het klimaat. Zo werd er waargenomen dat een lage luchtvochtigheid tijdens de nacht sommige rassen meer gevoelig kan maken. Op basis van de intensieve randscoringen blijken duidelijke verschillen tussen het externe - en interne randtype. Ook binnen interne rand zijn de verschillende subtypes (gewoon rand, nerfrand en stippelrand) duidelijk te onderscheiden. De verschillende subtypes worden ook meer diepgaand besproken in WP 6 (Hoofdstuk 7). Deze gevoeligheid hangt hoogstwaarschijnlijk samen met lagere calciumconcentraties. In aangetaste bladzones werden systematisch concentraties aan fysiologisch actief calcium waargenomen die kleiner waren dan 2 g kg -1 droge stof. Opmerkelijk was ook de variatie binnen het blad waarbij de bladrand veel minder calcium bevat dan het gebied tussen de bladrand en de hoofdnerf. Naast de fysiologisch actieve fractie werd ook steeds een aanzienlijke hoeveelheid fysiologisch inactief calcium teruggevonden. Daaruit kan afgeleid worden dat zelfs zeer jonge bladeren melksap bevatten dat rijk is aan calciumoxalaat. Daarnaast werd rand voornamelijk waargenomen na plotse veranderingen in het klimaat of in de wortelomgeving. Hierom wordt ook in de volgende werkpakketten extra aandacht besteed aan de registratie van zulke schokken en de invloed ervan op de aantasting met interne rand. Op basis van diverse plantmetingen en bijkomende anatomische analyse (WP 6) kan het effect hiervan op de plant volledig in kaart gebracht worden. De planten worden als het ware onder intensive care geplaatst. Tabel 19 geeft weer welke variabelen in de verschillende experimenten een rol speelden op het verschijnen van randsymptomen. Hieruit blijkt dat vooral de nachtelijke RV een grote rol speelt. Hierop zal in de latere werkpakketten nog verder gewerkt worden. De groeisnelheid was slechts in 1 experiment van belang. Randsymptomen van interne rand verschenen inderdaad kort na duidelijk waarneembare turgorschommelingen. Tabel 19. Effect van verschillende variabelen op rand. - = zeker geen effect; + = zeker wel effect; 0 = niet waargenomen Experiment invloed RV invloed groeisnelheid invloed turgorschommelingen type rand intern intern extern intern intern intern intern intern intern / intern / Op basis van de uitgevoerde experimenten, de literatuur en een beperkt anatomisch onderzoek (zie Hoofdstuk 7, werkpakket 6) wordt de volgende hypothese vooropgesteld. Voor het ontstaan van rand zijn twee fasen van belang: 44

63 Hoofdstuk 2: Monitoring van randontwikkeling in praktijkomstandigheden (1) de aanleg van jonge gevoelige bladeren door het ontwikkelen van te zwakke celwanden met een te laag calciumgehalte oorzaken: - een te beperkt aanbod aan calcium door een te sterke verdamping van de uitgegroeide bladeren - een te grote vraag naar calcium door een te sterke groei (2) het induceren van de randsymptomen door een plots en te sterk onevenwicht in de turgordruk in één of meerdere bladweefsels. oorzaken: - te grote schommelingen in de wateropname door de wortels (bodem) - te grote schommelingen in transpiratie (klimaat) - een te beperkte aanpassing van de plant aan drogere omstandigheden 45

64 HOOFDSTUK 3. STUDIE VAN DE INVLOED VAN BOVENGRONDSE FACTOREN OP RAND 3.1. INHOUD WERKPAKKET Inleiding In dit werkpakket worden verschillende (eco)fysiologische processen die mogelijks aan de basis liggen van rand diepgaand onderzocht. Op cellulair en plantniveau worden verschillende plantenkenmerken intensief opgevolgd als reactie op bewust aangelegde wijzigingen in klimaatfactoren. Deze klimaatfactoren kunnen een invloed hebben op zowel de transpiratie als de groeisnelheid. De verworven inzichten in de onderliggende (eco)fysiologische processen bij het optreden van rand zullen vervolgens dienen als basis voor de in WP 4 en 5 op te maken integrale randbeheersingsstrategie, die na aanlevering van de leverbaarheden uit WP 3 ook de regeling van de factoren in het wortelmilieu zal omvatten Overzicht experimenten Op basis van de bevindingen in werkpakket 1, werden binnen werkpakket 2 voornamelijk experimenten opgezet die de invloed van de nachtelijke transpiratie kunnen bevestigen (Tabel 20). Zo werd enerzijds de nachtelijke transpiratie verlaagd door de planten af te dekken of door onder de goten te broezen. Anderzijds werd de transpiratie versneld door te ventileren om de laminaire laag rond de transpirerende bladeren te verdunnen. Behalve de intensiteit van de nachtelijke transpiratie werd ook de duur ervan aangepast. Dit gebeurde door wijziging van de daglengte, via kunstmatige belichting. Wel ging deze toepassing wellicht gepaard met inductie van turgorschommelingen, veroorzaakt door het aan- en uitgaan van de belichting. Tabel 20. Overzicht experimenten binnen WP 2. Proef ID Omschrijving Verantwoordelijke projectpartner Zaaidatum Plantdatum Oogstdatum 0701 belichting PSKW 2/11 24/11/2011 1/02 8/03/2011 3/03 5/04/ Nachtelijke verneveling PSKW 2/12/ /02/ /03/ afdekking Inagro 14/11/2011 6/01/ /03/ afdekking Inagro 13/04/2012 4/05/2012 9/06/ broezen Inagro 13/06/ /06/ /07/ belichting UGent-PE 19/11 20/12/ /2 20/02/ /04/2013 Proefopzet 3.2. EXPERIMENT 0701 BELICHTING PSKW MGS Dit experiment probeert aan te tonen of rand kan veroorzaakt worden door het gewas assimilatiebelichting te geven. Het plotse aangaan van de lampen zou een schok kunnen veroorzaken die genoeg is om melksapvaten te laten barsten. Daarnaast zou de kortere nacht, met bijhorende reductie van de transpiratie, er toe kunnen leiden dat de worteldruk onvoldoende kan opbouwen, waardoor de verdeling van calcium binnen de plant moeilijker loopt. Bovendien leidt bijbelichting tot een hogere groeisnelheid. Dit kan er voor zorgen dat de calciumopname ontoereikend is om de vraag te dekken, met een hogere gevoeligheid voor interne rand als gevolg. 46

65 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Materiaal en methoden - Rassen Tabel 21 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 21. Rassenkeuze voor experiment Teeltverloop Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Hofnar kropsla Rijk Zwaan Interne rand Mitria kropsla Rijk Zwaan Tolerant zaaidatum: 2 november november 2010 maat perspot: 6 cm plantdatum: 1 februari maart 2011 plantafstand (cm): 27 x 10 (kraanvak 1) 27 x 26 (kraanvak 5) oogstdatum: 3 maart april 2011 proeflocatie: PSKW compartimenten 13 en 14 - Klimaatregeling Compartiment 14 werd niet belicht en werd opgestookt 1 uur voor zonsopgang. Compartiment 13 werd belicht vanaf 9 uur na zonsondergang (2:15 u 3:00 u) en opgestookt tot 16 C vanaf 1 uur voor lampen aan. De lampen doofden ten laatste bij zonsondergang (17:45 u 18:00 u) of wanneer de stralingsintensiteit 275 W/m² bereikte of de stralingssom 700 J/cm². De lichtintensiteit van de lampen bedraagt 50 µmol m -2 s -1. Figuur 29. Proefopzet van experiment H = Hofnar, M = Mitria. KV = kraanvak. 47

66 Resultaten Het verschil tussen de gevoeligheid voor rand tussen de rassen was zeer groot. Hofnar was zeer sterk aangetast terwijl aantasting bij Mitria bijna niet voorkwam. Het kropgewicht lag bij oogst ongeveer 50 gram hoger (zie Figuur 30) bij de sla die belicht werd tegenover de niet belichte sla. Naar rand toe was er geen significante invloed zichtbaar (zie Figuur 32 en Figuur 31), maar bij beide rassen waren de belichte planten wat sterker aangetast. Het opstoken dat gepaard ging met het belichten verlaagt de relatieve luchtvochtigheid en verhoogt het dampdrukdeficit (zie Figuur 33). Wel was het calciumgehalte van de bladrand voor beide rassen hoger bij de belichte sla (Figuur 34). Het verschil in calciumgehalte tussen beide rassen was evenwel veel hoger, waarbij het niet door rand aangetaste ras, Mitria, het hoogste calciumgehalte bezat. Versgewicht (g) KV1 KV2 KV3 KV4 KV5 Oogst Belicht Belicht Onbelicht Onbelicht Figuur 30. Evolutie van het versgewicht doorheen experiment KV staat voor kraanvak. Figuur 31. Gemiddeld percentage ernst van de aantasting door rand (randindex). Het verschil tussen de twee Hofnar teelten is niet groot genoeg om statistisch relevant te zijn. De foutenbalken tonen de standaard error. 48

67 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 32. Randaantasting tijdens experiment G = geen zichtbare symptomen, L = lichte aantasting, M = matige aantasting, Z = zware aantasting. Bovenaan telkens Mitria (M), onderaan Hofnar (H). Van linksboven naar rechtsonder: Planting 1 op kraanvak vijf, planting 2 op kraanvak 4, planting 3 op kraanvak 5, planting 4 op kraanvak 4, planting 5 op kraanvak 5. 49

68 Vrije calcium (g/kg droge stof) Kastemperatuur (C ) /feb 12/feb 13/feb 14/feb 15/feb 16/feb 17/feb 18/feb T serre belicht T serre niet belicht Figuur 33. Kastemperatuur (boven) en VPD (onder) in g/m³ in de periode tussen 11/02/2011 en 18/02/2011 in het belichte en onbelichte compartiment. De eerste rand werd waargenomen op 17/02/ Calciumgehalte bladrand Hofnar Belicht Niet belicht Mitria Figuur 34. Concentratie aan vrij calcium in de bladrand van Mitria en Hofnar met en zonder belichting. 50

69 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Bespreking en conclusies De invloed van belichten op interne rand is in dit experiment te verwaarlozen tegenover het effect van de rassenkeuze. Dit verwaarloosbaar effect, en ook het hoger gehalte aan calcium in de bladeren, was wel in tegenstelling tot wat verwacht werd bij een verlenging van de dag en dus verkorting van de periode met lage transpiratie en met activiteit van worteldruk. Daarenboven zorgde ook de wat hogere groeisnelheid voor een verhoogde vraag naar calcium. Een mogelijke verklaring voor de verhoogde calciumconcentratie in de bladranden bij belichting is dat de verhoogde fotosynthese via de aanmaak van meer suikers de wortelgroei en activiteit stimuleert zodat meer calcium wordt opgenomen. In dit experiment werd de wortelmassa niet geregistreerd zodat deze veronderstelling niet kan bevestigd worden. Verder blijft de vraag waarom dan de belichting dan toch, niettegenstaande een duidelijk verhoogd calciumgehalte in de bladeren, een lichte verhoging van de randaantasting veroorzaakte. Wellicht kan dit verklaard worden vanuit de tweede fase vermeld in de hypothese voor randontwikkeling: kapotspringen van de melksapvaten ten gevolge van turgorschommelingen. Omdat het belichten gepaard gaat met stoken veroorzaakt dit een daling van de relatieve luchtvochtigheid (= stijging van het VPD) in de vroege ochtend. Dit kan leiden tot een verhoogd waterverlies van de plant. Ook het aan- en uitschakelen van de belichting kan turgorschokken veroorzaken. Proefopzet 3.3. EXPERIMENT 1101 NACHTELIJKE VERNEVELING PSKW - MGS Dit kleine experiment was oorspronkelijk niet bedoeld om in het project opgenomen te worden. Vanaf 6 december 2011 werden de compartimenten van het MGS op het PSKW s nachts telkens van elkaar gescheiden door hetzelfde scherm dat werd gebruikt in experiment In compartiment 14 werd een vernevelaar gehangen, gericht op het wandelpad naast de sla. In compartiment 13 werd geen vernevelaar gebruikt. Er werd bij verneveling minder rand aangetoond tijdens een rassenproef met lollo bionda die op dat moment in de compartimenten stond. Het effect op kropsla werd daarna nagegaan. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 22. Rassenkeuze voor experiment Teeltverloop Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand Cosmopolia kropsla Rijk Zwaan Tolerant zaaidatum: 2 december 2011 maat perspot: 6 cm plantdatum: 21 februari 2012 plantafstand (cm): 27 x 10 (kraanvak 1) 27 x 26 (kraanvak 5) oogstdatum: 27 maart 2012 proeflocatie: PSKW compartimenten 13 en 14 - Klimaatregeling De vernevelaar in compartiment 14 werd gebruikt om de relatieve luchtvochtigheid (RV) vanaf zonsondergang tot het aangaan van de lampen op te drijven tot 90%. In compartiment 13 werd geen vernevelaar gebruikt. De compartimenten werden tot zonsopgang van elkaar gescheiden door een scherm. 51

70 Resultaten Er werd geen rand gezien in het experiment tot bij de beoordeling op 12 maart. Vanaf 15 maart werd plots een enorme hoeveelheid intern rand waargenomen op de goten met Gardia waar niet werd verneveld (compartiment 14). In het compartiment 13, waar wel werd verneveld, werd slechts één krop met rand gezien. Er werd nog steeds geen rand gezien bij Cosmopolia. Er werd naar het klimaat gekeken tussen 12 en 15 maart om een verklaring te vinden voor de plotse toename van de hoeveelheid rand. Deze periode was zeer donker, waardoor het moeilijk was om met de vernevelaar de RV in de kas veel hoger te krijgen dan in de controle. Dit wil echter niet zeggen dat geen verschillen in RV aanwezig waren in het microklimaat. In de nacht van 13 naar 14 maart werden om een onbekende reden de ramen van beide compartimenten wijd opengezet. Dit zorgde ervoor dat de RV niet zoals elke nacht opnieuw kon stijgen en laag bleef. In de compartiment met vernevelaar werd dit effect afgevlakt omdat de RV verhoogd werd door de vernevelaar. De vernevelaar heeft deze schok kunnen opvangen, maar in het andere compartiment daalde de RV tijdens die nacht naar slechts 75%.. 52

71 RV (%) Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 35. Aantasting van Gardia door rand tijdens experiment Links wordt telkens het compartiment waarin verneveld werd weergegeven, rechts de controle zonder vernevelaar. G = geen symptomen, L = lichte symptomen, M = matige symptomen, Z = zware symptomen. Geen van de beoordeelde planten waren s ochtends nat RV normaal RV verhoogd Figuur 36. Relatieve luchtvochtigheid tijdens de periode waarin plots veel rand ontstond tijdens experiment De zwarte lijn toont de RV in het controlecompartiment, de witte lijn de RV in het compartiment met vernevelaar. 53

72 Bespreking en conclusies Het huidige experiment toont een groot verschil in randaantasting tussen beide serrecompartimenten, met minder interne rand bij toepassing van de verneveling. Aangezien geen grote langdurige verschillen in RV tijdens de nacht werden geregistreerd in de periode voordat de rand ontstond, is het weinig aannemelijk dat de verneveling zijn effect uitoefende door verbeterde calciumtoevoer naar de hartbladeren wegens verlaagde transpiratie. Veeleer wordt verondersteld dat in beide compartimenten de nachtelijke RV te laag bleef, zodat de hartbladeren een te laag calciumgehalte bezaten en dus gevoelig waren voor randaantasting. Van zodra zich een plotse turgorschommeling voordeed, in de nacht van 13 op 14 maart, werden inderdaad snel randsymptomen gevormd. De veneveling zorgde ervoor dat deze turgorschommeling zich niet voordeed in compartiment 14, zodat op die manier ook rand uitbleef. Spijtig genoeg kan de lage calciumconcentratie in de bladeren niet worden geverifieerd: voor deze proef in de marge werden geen analyses uitgevoerd. Proefopzet 3.4. EXPERIMENT 1403 NACHTELIJKE AFDEKKING INAGRO MGS In dit experiment werd geprobeerd de nachtelijke transpiratie te verminderen door afdekking van de planten met een geperforeerde folie. Materiaal en methoden - Rassen - Teeltverloop Tabel 23 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 23. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan tolerant Hofnar kropsla Rijk Zwaan interne rand zaaidatum: 14 november 2011 maat perspot: 5 cm plantdatum: 6 januari 2012 plantafstand (cm): 10 x x 26 oogstdatum: 28 maart 2012 proeflocatie: Inagro compartimenten 7 en 8 - Klimaatregeling De proefobjecten bevonden zich in de vier NFT eenheden die zijn aangebracht in compartimenten 7 en 8. Vanaf kropvorming (08/03) werd in NFT 7.1 s nachts een geperforeerde folie (polyethyleenfolie; 500 perforaties (Ø 1 cm)/m²) over de planten gelegd tussen 16:30 en 8:00 h (Figuur 37). Om controleplanten te hebben met een extra sterk contrast in luchtbeweging rondom de bladeren (en dus in transpiratie), werd in NFT 8.1 voor dezelfde periode en hetzelfde tijdstip luchtbeweging gecreëerd onder de planten met behulp van een ventilator. Deze ventilator blies lucht in een houten bak die onder de goten werd geïnstalleerd. Aan de bovenzijde werd de bak uitgerust met een geperforeerde plasticfolie om een gelijkmatige verdeling van de luchtstroom onder het object te bekomen. Vanaf een week vóór oogst (21/03) werd ook NFT 7.2 afgedekt zoals NFT 7.1. NFT 8.2 werd niet afgedekt en niet geventileerd en was bijgevolg de gewone controlebehandeling. De verschillende behandelingen werden niet opgelegd op zaterdag en zondag. 54

73 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 37. Schematische weergave van de behandelingen die werden toegepast tijdens 1403: het afdekken van de planten (bovenaan) en het ventileren onder de goten (onderaan). Resultaten De waarnemingen van het klimaat in de laatste maand worden weergegeven in Figuur 38. Tijdens de nacht, wanneer de behandeling werd uitgevoerd (vanaf 8/03 en niet op zaterdag en zondag), werd een hogere relatieve vochtigheid waargenomen in de kas met planten die werden afgedekt dan bij de controle en geventileerde planten (Figuur 38D). Dit resulteerde dan ook in een nachtelijk verschil in dampdrukdeficit (Figuur 38E). Hiervoor kan geen reden worden gevonden. In dit experiment vonden geen metingen plaats van het microklimaat rondom de planten. Het was dus niet mogelijk na te gaan in welke mate de objecten met afdekking de bedoelde verhoging van de luchtvochtigheid rondom de planten creëerden. Op 21 februari 2012 werd waargenomen dat de planten in NFT eenheid 8.1 verwelkt stonden. Ook in de andere NFT eenheden stonden de planten droog. Hoewel de planten vrij goed hersteld leken, heeft deze droogte ongetwijfeld een schok in de waterpotentiaal veroorzaakt die een rol kan gespeeld hebben bij de randontwikkeling. 55

74 Figuur 38. De waarnemingen van het klimaat (5-min gemiddelden) tijdens experiment 1403: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] CO2-concentratie (CO2), [C] luchttemperatuur (Ta), [D] relatieve luchtvochtigheid (RH a ) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD a ) of als dampdichtheid (VDD a ). Figuur 39 geeft de mate van aantasting met interne rand weer in functie van de behandeling. Opnieuw zijn, net als in de rassenproeven (WP1) duidelijke rasverschillen aanwezig. Voor Gardia blijkt dat het afdekken zeker een gunstig effect heeft gehad. De aantasting met interne rand is hoger in de controle en in het ventilatie-object. Voor Hofnar zijn op één na alle objecten heel zwaar aangetast. Enkel het object 56

75 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand dat vanaf kropsluiting werd geventileerd heeft nog een deel randvrije kroppen. De invloed van het tijdstip van afdekking (kropsluiting of laatste week) is niet meteen duidelijk. De vrij sterke aantasting door rand bij Hofnar, en ook de aantasting bij Gardia na afdekking van de planten, was verrassend. Een mogelijke verklaring kan zijn dat het transpiratievocht van de planten onderaan en tussen de goten in wegdiffundeerde. Belangrijk is dat dit experiment slechts in één parallel werd aangelegd. Bovenstaande invloeden kunnen niet met grote zekerheid worden gesteld. Figuur 39. Mate van aantasting door interne rand in de verschillende objecten als percentage in de 4 categorieën. G staat voor Gardia, H voor Hofnar, Vroeg voor afdekking vanaf kropvorming, Laat voor afdekking vanaf 1 week voor oogst, Vent voor nachtelijke ventilatie en Contr voor controle. De resultaten van de destructieve groeibepalingen worden weergegeven in Figuur 40 en Figuur 41 voor Gardia en Hofnar respectievelijk. Hieruit blijken niet meteen grote invloeden van de verschillende objecten aanwezig. Het versgewicht van de controle is wel iets hoger dan dat van de afgedekte objecten. Dat van het geventileerde object is dan weer iets lager. 57

76 Figuur 40. Vers gewicht (A), droog gewicht (B), aantal bladeren (C) en stengeldiameter (D) gemeten op 6 tijdstippen doorheen de teelt voor het ras Gardia. Data geven gemiddelde van 5 planten weer en foutbalken de standaardfout. Figuur 41. Vers gewicht (A), droog gewicht (B), aantal bladeren (C) en stengeldiameter (D) gemeten op 6 tijdstippen doorheen de teelt voor het ras Hofnar. Data geven gemiddelde van 5 planten weer en foutbalken de standaardfout. Figuur 42 geeft het gehalte aan vrij calcium weer in de bladranden van de hartbladeren. Hier zijn geen duidelijke trends uit waar te nemen. Voor Gardia gaf de afdekking een hoger gehalte dan de controle. De controle had een hoger gehalte dan het geventileerde object. Bij Hofnar had de controle het hoogste gehalte aan calcium. De afgedekte objecten en het geventileerde object verschilden niet. 58

77 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 42. Het gehalte aan vrij calcium in de verschillende objecten bij de oogst. Dit is gemeten in de bladranden van de hartblaadjes afkomstig van 5 kroppen. vroeg staat voor afdekking vanaf kropvorming, laat voor afdekking 1 week voor de oogst, vent voor ventilatie en contr voor controle. De concentratie aan vrij calcium in de 1 cm brede rand van de gevoelige hartbladeren was voor elk object hoger dan de voorlopig kritische grenswaarde van 2 g per kg droge stof, terwijl toch rand werd waargenomen. Een mogelijke verklaring hiervoor kan zijn dat de monsters voor calciumanalyse werden genomen bij oogst, terwijl de eerste symptomen van rand een tiental dagen eerder werden waargenomen. De dagelijkse bladdiktevariaties duiden een duidelijk verband aan met de heersende relatieve vochtigheid en instraling (zie Figuur 43). Op verschillende dagen toont de bladdikte gemeten aan de plant onder ventilatie, na uitschakelen van de ventilator een plotse toename, terwijl simultaan geen toename in relatieve vochtigheid kon worden waargenomen. Dit wijst erop dat de ventilator tijdens de nacht wel degelijk de transpiratie liet doorgaan bij de planten. Bij de planten onder afdekking kan echter geen extra opbouw van worteldruk gedetecteerd worden, ondanks de hoge relatieve vochtigheid in deze behandeling. Een mogelijke verklaring hiervoor kan liggen in het feit dat de wortels onvoldoende ontwikkeld waren door de korte periode van droogtestress enkele weken eerder. 59

78 Figuur 43. Bladdiktevariaties voor de periode van 10/03 tot 17/03 voor twee behandelingen: nachtelijke afdekking en nachtelijke ventilatie. De blauwe zones tonen de periodes aan waarin de behandeling werd toegepast. Opmerking: De schaal voor beide behandelingen is anders. Conclusies Er werd een licht lagere aantasting van interne rand waargenomen in de objecten die s nachts werden afgedekt. Met de bladdiktesensoren werd echter geen worteldruk geobserveerd. Het opzet van dit experiment werd als dusdanig niet bereikt. Vermoedelijk veroorzaakte de periode van tijdelijke droogte lichte wortelschade gedurende de rest van de teelt. Voor Gardia liggen de gemeten calciumconcentraties in lijn met de opgelegde objecten terwijl dit voor Hofnar niet het geval is. Daarom is het moeilijk om met zekerheid de verschillen in calciumgehalten toe te wijzen aan de objecten. Proefopzet 3.5. EXPERIMENT 1603 NACHTELIJKE AFDEKKING INAGRO MGS (EN FLOATING) In experiment 1403 werd geëvalueerd of de nachtelijke RV kon verhoogd worden door de planten s nachts af te dekken met geperforeerde plasticfolie om aldus worteldruk te stimuleren, meer calcium naar de jongere bladeren te sturen en zo het optreden van rand te verminderen. Huidig experiment (1603) heeft tot doel de voorlopige conclusies uit experiment 1403 te evalueren en de proefopzet te optimaliseren. Om bij afdekking een nog significantere verhoging van de luchtvochtigheid rondom de planten te bekomen, werd besloten om ook onder de goten een plasticfolie aan te brengen. Zo kon het transpiratievocht niet onderaan de goten wegdiffunderen. Materiaal en methoden - Rassen - Teeltverloop Tabel 24 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 24. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand zaaidatum: 13 april 2012 maat perspot: 5 cm plantdatum: 4 mei

79 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand plantafstand (cm): 10 x x 26 oogstdatum: 9 juni 2012 proeflocatie: Inagro compartimenten 7 en 8 - Klimaatregeling De objecten bevonden zich in de verschillende NFT eenheden die zijn aangebracht in compartiment 7 en 8. NFT 7.1 werd opgenomen als controle. De planten van NFT 7.2 werden gedurende de nacht afgedekt. Dit gebeurde met een polyethyleenfolie voorzien van 500 perforaties (Ø 1 cm)/m² en deze werd opgelegd van 20:00 tot 08:00 h. Daarbij werd dit object onderaan voorzien van een permanente (dus ook overdag) niet-geperforeerde folie (Figuur 44). permanente folie onder de goten Figuur 44. Schematische weergave van het object waar planten werden afgedekt gedurende de nacht tijdens experiment In NFT 8.2 werd op een gelijkaardige manier als in experiment 1403 luchtbeweging gecreëerd tussen de planten (Figuur 37). Aldus werd getracht de nachtelijke transpiratie af te remmen in NFT 7.2 en te verhogen in NFT 8.2. Met beide behandelingen werd gestart op 5 mei In tegenstelling tot experiment 1403 werden de objecten nu ook in het weekend toegepast. Resultaten De waarnemingen van het microklimaat in de laatste maand van het experiment worden weergegeven in Figuur 45. Tegen de verwachtingen in, en in tegenstelling tot in experiment 1403 (vroege lente), werd tijdens de nacht geen hogere relatieve vochtigheid waargenomen bij de planten die werden afgedekt (Figuur 45C). Dit ondanks het feit dat in dit experiment de goten zowel boven- als onderaan werden afgedekt met plastic folie. Naar alle waarschijnlijkheid was er onvoldoende vocht aanwezig in de kas om de luchtvochtigheid te verhogen bij deze relatief hogere nachtelijke temperaturen in vergelijking met experiment Een andere verklaring kan zijn dat de onderaan bevestigde folie het vocht van de omringende kas of bodem net tegenhoudt, waardoor de luchtvochtigheid bij de planten onvoldoende kon oplopen. 61

80 Figuur 45. De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 1603: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [D] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale streepjeslijn geeft het tijdstip weer van verschijnen van de eerste symptomen van interne rand. De eerste randsymptomen (interne rand) werden waargenomen op 25/05. Globaal konden er geen verschillen in randaantasting worden geregistreerd tussen de verschillende objecten (Figuur 46). 62

81 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 46. Mate van randaantasting (%) in de verschillende objecten, uitgedrukt als percentage in vier categorieën. Wat betreft de verschillende destructieve metingen, die tijdens de teelt werden uitgevoerd, kon geen aanzienlijk verschil tussen de verscheidene objecten worden aangetoond. Ook de metingen van de stengeldiameter toonden geen verschillen in dynamiek voor de verschillende objecten. Vergelijking van gemeten met gesimuleerde bladdikte voor de periode van 26/05 tot 8/06 (Figuur 47) kon geen aanwezigheid aantonen van worteldruk (zie Figuur 47). De gemeten bladdikte was immers vrij gelijklopend met de gesimuleerde. Dit kan te wijten zijn aan de te lage luchtvochtigheid tijdens de nacht. Figuur 47. Metingen en simulaties van de bladdiktevariaties voor de periode van 26/05 tot 8/06 voor vier behandelingen: [A] Referentie, [B] nachtelijke afdekking en [C] nachtelijke ventilatie. 63

82 Conclusies In dit experiment konden de opgelegde objecten geen verschillen in nachtelijke relatieve vochtigheid genereren. Waarschijnlijkheid was er onvoldoende vocht aanwezig in de kas om de luchtvochtigheid te verhogen bij deze relatief hogere nachtelijke temperaturen. Met behulp van de bladdiktesensoren kon ook in geen enkele behandeling worteldruk worden gedetecteerd. Waarschijnlijk was de nachtelijke luchtvochtigheid te laag om de transpiratie volledig stil te leggen, wat een voorwaarde is voor het opbouwen van worteldruk. Het wegblijven van verschillen in relatieve vochtigheid leidde dan ook in een gelijke aantasting met interne rand in de afzonderlijke objecten. Proefopzet 3.6. EXPERIMENT 1803 NACHTERLIJKE TRANSPIRATIE INAGRO MGS (EN FLOATING) In experiment 1403 (vroege lente) werd de nachtelijke RV verhoogd door middel van afdekking met behulp van geperforeerde plastic folie. In experiment 1603 (late lente) bleek deze aanpak echter niet te zorgen voor de verhoopte verhoging in nachtelijke RV en bijgevolg ook niet voor een verminderd optreden van interne rand. Daarom werd in dit experiment (1803) gezocht naar een andere manier om de RV s nachts te verhogen, en het optreden van rand te voorkomen: onder de goten werd water gebroesd. Hiernaast werd binnen dit experiment een deelexperiment uitgevoerd om de gevoeligheid van bladdikte sensoren te testen Materiaal en methoden.- Rassen Tabel 25 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 25. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand Cosmopolia Kropsla Rijk Zwaan tolerant - Teeltverloop zaaidatum: 13 juni 2012 maat perspot: 5 cm plantdatum: 28 juni 2012 plantafstand (cm): 10 x x 26 oogstdatum: 31 juli 2012 proeflocatie: Inagro compartimenten 7 en 8 - Klimaatregeling Tijdens de nacht (van 22u tot 5u30) werd de onderberegening elk kwartier voor 35 seconden aangeschakeld. Dit werd gerealiseerd door buizen met beregeningsdoppen op de grond onder de goten aan te brengen (Figuur 48). Zo werd per beurt van 35 seconden een watergift van 0.7 L m -2 gerealiseerd. Deze beregening werd toegepast in NFT eenheid 7.2. NFT eenheid 8.2 dient als controle. 64

83 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 48. Schematische weergave van beregening onderaan de goten in NFT Deelexperiment Binnen behandeling NFT Controle werd één goot van het ras Cosmopolia droog gezet van 11 juli om 10:30 h tot 13 juli om 10:30 h. Op die manier kon onderzocht worden of de bladdiktesensor in combinatie met modelmatige bladdiktesimulatie droogtestress kan detecteren, en of droogte een verhoogde aanleiding geeft tot optreden van interne rand. Resultaten De waarnemingen van het microklimaat van dit experiment worden weergegeven in Figuur 49. Algemeen kan gesteld worden dat de gemeten PAR straling en temperatuur voor alle objecten sterk gelijkaardig zijn (Figuur 49A en B). Tijdens de zonnigste dagen daalde de relatieve vochtigheid tot een minimale waarde van rond 35%. Tijdens de nacht werd een hogere relatieve vochtigheid boven de planten (+ 0 tot 10%) waargenomen bij het NFT systeem waaronder s nachts beregend werd dan bij de controle (Figuur 49D). Dit resulteerde dan ook in een nachtelijk verschil in dampdrukdeficit (Figuur 49E). Ook in de DFT eenheid, naast het object waar werd gebroesd, werd het microklimaat opgemeten. Een opmerkelijke vaststelling was dat boven deze DFT-eenheid het broezen onder de naburige goteneenheid de RV boven de DFT niet verhoogde. Bovendien viel op dat de worteltemperatuur tijdens de nacht bij DFT hoger was dan bij beide NFT sytemen, wellicht voornamelijk door de warmtebufferende werking van de watervoorraad in de DFT bak. In dit experiment werd de nachtelijke luchtvochtigheid met succes verhoogd tot 100 %, ondanks de hogere nachtelijke temperaturen in vergelijking met experiment 1403 en In hydrocultuur lijkt daarom de nachtelijke beregening onder de goten een meer geschikte maatregel dan het afdekken met geperforeerde plastic folie zoals tijdens experiment 1403 en Bovendien kan de beregening geautomatiseerd worden, terwijl afdekking in de praktijk veel tijd zou vragen. Wel moet vermeld worden dat de grond, gelegen naast de NFT eenheden, in het huidige experiment beplant was. In experiment 1403 en 1603 was dit niet het geval, en was het naastliggend grondoppervlak zelfs droog. Vanaf 15 juli traden verschijnselen van interne rand op. Bij oogst werd de mate van randaantasting van 30 planten per object geregistreerd (Figuur 50). Globaal was Cosmopolia minder zwaar aangetast dan Gardia. Bij beide rassen veroorzaakte een verhoging van de nachtelijke RV minder interne rand dan bij de controlekroppen. Bij Gardia was dit effect zeer significant: terwijl 56% van de planten was aangetast bij de controle, was dit het bij object met nachtelijk broezen amper 3%. De calciumanalyses bevestigen de voorafgemaakte conclusies omtrent de verdelingen in het blad. Opnieuw had de 1 cm brede bladrand een lagere calcium concentratie dan het bladmoes. De verschillen tussen de calciumgehalten in de bladrand van de verschillende objecten zijn zeer klein (Figuur 51). Wanneer de RV s nachts werd verhoogd is een lichte toename waarneembaar. Ook was het gehalte in Gardia licht hoger dan in Cosmopolia. Bij de objecten op NFT werd doorheen de teelt op 6 tijdstippen het bovengronds versgewicht, de wortelmassa en het aantal bladeren bepaald van 5 planten per object voor beide rassen (Figuur 52). Er was weinig verschil in versgewicht tussen de rassen of behandelingen. Binnen elke behandeling was de wortelmassa van Cosmopolia hoger dan die van Gardia. Verhoging van de nachtelijke RV leidde tot een lichte verhoging van de wortelmassa ten opzichte van het controle object. Het aantal bladeren was hoger 65

84 bij Gardia dan bij Cosmopolia. Binnen de rassen was er geen verschil in aantal bladeren voor de verschillende objecten. Figuur 49. De micro-klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 1803: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn duidt het tijdstip aan waarop voor het eerst rand werd waargenomen. 66

85 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 50. Mate van randaantasting bij oogst (31/07) in de verschillende objecten als percentage in 4 categorieën (Geen, Licht, Matig en Zwaar). Figuur 51. De concentratie vrij calcium voor de bladrand van jonge bladeren bij de oogst. 67

86 Figuur 52. Voornaamste destructieve metingen tijdens experiment 1803: [A] Verse bovengrondse massa, [B] verse wortelmassa en [C] aantal bladeren gemeten op 6 tijdstippen doorheen de teelt voor de rassen Gardia en Cosmopolia in de verschillende objecten. De dagelijkse bladdiktevariaties toonden een duidelijk verband met de heersende relatieve vochtigheid en instraling. De zonnige en droge periode van 23 tot 27 juli resulteerde in sterke schommelingen van de bladdikte (data niet weergegeven). Ter verduidelijking van het effect van de behandeling op de dagelijkse variaties in bladdikte geeft Figuur 53 de dynamiek in bladdikte voor drie opeenvolgende dagen weer voor Cosmopolia in de behandeling NFT Controle en NFT Verhoogd (= met nachtelijk broezen). Hierin valt op dat de bladdikte bij NFT Verhoogd elke nacht een sterke toename vertoonde bij de start van de behandeling, terwijl dergelijke toename niet werd waargenomen bij NFT Controle. Dit stemt overeen met de toename in relatieve vochtigheid, en wijst zeer duidelijk op de aanwezigheid van worteldruk in het object NFT verhoogd. De bladdikte van de planten in het controle-object kon vrij goed worden gesimuleerd door het model vermeld in Inderdaad toont Figuur 54 een gelijkaardig beeld als Figuur

87 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 53. Bladdiktevariaties gemeten op Cosmopolia voor de behandelingen NFT Controle en NFT Verhoogd voor drie opeenvolgende dagen. De blauwe banden duiden de periode aan waarin de RV actief verhoogd werd in behandeling NFT Verhoogd. Figuur 54. Vergelijking tussen de gemeten bladdikte en de bladdikte gesimuleerd op basis van het microklimaat voor het ras Cosmopolia in de behandeling NFT Verhoogd. De blauwe zones duiden de periode aan waarin beregend werd onder de goten. 69

88 Detectie van droogtestress- deelexperiment In één goot van het ras Cosmopolia in de behandeling NFT Controle werd de druppelaar voor een korte periode uitgetrokken. Voor de plantafhankelijke bepaling van droogtestress werd opnieuw hetzelfde model gebruikt om de bladdikte te voorspellen. Terwijl de simulatie en de meting van de bladdikte zeer goed overeenkomen op een plant zonder droogtestress (Figuur 55A), is een duidelijke afwijking waar te nemen op een plant met droogtestress (Figuur 55B), wel in omgekeerde richting als bij worteldruk. Bovendien is ook zichtbaar dat de plant zich niet onmiddellijk herstelt na het terugplaatsen van de druppelaar. Op de planten met droogtestress werd bovendien enkele dagen na het einde van de droogteperiode interne rand waargenomen. Figuur 55. Meting en simulatie van de bladdikte op Cosmopolia in behandeling NFT Controle zonder droogtestress [A] en met droogtestress [B]. De pijlen duiden het begin en einde aan van de droogteperiode. Conclusies Bij de grondloze teelt in goten (NFT) lijkt beregening onder de goten een meer geschikte maatregel om de de nachtelijke RV te verhogen dan het afdekken met geperforeerde plastic folie zoals tijdens experiment 1403 en Uit de waarnemingen bleek dat de verhoogde nachtelijke RV zeer effectief was voor de preventie van interne rand. In combinatie met het mechanistisch plantmodel lieten de bladdiktesensoren in dit experiment zeer goed toe om de aanwezigheid van worteldruk te detecteren in de behandeling met verhoogde nachtelijke RV. 70

89 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Dergelijke worteldruk kon niet worden waargenomen in de behandeling NFT Controle. De combinatie bladdiktesensoren en mechanistisch modelleren liet daarnaast toe om droogtestress te detecteren bij planten die droog werden gezet. Proefopzet 3.7. EXPERIMENT 2500 BELICHTING UGENT-PE MGS Experiment 0701 leek aan te tonen dat het verlengen van de dag door toepassing van kunstmatige belichting, of m.a.w. het verkorten van de nacht, aanleiding kan geven tot meer vorming van interne rand. De vastgestelde verhoging van de randaantasting was echter matig, en de significantie ervan werd in vraag gesteld door de gelijktijdige meting van een hoger gehalte aan vrij calcium in de hartbladeren. In experiment 2500 werd het effect van het kunstmatig verkorten van de dag op randontwikkeling nogmaals bestudeerd. De experimenten werden uitgevoerd in de groeikamers van het Laboratorium voor Plantecologie. Speciaal werd hierbij aandacht besteed aan de toename van de wortelmassa ten gevolge van de kunstmatige belichting, als mogelijke oorzaak van een hoger calciumgehalte. In dit experiment werd gewerkt met planten van een verschillende leeftijd om de invloed van het plantontwikkelingsstadium op de gevoeligheid voor rand en randinducerende factoren na te gaan. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 26 vermeldt de rassen gebruikt in experiment 2500 en hun respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 26. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Halewyn kropsla Rijk Zwaan tolerant Brighton Kropsla Enza Interne rand De rassen Halewyn (tolerant) en Brighton (randgevoelig) werden gekozen afkomstig van 3 opeenvolgende plantingen van het MGS in PCG (planting 9, 10 en 11). - Teeltverloop zaaidatum: Planting 9: 19 november 2012 maat perspot: Planting 10: 01 december 2012 Planting 11: 20 december cm plantdatum: Planting 9: 12 februari 2013 Planting 10: 20 februari 2013 Planting 11: 20 februari 2013 plantafstand (cm): 25 x 26 oogstdatum: 22 april 2013 proeflocatie: groeikamers Laboratorium voor Plantecologie - Klimaatregeling en meting van plantrespons In Figuur 56 wordt het proefplan weergegeven. In de groeikamers werd een NFT systeem nagebouwd. In groeikamer 1 (GK1) werd de nachtlengte ingesteld op 6h (van 19h tot 1h), terwijl in groeikamer 2 (GK2) een nacht van 9h (van 19h tot 4h) werd aangehouden. De voedingsoplossing had een K/Ca verhouding van 1 en werd wekelijks volledig 71

90 ververst en tussendoor bijgestuurd. De dag- en nachttemperatuur werden ingesteld op 20 C/12 C. Een vernevelaar werd gebruikt om het vochtgehalte boven de 75% te houden. Beide groeikamers werden uitgerust met sensoren om het microklimaat te monitoren (PAR, RV, luchttemperatuur en temperatuur in de perspot). Daarnaast werden ook sensoren voor bladdikte (LC) en stengeldiameter (LVDT) ingezet om de plantrespons op te volgen. Figuur 56. Proefplan voor experiment GK = groeikamer. LVDT = stengeldiametersensor; LC = bladdiktesensor. - Beoordeling van randsymptomen - Op geregelde tijdstippen werd een beoordeling voor interne rand uitgevoerd. Hierbij werd aan elke kropslaplant een score meegegeven: 0: geen rand 1: bruine stipjes 2: lichte rand 3: matige rand 4: zware rand Resultaten In Figuur 57 A en Figuur 57 B worden respectievelijk de temperatuur en de RV over drie opeenvolgende dagen weergegeven. De temperatuur in GK2 leek tijdens de dag iets hoger te zijn dan in GK1, ondanks dezelfde instellingen. Door de langere nacht daalde de temperatuur tevens iets meer in GK2. De RV vertoonde een gelijkaardig patroon, maar bereikte nooit waarden hoger dan 90%, ondanks het inschakelen van de vernevelaars. De PAR straling volgt het verloop van een stapfunctie, waarbij de maximale PAR straling in GK2 ongeveer 20 µmol m -2 s -1 hoger ligt dan in GK1 (Figuur 58). 72

91 Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 57. A. Temperatuur in GK1 (zwart) en GK2 (grijs); B. RV in GK1 (zwart) en GK2 (grijs). Figuur 58. Fotosynthetisch actieve straling in GK1 (zwart) en GK2 (grijs). Het verloop van de bladdikte over 3 opeenvolgende dagen wordt weergegeven in Figuur 59. Een kleine afname van de bladdikte kan worden vastgesteld in de periode waarin de lichten zijn aangeschakeld (a). Bij het aanschakelen van de lichten werd een piek in de bladdikte waargenomen (b), die moeilijk kan verklaard worden, aangezien de bladdikte zou moeten afnemen wanneer de transpiratie op gang komt. Mogelijks werd de sensoroutput beïnvloed door het aanschakelen van de lichten en temperatuurtoename die daarmee gepaard ging (Figuur 57 A). Figuur 59. Bladdikte gemeten op het ras Halewyn in GK1 (zwart linkse as) en GK2 (grijs rechtse as). 73

92 Op 21 maart werden de eerste symptomen van interne rand vastgesteld. Een evolutie van de randaantasting per week wordt weergegeven in Figuur 60, Figuur 61 en Figuur 62. Figuur 60. Randbeoordeling op 25 maart GK = groeikamer. Figuur 61. Randbeoordeling op 1 april GK = groekamer. De figuren tonen aan dat de randaantasting beduidend zwaarder was in GK1, waar een kortere nacht werd opgelegd. Drie weken na het waarnemen van de eerste randsymptomen was slechts 8% van de planten niet aangetast in GK1, terwijl in GK2 nog 46% van de planten onaangetast was. Een tijdsreeks voor de randaantasting in beide groeikamers wordt weergegeven in Figuur 63 en Figuur 64. Hiervoor werd voor elke planting van elk ras de mediaan bepaald per groeikamer. Uit deze tijdsreeksen kan worden gezien dat het tijdstip waarop rand optrad eerder plaats vond wanneer de planten blootgesteld werden aan een kortere nacht. Tevens was de aantasting op het einde van het experiment ook minder zwaar bij een nachtlengte van 9h. 74

93 Randscore Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand Figuur 62. Randbeoordeling op 8 april GK = groeikamer /03/ /03/ /03/2013 6/04/ /04/ /04/ /04/2013 Datum Brighton Planting 9 Halewyn Planting 9 Brighton Planting 10 Halewyn Planting 10 Brighton Planting 11 Halewyn Planting 11 Figuur 63. Evolutie van de randaantasting (objectmediaan) in de tijd in groeikamer 1 (lengte dag/nacht = 18h/6h). 75

94 Randscore /03/ /03/ /03/2013 6/04/ /04/ /04/ /04/2013 Datum Brighton Planting 9 Halewyn Planting 9 Brighton Planting 10 Halewyn Planting 10 Brighton Planting 11 Halewyn Planting 11 Figuur 64. Evolutie van de randaantasting (objectmediaan) in de tijd in groeikamer 2 (lengte dag/nacht = 15h/9h). Uit deze tijdsreeksen blijkt eveneens dat de oudere planten vroeger aangetast raakten. De stress van het verplanten en het beschadigen van de wortels (die talrijker aanwezig zijn bij de oudere planten) kan hier een rol bij spelen. In Figuur 65 wordt een detail gegeven van de evolutie van de randscore voor planten uit planting 10. Hierbij kan opnieuw duidelijk worden vastgesteld dat het reduceren van de nachtlengte leidt tot een snellere symptoomvorming. Het is echter opmerkelijk dat het tolerant ras sneller rand vertoonde dan het gevoelige ras. Bij de interpretatie van deze data moet rekening gehouden worden met het feit dat bij het vorderen van het experiment veel planten van het ras Brighton begonnen te schieten, doordat Brighton daglengtegevoelig is. Dit zal de fysiologie beïnvloed hebben. Uit de randscoring bleek inderdaad dat de planten die sterk opschoten weinig tot geen rand vertoonden. Op het einde van het experiment werden ook enkele destructieve metingen uitgevoerd. Het gemiddeld wortelgewicht van de verschillende rassen en plantingen wordt weergegeven in Figuur 66. Het wortelgewicht van Halewyn lag veelal hoger dan dat van Brighton. Het effect van de nachtlengte op het gemiddeld wortelgewicht leek beperkt, al lijkt een langere nacht voor een iets lager gemiddeld wortelgewicht gezorgd te hebben. Zeker bij planten uit planting 9 dienen deze resultaten voorzichtig geïnterpreteerd te worden, aangezien bij het verplanten de wortels mogelijks beschadiging opliepen. 76

95 Randscore Hoofdstuk 3: Studie van de invloed van bovengrondse factoren op rand /mrt 22/mrt 27/mrt 1/apr 6/apr 11/apr 16/apr 21/apr 26/apr Date Brighton P10 lange nacht Brighton P10 korte nacht Halewyn P10 lange nacht Halewyn P10 korte nacht Figuur 65. Evolutie van de randaantasting (mediaan van de objectscore) in de tijd bij planten uit planting 10 Figuur 66. Wortelgewicht bij oogst (H9,10 en 11 zijn planten van het ras Halewyn uit planting 9, 10 en 11 respectievelijk; B9, 10 en 11 zijn planten van het ras Brighton uit planting 9, 10 en 11 respectievelijk. GK1 = korte nacht; GK2 = lange nacht. Conclusies Het kunstmatig reduceren van de nacht door bijkomende assimilaatbelichting lijkt te leiden tot een snellere symptoomvorming en een zwaardere aantasting van interne rand bij oogst. Dit bevestigt de tendens tot meer rand bij belichting die werd gesuggereerd door experiment De langere belichting gaf ook aanleiding tot meer wortelmassa bij de jongst uitgeplante planten, hoewel in beperkte mate. Dit bevestigt deze veronderstelling gedaan bij experiment 0701 als mogelijke oorzaak voor het hogere calciumgehalte in de bladeren.. 77

96 3.8. ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET 2 De uitgevoerde experimenten binnen dit werkpakket, die tot doel hadden de nachtelijke transpiratie te wijzigen, bevestigen de aanwijzingen van WP 1. Wanneer deze transpiratie kan worden stilgelegd komt dit de randtolerantie ten goede. Metingen met bladdiktesensoren gaven aan dat het stilleggen van de nachtelijke transpiratie de plant in staat stelt om een worteldruk op te bouwen. Deze druk zal de water- en nutriëntenstroom, die anders preferentieel de transpiratie volgt, wijzigen ten gunste van niet verdampende plantendelen. Hierdoor wordt de aanvoer van calcium naar de hartbladeren verhoogd, hetgeen de celwanden zal verstevigen. Van de geteste maatregelen lijkt het broezen van water onder de goten de meest succesvolle en praktisch meest haalbare methode om de nachtelijke transpiratie stil te leggen. De andere methoden, zoals de afdekking van de planten met plasticfolie, bleken minder efficiënt voor randpreventie, en zijn niet eenvoudig automatiseerbaar. Nadelig aan de techniek van het broezen is wel dat de bodem onder de goten zeer nat wordt en deze maatregel niet toepasbaar is op grondteelt. Wat dit betreft zou de inzet van een vernevelaar, zoals uitgetest in experiment 1101, voordelen bieden. Ook voor deze techniek is automatisering mogelijk. In het experiment zorgde het vernevelen niet voor een voldoende hoge RV, maar wellicht is dit te verhelpen door instelling van een hogere opstartwaarde voor de RV in de klimaatcomputer. Daarom zal in de verfijnende werkpakketten (WP 4 en WP 5) verder worden geëxperimenteerd met een vernevelaar. Experimenten 0701 en 2500 toonden aan dat het verlengen van de daglengte door kunstmatige belichting het optreden van symptomen van interne rand versnelt en de aantasting bij de oogst verzwaart. Belichting lijkt echter planten op te leveren die toleranter zijn dan planten die niet belicht werden. In experiment 0701 bleek immers een duidelijk hoger calciumgehalte in de randgevoelige hartbladeren door belichting. Experiment 2500 toonde aan dat de belichting wellicht de wortelgroei stimuleert en zo ook de opname van nutriënten. Deze extra calciumopname overcompenseerde in experiment 0701 zelfs het slechtere calciumtransport dat te verwachten was door de lagere nachtelijke RV bij belichting. Wellicht veroorzaakt belichting dus rand via de inductie van sterke turgorschommelingen, vooral bij het aan- en uitschakelen van de lichten. Om randvorming te vermijden zou dit aan- en uitschakelen dus meer geleidelijk moeten gebeuren. 78

97 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand HOOFDSTUK 4. STUDIE VAN DE INVLOED VAN FACTOREN IN HET WORTELMILIEU OP RAND 4.1. INHOUD WERKPAKKET Inleiding Net zoals in WP2, worden in dit werkpakket verschillende (eco)fysiologische processen onderzocht die mogelijks aan de basis liggen van de fysiogene afwijking rand. In dit werkpakket worden echter de plantenreacties op doelbewuste veranderingen in het wortelmilieu opgevolgd. Het verworven inzicht in de plantenresponsies op de aangelegde behandelingen zal aanleiding geven tot de opstelling van een randbeheersingsstrategie voor wat betreft het wortelmilieu. Deze partiële preventiestrategie zal als basis dienen voor de in WP 4 en WP 5 op te maken integrale randbeheersingsstrategie, die na aanlevering van de leverbaarheden uit WP 2 ook regeling van de bovengrondse factoren zal omvatten Overzicht experimenten Binnen werkpakket 3 werden voornamelijk experimenten opgezet die als doel hebben de wortelgroei en -ontwikkeling te beïnvloeden (Tabel 27). Zo werd op het MGS de watergiftfrequentie veranderd zonder de totale watergift te wijzigen en werd wortelverwarming toegepast. Vele andere proeven werden uitgevoerd om de meest optimale K/Ca verhouding te achterhalen. Enerzijds mag deze niet te laag liggen omdat voldoende kalium nodig is voor een goede wortelgroei. Anderzijds kan een te hoge verhouding de opname van calcium belemmeren. Omdat een lage calciumopname leidt tot een lage calciumconcentratie in het bladweefsel zal deze situatie interne rand stimuleren. Hiernaast werden ook in de grond enkele experimenten uitgevoerd waarbij onder meer de temperatuur en het tijdstip ( s morgens s avonds) van de watergift werd aangepast en waarbij een aangepaste kalium- en calciumbemesting werd gebruikt. Tabel 27. Overzicht experimenten binnen WP 3. Proef ID Omschrijving Verantwoordelijke projectpartner Zaaidatum Plantdatum Oogstdatum 0901 frequentie watergift PSKW 19/08 14/09/ /09 10/10/ /10 18/11/ K/Ca verhouding PSKW 27/02/ /04/ /05/ K/Ca verhouding PSKW 30/04/ /05/ /06/ K/Ca verhouding PSKW 25/09/ /10/ /12/ A K/Ca verhouding PCG Zie - Teeltverloop Tabel 40 Zie - Teeltverloop Tabel 40 Zie - Teeltverloop Tabel B temperatuur watergift PCG 27/09/ /09/ /02/ temperatuur / tijdstip watergift +bemesting PCG 20/11/ /02/ /04/ wortelverwarming PSKW 14/11 24/12/ /02 11/03/ /03-17/04/ K/Ca verhouding PSKW 5/04/ /04/ /06/2013 Proefopzet 4.2. EXPERIMENT 0901 WATERGIFT PSKW MGS Dit experiment onderzoekt of het tijdsinterval tussen twee gietbeurten invloed heeft op de vorming van rand. 79

98 Materiaal en methoden - Rassen Tabel 28. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Hofnar kropsla Rijk Zwaan Interne rand Cosmopolia kropsla Rijk Zwaan Tolerant - Teeltverloop - Watergift zaaidatum: 19 augustus september 2011 maat perspot: 6 cm plantdatum: 13 september oktober 2011 plantafstand (cm): 27 x 10 (kraanvak 1) 27 x 26 (kraanvak 5) oogstdatum: 14 oktober november 2011 proeflocatie: PSKW compartimenten 13 en 14 In compartimenten 13 en 14 werd dagelijks ongeveer dezelfde hoeveelheid water door de goten gestuurd. In compartiment 14 werd dit water verdeeld over 40-50% meer gietbeurten dan in compartiment 13. De samenstelling van het gietwater was gelijk in beide compartimenten. Het gerealiseerde aantal gietbeurten per dag is weergegeven in Tabel 29. Tabel 29. Overzicht van het gemiddeld aantal gietbeurten per kraanvak per dag en het gemiddeld aantal liter gietwater per dag per goot tijdens experiment Compartiment 13 Compartiment 14 Beurten/dag Liter/goot/dag Beurten/dag Liter/goot/dag Kraanvak Kraanvak Kraanvak Kraanvak Kraanvak Resultaten Het aantal gietbeurten per dag had geen invloed op de groei van de sla. Ook naar rand toe konden er geen verschillen gezien worden. De hoeveelheid interne rand nam zeer plots overal sterk toe in de periode tussen 24 en 31 oktober. 25 oktober was een zeer sombere dag terwijl de week ervoor en erna zeer zonnig was. Mogelijk heeft deze plotse weersverandering tot een schok geleid die voor meer rand zorgde. Opnieuw was een zeer duidelijk verschil in randvorming aanwezig tussen beide rassen. Op 31 oktober waren bij Hofnar in beide compartimenten 29 van de 30 planten aangetast, terwijl bij Cosmopolia slechts 9 en 12 planten, resp. voor compartiment 13 en

99 Kropgewicht (g) Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand Kropgewicht (g) Aantal dagen na planting Compartiment 13 Compartiment 14 Figuur 67. Kropgewicht van verschillende plantingen in functie van het aantal dagen na planting bij lage (compartiment 13) en hoge gietfrequentie (compartiment 14) tijdens experiment Er werd geen onderscheid gemaakt tussen de rassen bij het opstellen van deze figuur; elk symbool representeert één plant Niet elke planting kon op exact hetzelfde aantal dagen na planting bemonsterd worden. Dit verklaart de spreiding in tijd per staalnamemoment. Figuur 68. Randaantasting tijdens experiment Deze figuur toont het voorkomen van rand in planting 5 op kraanvak 2, 3, 4 en 5 respectievelijk van linksboven naar rechtsonder. 81

100 KV = kraanvak. Bovenaan telkens Cosmopolia (C), onderaan Hofnar (H). G = geen zichtbare symptomen, L = lichte aantasting, M = matige aantasting, Z = zware aantasting. Conclusies Het verhogen van de gietfrequentie zonder de totale hoeveelheid water te veranderen had geen effect op de groei van de sla. Ook naar interne randvorming toe was er geen effect te zien. Mogelijks was het verschil tussen de twee compartimenten niet extreem genoeg. De gebruikte objecten voor het aantal beurten per dag komen wel overeen met de watergift in de praktijk. In dit experiment is het verschil in randvorming tussen de rassen opnieuw zeer duidelijk. Proefopzet 4.3. EXPERIMENT 1501 K/CA VERHOUDING PSKW MGS Deze proef test het effect van de kalium-calciumverhouding in de voedingsoplossing op de vorming van interne rand bij kropsla. Dit effect kan het gevolg zijn van een antagonistische werking tussen de K en de Ca-opname of van een effect op de groeisnelheid. Materiaal en methoden - Rassen - Bemesting: Tabel 30 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 30. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand Voedingsoplossingen werden geconcentreerd aangemaakt in twee vaten van 1000 liter. De voedingsoplossing werd in de vaten van de kweektafels verdund tot een EC van 2,5 ms/cm. Er werden twee verschillende voedingsoplossingen aangemaakt, één met een K/Ca verhouding van 0,5 en één met een verhouding van 2,0. Tabel 31 toont de nagestreefde samenstelling van de voedingsoplossingen in mmol/l. Tabel 31. Theoretische samenstelling van de voedingsoplossingen in mmol/l. K/Ca NH 4 K Ca Mg NO 3 Cl SO 4 P 0,5 0 3,70 7,40 3,20 17,50 2,25 1,45 2, ,20 4,60 3,20 17,50 2,15 1,45 2,25 - Teeltverloop zaaidatum: 27 februari 2012 maat perspot: 5 cm plantdatum: 10 april 2012 plantafstand (cm): 24 x 26 oogstdatum: 11 mei

101 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand - Objecten proeflocatie: de proef vond plaats in de gang tussen compartimenten 20 en 21 van het PSKW op kweektafels die het MGS systeem nabootsen. Op elke tafel was plaats voor vijf goten met elk zeven kroppen. Het toedienen van de voedingsoplossing gebeurde via een eb- en vloedsysteem. Er waren vier objecten, met twee parallellen: Object A: K/Ca verhouding is gedurende de gehele proef 0,5 Object B: K/Ca verhouding is gedurende de gehele proef 2 Object C: K/Ca verhouding start bij 0,5 en schakelt om naar 2 bij kropsluiting Object D: K/Ca verhouding start bij 2 en schakelt om naar 0,5 bij kropsluiting De omschakeling bij objecten C en D gebeurde op 27 april 2012 Resultaten Tabel 32 toont de evolutie van het kropgewicht in elk van de vier proefobjecten. Het kropgewicht van de sla die geteeld werd met een voedingsoplossing met een constante K/Ca verhouding van 0,5 bleef achter op de rest. Vanaf 4 mei was deze sla lichter dan de andere sla. De zwaarste sla is deze die constant een verhouding van 2,0 gekregen heeft. Er werden nooit duidelijke verschillen van de stengeldiameter gemeten, hoewel een zelfde trend zichtbaar was als in het kropgewicht. De kroppen die veel kalium hadden gehad waren opvallend beter gevuld dan de kroppen die weinig kalium hebben gehad. Tabel 32. Gemiddeld kropgewicht in gram doorheen proef 1501 (g). Datum Objecten K/Ca verhouding 17/04/ /04/ /04/2012 4/05/ /05/2012 A K/Ca = 0,5 41,7 85,1 147,1 246,2 331,9 B K/Ca = 2 39,2 118,5 210,8 327,3 430, 2 C K/Ca = 0,5 => 2 39,2 97,4 152,8 298,6 404,2 D K/Ca = 2 => 0,5 39,0 95,6 195,9 323,6 409,5 De aantasting door interne rand werd beoordeeld op 27/04 (bij het eerste verschijnen), 4/05 en 11/05. Tabel 33 geeft de resultaten weer. Vanaf 4 mei was de sla die aan het begin van de proef een K/Ca verhouding van 0,5 gekregen had sterker door rand aangetast dan de andere sla. De sla die een constante lage K/Ca verhouding kreeg was sterker gerand dan de sla die enkel in het begin een lage K/Ca verhouding kreeg, maar het verschil is niet groot. De sla die altijd een hoge K/Ca verhouding kreeg was het minst gerand, maar het verschil met de sla die alleen in het begin een hoge K/Ca verhouding kreeg was ook niet groot. Tabel 33. Ernst van de randaantasting (randindex, %) doorheen proef Datum Objecten K/Ca verhouding 27/04/2012 4/05/ /05/2012 A K/Ca = 0,5 18,4 73,8 87, 9 B K/Ca = 2 2,9 7,7 10,9 C K/Ca = 0,5 => 2 12,9 64,0 74,7 D K/Ca = 2 => 0,5 3,4 13,5 21,7 Er werden stalen van de voedingsoplossingen geanalyseerd. Daaruit bleek dat de hoeveelheid kalium in de oplossing zeer snel kan dalen. Het kaliumgehalte varieerde tussen 1,3 en 3,1 mmol/l. De werkelijke K/Ca verhouding zat tussen 0,17 en 0,44 waar een verhouding van 0,5 werd nagestreefd, en tussen 0,92 83

102 en 1,53 voor de nagestreefde verhouding van 2,0. Aangezien in het object A een kaliumgehalte werd beoogd van 3,7 mmol/l, zal de minder goede groei in het object A dus wellicht te wijten zijn geweest aan een te laag kaliumgehalte in de voedingsoplossing. Mogelijks veroorzaakte dit een gebrekkige wortelgroei, zodat hierdoor ook de calciumopname in het gedrang kwam, en een hogere aantasting door intern rand het gevolg was. Waarschijnlijk is dit lage kaliumgehalte meer nadelig voor de plant in de eerste ontwikkelingsfase, vóór de kropsluiting, dan daarna: ook in het object C, met K/Ca gelijk aan 0,5 in die eerste groeifase, werd ook op verschillende tijdstippen een lager kropgewicht vastgesteld, en was ook meer intern rand aanwezig. Object D, met lage K/Ca pas na de kropsluiting, vertoonde een hoger kropgewicht, en was qua randaantasting eerder vergelijkbaar met object B, dat continu de hoge K/Ca kreeg. Conclusies De proef is door het wegzakken van de kalium in de voedingsoplossing niet verlopen zoals gepland. Toch kan er uit geleerd worden dat een te lage hoeveelheid kalium voor meer gevoeligheid voor interne rand kan zorgen. Het is vooral belangrijk om voldoende kalium te hebben in de periode vóór kropsluiting. Proefopzet 4.4. EXPERIMENT 1701 K/CA VERHOUDING PSKW MGS Dit experiment is een herhaling van experiment Om te verhinderen dat het K-gehalte absoluut te laag zou worden, werd de voedingsoplossing in de vaten van de kweektafels dagelijks ververst, behalve in het weekend. Materiaal en methoden - Rassen - Bemesting Tabel 34 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 34. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand Voedingsoplossingen werden geconcentreerd aangemaakt in twee vaten van 1000 liter. De voedingsoplossing werd in de vaten van de kweektafels verdund tot een EC van 2,5 ms/cm. Er werden twee verschillende voedingsoplossingen aangemaakt, één met een K/Ca verhouding van 0,5 en één met een verhouding van 2,0. Tabel 35 toont de nagestreefde samenstelling van de voedingsoplossingen in mmol/l. Om te verhinderen dat het K-gehalte absoluut te laag zou worden, werd de voedingsoplossing in de vaten van de kweektafels dagelijks ververst, behalve in het weekend. Tabel 35. Theoretische samenstelling van de voedingsoplossingen in mmol/l. K/Ca NH 4 K Ca Mg NO 3 Cl SO 4 P 0,5 0 3,70 7,40 3,20 17,50 2,25 1,45 2, ,20 4,60 3,20 17,50 2,15 1,45 2,25 - Teeltverloop zaaidatum: 30 april

103 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand - Objecten maat perspot: 5 cm plantdatum: 17 mei 2012 plantafstand (cm): 24 x 26 oogstdatum: 20 juni 2012 proeflocatie: de proef vond plaats in de gang tussen compartimenten 20 en 21 van het PSKW op kweektafels die het MGS systeem nabootsen. Op elke tafel was plaats voor vijf goten met elk zeven kroppen. Er waren vier objecten, met in twee parallellen. De objecten zijn identiek aan die van experiment 1501 De omschakeling, rond de periode van kropsluiting, gebeurde op 6 juni Resultaten De resultaten van deze proef zijn weinig betrouwbaar. Doorheen de proef deden zich twee kortsluitingen voor, waardoor de sla een lange tijd zonder water zat. Hierdoor was er op alle tafels een grote hoeveelheid interne rand aanwezig. Er was aanzienlijk minder rand in de objecten waarin de voedingsoplossing halverwege de proef werd veranderd. Er is geen logische verklaring hiervoor. Het verschil is hoogstwaarschijnlijk toeval. Tabel 36. Ernst van de randaantasting (randindex, %) doorheen proef Datum Objecten 13/06/ /06/ /06/2012 A K/Ca = 0,5 24,2 64,7 70,4 B K/Ca = 2 31,0 71,6 76,5 C K/Ca = 0,5 => 2 17,4 41,0 45,5 D K/Ca = 2 => 0,5 19,4 38, 9 50,6 Ook in deze proef was de kropsla die weinig kalium kreeg de lichtste en deze met de meeste kalium de zwaarste. Bij de oogst had de sla die constant een hoge dosis kalium kreeg (object B) meer bladeren dan de rest. Het verschil in pitlengte was klein, maar er werden langere pitten gemeten in de objecten die aan het einde van de proef het meeste kalium kregen. Als controle werd een staal verse voedingsoplossing geanalyseerd. Daaruit bleek dat de werkelijke samenstelling van de oplossing niet de gewenste samenstelling was. De werkelijke K/Ca verhouding was 0,38 in plaats van 0,5 en 1,42 in plaats van 2,0. Na deze vaststelling werd de manier waarop de samenstelling berekend wordt verbeterd. Voortaan zou er ook gewerkt worden met een aparte A- en B-bak in plaats van met een groot vat. Conclusies Door de verschillende kortsluitingen zijn de resultaten van deze proef niet betrouwbaar. De bedrading van de tafels werd vervangen en er werd een alarm geïnstalleerd om verdere incidenten te voorkomen. De manier waarop de voedingsoplossing wordt samengesteld werd aangepast en verbeterd. De proef wordt herhaald EXPERIMENT 1901 K/CA VERHOUDING PSKW MGS 85

104 Proefopzet Deze proef is een aangepaste herhaling van de proeven 1501 en De twee objecten met wisselende voedingsoplossing werden weggelaten, en in plaats daarvan werd één nieuw object toegevoegd, met een K/Ca-verhouding van 1,0. Opnieuw werd de voedingsoplossing in de vaten van de kweektafels dagelijks ververst, behalve in het weekend. In dit experiment werd ook de wortelmassa beoordeeld. Materiaal en methoden - Rassen - Bemesting: Tabel 37 vermeldt de aangeplante rassen en hun verwachte gevoeligheid voor rand. Per object werden twee tafels opgeplant met Gardia en één met Halewyn. Tabel 37. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand Halewyn kropsla Rijk Zwaan Tolerant Voedingsoplossingen werden geconcentreerd aangemaakt. Er werd een A bak voor elk object en een gezamenlijke B bak gebruikt. De voedingsoplossing werd in de vaten van de kweektafels verdund tot een EC van 2,5 ms/cm. De voedingsoplossing werd, behalve in het weekend, dagelijks ververst om het probleem van het wegzakkend kaliumgehalte te beperken. Op vrijdag avond werden de vaten extra vol gedaan. Om de samenstelling van de voedingsoplossing te controleren werd deze bij de start van het experiment geanalyseerd. Tabel 38 toont de werkelijke samenstelling van de voedingsoplossingen in mmol/l. Tabel 38. Samenstelling van de voedingsoplossingen gedurende experiment 1901 in mmol/l. Doel K Ca K/Ca NH 4 Mg NO 3 Cl SO 4 P K/Ca = 0,5 3,6 6,8 0,53 0,1 3,3 17,5 2,5 1,4 2,0 K/Ca = 1,0 5,9 5,2 1,13 0,1 3,2 17,1 2,2 1,5 2,0 K/Ca = 2,0 8,6 4,3 2,00 0,1 2,8 17,0 2,2 1,3 2,0 - Teeltverloop - Objecten zaaidatum: 25 september 2012 maat perspot: 5 cm plantdatum: 25 oktober 2012 plantafstand (cm): 24 x 26 oogstdatum: 20 december 2012 proeflocatie: de proef vond plaats in de gang tussen compartimenten 20 en 21 van het PSKW op kweektafels die het MGS systeem nabootsen. Op elke tafel was plaats voor vijf goten met elk zeven kroppen. Er waren drie objecten in drie herhalingen: Object A: K/Ca verhouding is gedurende de hele proef 0,5 Object B: K/Ca verhouding is gedurende de hele proef 1,0 86

105 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand Object C: K/Ca verhouding is gedurende de hele proef 2,0 Resultaten In deze proef werd geen rand waargenomen. Dit had deels te maken met een verkeerde rassenkeuze: geen van beide rassen was randgevoelig. In een poging om rand te veroorzaken werd de gang waar de kweektafels stonden droog gestookt en werd de EC van de voedingsoplossing na 26/11 verhoogd naar 3,5 ms/cm. Spijtig genoeg tevergeefs. Aangezien er geen rand in deze proef werd waargenomen kan er niets gezegd worden over het effect van de voedingsoplossing op randvorming. In deze proef was het kropgewicht voor de drie objecten telkens ongeveer gelijk. Dit kan er op duiden dat er deze keer geen kaliumgebrek was in het object met de minste kalium zodat de groei niet werd afgeremd. Wellicht heeft dit te maken met de teeltperiode: in de herfst is de verdampingsvraag minder hoog, zodat de plant minder eisen stelt aan het wortelgestel. De sla die met de minste kalium werd geteeld had op het einde van de proef minder bladeren. Het verschil was klein, maar significant. Het gewicht van de wortels was op het einde van de teelt het hoogst bij de sla met de laagste kaliumvoorziening en het laagst bij de sla met de hoogste kaliumvoorziening. De verschillen tussen beide objecten zijn niet significant. Bij de voorlaatste beoordeling was dit overigens net omgekeerd. Mogelijks komt dit omdat na de voorlaatste beoordeling de EC van de voedingsoplossing werd verhoogd naar 3,5 ms/cm. Daardoor steeg de absolute hoeveelheid kalium die beschikbaar was. De pitlengte was het langst in het object waar de K/Ca verhouding 1 was. Conclusies Door het zachte klimaat en een verkeerde rassenkeuze werd er geen interne rand gezien in deze proef. De proef wordt nogmaals herhaald in experiment Proefopzet 4.6. EXPERIMENT 2004 A K/CA VERHOUDING PCG MGS Omdat vorige proeven nog niet duidelijk aantoonden wat de optimale verhouding K/Ca is, werd ook in het PCG hierover een proef opgezet. Deze proef werd opgezet in het standaard teeltsysteem, hetgeen het voordeel bood van een op punt gestelde regeling van de voedingsoplossing en van grotere proefeenheden. Twee verhoudingen aan K/Ca werden vergeleken: 1,0 en 2,5. Door wat hogere verhoudingen te nemen was het risico op K-gebrek kleiner. Het nadeel van gebruik van het standaard teeltsysteem is wel dat de proef niet kon worden uitgevoerd met herhalingen. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 39. Rassenkeuze voor experiment 2004 A. Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Halewyn kropsla Rijk Zwaan Tolerant/droogrand Brighton kropsla Enza Interne rand - Teeltverloop Tabel 40. Zaai-, plant- en oogstdata van de verschillende plantingen. Planting Zaai Plant Oogst 87

106 Serie 1 27/09/ /10/ /01/2013 Serie 2 10/10/ /11/ /01/2013 Serie 3 13/10/ /11/ /02/2013 Serie 4 17/10/ /12/ /03/2013 Serie 5 19/10/ /12/ /03/ Locatie: PCG compartiment 1 - Watergift - Statistiek Resultaten Het mobiele gotensysteem (NFT) is opgedeeld in 2 helften die een verschillende voeding krijgen.. De ene helft van de goten kreeg tijdens deze proef een voedingsoplossing met een K/Ca verhouding van 1,0, de andere helft kreeg een voedingsoplossing met een K/Ca verhouding van 2,5. Daar beide helften zich in eenzelfde serrecompartiment bevinden kunnen andere invloedsfactoren als gelijk worden beschouwd. Voor het uitvoeren van de statistische toets (ANOVA, met tukey toets) werden per K/Ca verhouding 2 goten beoordeeld. Op elke goot stonden beide rassen ingeplant. Dit geeft een totaal van 4 herhalingen per K/Ca verhouding. Tabel 41 en Tabel 42 geven de resultaten weer van regelmatige analyse van de voedingsoplossing op K en Ca. Na elke analyse werd de samenstelling van de voedingsoplossing zodanig aangepast dat de streefwaarde opnieuw gehaald werd. De waarden in de tabel geven dus de minimumwaarden mee die tijdens de teelt voorkwamen. Ook in dit experiment waren de concentratieschommelingen tijdens het teeltverloop dus vrij aanzienlijk, maar het kaliumgehalte leek quasi niet gedaald te zijn onder 3,0 mmol/l. Ook bleef er een duidelijk onderscheid bestaan in de verhouding K/Ca tussen beide objecten. Tabel 41. Analyseresultaten voedingsoplossing met streefwaarde K/Ca = 1. Datum K (mmol/l) Ca (mmol/l) K/Ca 20/11/12 7,5 5,6 1,34 19/12/12 5,3 6,4 0,83 07/01/13 2,8 6,2 0,45 21/01/13 6,1 5,5 1,11 19/02/13 6,1 6,9 0,88 Tabel 42. Analyseresultaten voedingsoplossing met streefcijfer K/Ca = 2.5. Datum K (mmol/l) Ca (mmol/l) K/Ca 20/11/12 8,9 5,2 1,71 19/12/12 9,6 4,5 2,13 07/01/13 6,5 4,0 1,63 21/01/13 8,4 4,5 1,87 19/02/13 9,2 4,8 1,92 Tijdens de teelt werd op regelmatige tijdstippen een destructieve beoordeling gedaan, waarbij volgende kenmerken werden opgevolgd: versgewicht, aantal bladeren, wortelgewicht, stengeldiameter, pitlengte en % droge stof (DS). Op alle resultaten van de beoordelingen werd een statische analyse uitgevoerd om na te gaan of de verschillen statistisch relevant waren (ANOVA (p<0.05) en tukey test). Enkel bij het wortelgewicht werd meerdere keren een statistisch verschil vastgesteld en kon ook een duidelijke trend in de gemeten waarden gezien worden. Een hoge K/Ca verhouding heeft duidelijk een positieve invloed op de wortelontwikkeling: het wortelgewicht is in dit deel van het gotensysteem over het algemeen hoger dan bij de planten die voedingsoplossing met lage K/Ca krijgen. 88

107 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand Er werd bij planting 1 op 19 december een Ca analyse uitgevoerd van de bladrand (Figuur 69). Hiertoe werd telkens de buitenste 1 cm van de bladrand afgesneden en gesorteerd volgens leeftijd. Hieruit kwam naar voor dat Halewyn meer Ca bevat dan Brighton. Dit was vooral duidelijk voor het gehalte aan vrij calcium bij de middenste en de oudere bladeren; bij de jongere bladeren was het gehalte aan vrij calcium vrijwel gelijk, en dicht bij de kritische grens van 2 g/kg droge stof. De analyses bevestigen opnieuw het grote verschil in calciumgehalte tussen oude en jonge bladeren. Het effect van de K/Ca-verhouding op het Ca-gehalte in de bladrand was verwaarloosbaar voor de hartbladeren, en vrij variabel voor de oudere bladeren. Het effect was ook verschillend voor vrij calcium en voor totaal calcium. Tabel 43. Overzicht wortelbeoordeling (wortelgewicht, g) tijdens de teelt voor respectievelijk planting 1, 2, 3 en 4. Deze tabel toont een gemiddelde waarde over de rassen heen. Beoordeling K/Ca Planting 1 (g) Planting 2 (g) Planting 3 (g) Planting 4 1 K/Ca = 1,0 0.7 a 1,2 a 2.9 a 2.5 a K/Ca = 2,5 0.9 a 1,2 a 4.4 b 4.1 b 2 K/Ca = 1,0 5.0 a 2,3 a 4.4 a 5.4 a K/Ca = 2,5 7.9 b 4,8 b 9.5 a 8,6 b 3 K/Ca = 1,0 7.6 a 5,8 a 6.3 a 13.3 a K/Ca = 2, b 7,8 a 8.9 a 20.2 b 4 K/Ca = 1, a 7,9 a 17.0 a 26.5 a K/Ca = 2, a 8,3 a 22.1 b 27.4 a 5 K/Ca = 1,0 9.4 a 14,2 a 21.2 a K/Ca = 2, b 18,3 a 22.1 a 6 K/Ca = 1,0 2.9 a K/Ca = 2,5 4.4 b (g) Figuur 69. Ca-analyse van de bladrand van planten uit planting 1. Jong = hartbladeren; medium = omhullende bladeren; oud = onderblad. Jong 1 = hartblad van object met K/Ca verhouding van 1,0. Behalve in planting 1, trad in elke planting interne rand op. Figuur 70 toont het resultaat van de randbeoordelingen die op regelmatige tijdstippen tijdens de teelt plaatsvonden in plantingen 2 en 4. In de eerste plaats blijkt een duidelijk rassenverschil, Brighton, dat ook veel minder calcium bevat in de grotere bladeren, is veel gevoeliger voor het optreden van rand dan Halewyn. Ook werd vastgesteld dat planten 89

108 die een voedingsoplossing met hoge K/Ca kregen, in dit geval 2.5, minder gevoelig zijn voor rand. Deze waarnemingen konden in alle plantingen bevestigd worden. Figuur 71 geeft een overzicht van het klimaat tijdens dit experiment. Het moment van optreden van interne rand in de eerste 4 plantingen is op de grafiek aangeduid. In planting 1 werd nooit rand vastgesteld. Opmerkelijk is dat in planting 2 en 3 op hetzelfde moment rand optrad. Dit gebeurde na de omslag naar kouder weer. Hierdoor werd gestookt en daalde de RV plots. In planting 4 trad op dat moment geen rand op, wat doet vermoeden dat planten tot een bepaalde leeftijd minder gevoelig zijn voor rand. Figuur 70. Randbeoordeling in planting 2 (links) op 25/01/2013 en in planting 4 (rechts) op 04/03/2013. Conclusies De hogere K/Ca verhouding zorgde in dit experiment voor een betere wortelontwikkeling en voor minder rand dan bij de lagere K/Ca verhouding. Dit bevestigt de waarnemingen in het experiment 1501 van het PSKW. Het lijkt dus aan te raden om bij een teelt op het mobiele gotensysteem een voedingsoplossing te gebruiken met een voldoende hoge K/Ca verhouding. Indien het positieve effect inderdaad te maken heeft met een betere wortelgroei, dan kan dit het gevolg zijn van een betere calciumopname, maar ook van een betere wateropname, waardoor eventuele turgorschommelingen beter worden opgevangen. De verhoogde calciumopname kon in dit experiment niet worden waargenomen. Uit de destructieve beoordelingen kwam naar voor dat de lage K/Ca geen nadelige invloed had op factoren als versgewicht, pitlengte, stengeldiameter of drogestofgehalte. Wellicht was dit te danken aan het feit dat de kaliumconcentratie steeds voldoende hoog bleef (> 3 mmol/l). Het werd opnieuw duidelijk dat rand ook een rasgebonden probleem is: bij Brighton kwam telkens opvallend meer rand voor dan bij Halewyn. 90

109 91 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand Figuur 71. Kasklimaat tijdens experiment 2004 A. Zwarte lijnen tonen aan wanneer rand werd opgemerkt in plantingen 2, 3 en 4. Onderaan wordt per planting de teeltperiode weergegeven.

110 Proefopzet 4.7. EXPERIMENT 2004 B VERWARMING WORTELMILIEU PCG GROND Een goede wortelgroei en activiteit vormen de basis voor een optimale opname van nutriënten, waaronder ook Ca. Bij de preventie van rand is het dus van cruciaal belang dat de wortelgroei en ontwikkeling ongestoord kan gebeuren zodat gezonde en actieve wortels worden verkregen. Van warmte is geweten dat het biologische processen versnelt. Daarom wordt in deze proef getracht door irrigatie met verwarmd water de bodemtemperatuur in een grondteelt sla te verhogen. In de proef worden verschillende rassen opgenomen om ook de rasgevoeligheid en de effectiviteit van bodemverwarming op verschillende rassen te kunnen beoordelen. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 44. Rassenkeuze voor experiment 2004 B. Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia Kropsla Rijk Zwaan Tolerant Halewyn Kropsla Rijk Zwaan droogrand Brighton Kropsla Enza Interne rand - Teeltverloop Zaaidatum: 27/09/ Watergift Maat perspot: 5 cm Plantdatum: 25/10/2012 Plantafstand: 27*27 Oogstdatum: 08/02/2013 Locatie: PCG compartiment 3 De ene helft van de serre kreeg verwarmd water, terwijl de andere serrehelft beregend werd met gewoon putwater. Er werd telkens op dezelfde dag beregend in beide serrehelften. Beide objecten werden ver genoeg van elkaar aangelegd zodat het verwarmde water het object met gewoon water niet kon beïnvloeden en omgekeerd. Tabel 45 geeft een overzicht van de watertemperatuur op verschillende tijdstippen tijdens de teelt. De metingen tonen aan dat de temperatuur van het warm water minstens dubbel zo hoog was als die van het koud water. Wel gebeurde het opmeten van de temperatuur van het irrigatiewater aan de pompeenheid, dus vooraleer het water door de leidingen naar de serre werd gestuurd, waardoor het water nog aanzienlijk kan afkoelen. Tabel 45. Overzicht temperatuur irrigatiewater tijdens de teelt ( C). Datum Object koud water Object warm water 27/10/ ,2 17,0 06/11/2012 8,1 20,3 10/12/2012 4,8 23,4 03/02/2013 5,6 10,0 92

111 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand Resultaten Het effect van de watergift op de bodemtemperatuur werd gemeten met een thermokoppel (Type T) middenin elk object, op een diepte van 3 cm Figuur 72 geeft een overzicht van de metingen van de bodemtemperatuur. Er werd in de bodem gedurende de volledige teelt geen stijging van de bodemtemperatuur waargenomen. Het object dat met verwarmd water werd beregend kende zelfs een lagere bodemtemperatuur. Tijdens een late herfstteelt sla, wordt sowieso weinig water gegeven. In deze teelt gebeurde dit slechts 4 keer, waardoor de invloed van verwarmd water in ieder geval niet erg groot kon zijn. Maar ook op het moment van irrigatie en er vlak na, werd geen stijging van de bodemtemperatuur geregistreerd. Het is mogelijk dat het temperatuurverschil opgemeten bij de pompeenheid volledig teniet werd gedaan tijdens het transport doorheen de regenleidingen en tijdens het vernevelen over de planten. Ook de plaatsing van de sensoren t.o.v. de serreconstructie kan een grote rol hebben gespeeld. Figuur 72. De bodemtemperatuur tijdens experiment 2004 B. Tijdens de teelt werd op regelmatige basis via destructieve beoordeling de groei van de planten opgevolgd (gewicht, aantal bladeren, pitlengte en stengeldiameter). Er werd geen duidelijk verschil waargenomen tussen planten beregend met warm water en planten beregend met koud water. Het verwarmde water had geen invloed op de groei en ontwikkeling van de planten. Gedurende de volledige teelt kwam niet erg veel rand voor. De eerste randverschijnselen werden pas vastgesteld op het einde van de teelt en konden niet meteen gelinkt worden aan het klimaat in de serre. Er werd 2 maal een beoordeling uitgevoerd, waarvan het resultaat is weergegeven in Figuur 73, Figuur 74 en Figuur 75. Bij de eerste beoordeling, op 01/02/2013, kwam slechts sporadisch rand voor. Wel leek meer rand voor te komen in de objecten met koud irrigatiewater in vergelijking met de objecten die verwarmd water kregen. Bij de tweede beoordeling, 7 dagen later, kwam een duidelijk rassenverschil naar voor, waarbij Brighton meer gevoelig was voor rand dan Halewyn en Gardia. Enkel bij Brighton waren wat meer planten met rand aanwezig in de serrehelft die beregend was met koud water: 29 op 48 93

112 planten, tegenover slechts 15 aangetaste planten in de serrehelft beregend met warm water. Omdat dit niet kon veroorzaakt zijn door een verschil in bodemtemperatuur, ging het wellicht om invloed van de locatie in de serre. Figuur 73. Overzicht randaantasting in Halewyn op 1 en 8 februari Figuur 74. Overzicht randaantasting in Brighton op 1 en 8 februari

113 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand Figuur 75. Overzicht randaantasting in Gardia op 1 en 8 februari Figuur 76. De relatieve vochtigheid tijdens experiment 2004 B. Conclusies Het verwarmen van het irrigatiewater kon er in deze proef niet voor zorgen dat een hogere bodemtemperatuur verkregen wordt. Het was dus niet mogelijk deze teeltmaatregel te evalueren als mogelijkheid om interne rand tegen te gaan via opwarming van de bodemperatuur. Wel werd een rassenverschil vastgesteld, waarbij Brighton in deze proef duidelijk gevoeliger was voor interne rand dan Halewyn en Gardia. 95

114 Proefopzet 4.8. EXPERIMENT 2401 VERWARMING WORTELMILIEU PSKW MGS Evenals het experiment 2004B gaat dit experiment na of het verwarmen van het wortelmilieu een invloed heeft op de vorming van rand. Dit experiment richt zich echter op de grondloze teelt. De wortels werden op twee manieren verwarmd: (1) via een ondernet dat de lucht onder de goot verwarmt en (2) via een elektrische weerstand bevestigd aan de goot. Materiaal en methoden Evenals het experiment 2004B gaat dit experiment na of het verwarmen van het wortelmilieu een invloed heeft op de vorming van rand. Dit experiment richt zich echter op de grondloze teelt. De wortels werden op twee manieren verwarmd: (1) via een ondernet dat de lucht onder de goot verwarmt en (2) via een elektrische weerstand bevestigd aan de goot. - Rassen Tabel 46. rassenkeuzen voor proef Teeltverloop Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Tolerant Halewyn kropsla Rijk Zwaan Interne rand Tonya kropsla Enza Zaden Tolerant Motivo kropsla Syngenta Seeds Tolerant zaaidatum: 14 november december maat perspot: 6 cm plantdatum: 15 februari maart 2013 plantafstand (cm): 27 x 10 (kraanvak 1) 27 x 26 (kraanvak 5) oogstdatum: 28 maart april 2013 proeflocatie: PSKW compartimenten 13 en 14 - Klimaatregeling Compartiment 13 werd standaard verwarmd via buizen boven het gewas. Compartiment 14 werd verwarmd aan de hand van een ondernet. Tussen 5 februari en 4 maart was het ondernet ingesteld op een continue buistemperatuur van 24 C. Het ondernet viel uit vanaf dat de kastemperatuur 10 C boven de ingestelde stooktemperatuur kwam of bij een buistemperatuur van 28 C. Vanaf 4 maart werd het ondernet zo ingesteld dat het uitviel van zodra de kastemperatuur 1 C boven de ingestelde temperatuur steeg. De temperatuur van het ondernet werd ingesteld tussen 20 en 24 C. Het bovennet in compartiment 14 sprong vanaf 4 maart aan wanneer de kastemperatuur 1 C onder de ingestelde temperatuur daalde. Het ondernet werd uitgeschakeld op 12 april. De temperatuur lag in de afdeling met het ondernet gemiddeld twee graden hoger dan in de controle. Na de aanpassing op vier maart was het verschil tussen beide compartimenten gemiddeld 1 C. Zie Figuur 77. Een tweede manier om het wortelmilieu te verwarmen werd gelijktijdig getest. In compartiment 13 werden twee goten verwarmd door er een elektrische weerstand onder te bevestigen. De elektrische weerstand deed de temperatuur in de goot ongeveer 5 C stijgen. Dit werd driemaal herhaald. De eerste twee maal was het ras in de verwarmde goten Gardia, de derde keer Motivo. De derde keer werd de weerstand pas ingeschakeld vanaf kropsluiting, de eerste twee keren van in het begin van de teelt. Resultaten 96

115 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand De sla was gemiddeld gezien 50 g zwaarder in compartiment 14, bij verwarming via het ondernet, dan in compartiment 13. Vooral Halewyn en Motivo waren zwaarder wanneer er met een ondernet gewerkt werd. De pitlengte was telkens langer dan in de controle. Gardia en Halewyn hadden meer wortelmassa in compartiment 14, voor Motivo en Tonya was er geen verschil. In tegenstelling tot de verwachtingen, trad er in het compartiment met ondernetverwarming aanzienlijk meer interne rand op. Dit gold voor alle rassen. Zie Figuur 78. Figuur 77. Gemiddelde kastemperatuur (uurgemiddelde) in het compartiment dat normaal verwarmd werd en het compartiment dat verwarmd werd via een ondernet, experiment

116 600 Kropgewicht (g) 80 % kroppen onvermarktbaar door rand Halewyn Motivo Tonya Gardia Controle Ondernet 0 Halewyn Motivo Tonya Gardia Controle Ondernet 40 Wortelgewicht (g) Halewyn Motivo Tonya Gardia Controle Ondernet 50 Pitlengte (mm) Halewyn Motivo Tonya Gardia Controle Ondernet Figuur 78. Gemiddeld kropgewicht, percentage wegval door rand, wortelgewicht en pitlengte per ras en per behandeling, experiment De toename van rand door inzet van de onderverwarming was het sterkst bij de rassen Halewyn en Motivo. Dit zijn precies de rassen waarbij de onderverwarming de sterkste gewichtstoename veroorzaakte. Mogelijks is de oorzaak van de randinductie dus te zoeken in de verhoogde groeisnelheid. Het verwarmen van de goten met de elektrische weerstand deed de sla op zicht duidelijk groter groeien. Wanneer de sla bij oogst gewogen werd bleek dat de sla wel volumineuzer was, maar niet zwaarder (Tabel 47). Enkel bij de derde proef, waar de weerstand pas werd aangezet vanaf kropsluiting, was de sla werkelijk zwaarder dan de controle. Verschillen in randaantasting werden niet gezien in proefjes twee en drie. In proef één waren vijf van de dertig kroppen uit de goten met weerstand gerand, terwijl er dat geen waren in de controle. Gemiddeld gezien beïnvloedt de weerstand het kropgewicht niet, vermindert hij licht de wortelmassa en veroorzaakt hij iets meer rand. 98

117 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand Tabel 47. Overzicht van het kropgewicht, het wortelgewicht en het percentage gerande kroppen bij de drie opeenvolgende proeven met of zonder gootverwarming via elektrische weerstand. Kropgewicht (g) Wortelgewicht (g) % Gerand 18/03/ /04/ /05/2013 Gemiddeld Controle Weerstand Controle 21,5 32,0 28,0 27,2 Weerstand 15,7 28,9 31,5 25,4 Controle 0,0 16,7 60,0 25,6 Weerstand 16,7 20,0 60,0 32,2 Conclusies Verwarming via een ondernet zorgde ervoor dat de sla zwaarder was bij oogst, maar sterker gerand. Slechts bij twee van de vier rassen leverde het ondernet een lichte verhoging op van de wortelmassa. Behalve de hogere groeisnelheid, kan een mogelijke oorzaak voor de toename in interne rand zijn dat bij het ondernet warme, drogere lucht langs onder door de goten passeert. Hierdoor zullen voornamelijk de oudere bladeren meer gaan verdampen waardoor er minder calcium beschikbaar is voor de hartbladeren. Calciumanalyses werden niet uitgevoerd, zodat dit niet kan worden bevestigd. Ook gootverwarming met een weerstand veroorzaakte iets meer rand. Gemiddeld gezien veroorzaakte deze vorm van gootverwarming geen verhoging van het kropgewicht, en verzoorzaakte ze eerder een vermindering van de wortelmassa. Het verwarmen van de wortelomgeving zou kunnen geleid hebben tot meer turgorschommelingen. Om dit aan te tonen zijn bladdiktemetingen nodig, en deze zijn in dit experiment helaas niet gebeurd. Proefopzet 4.9. EXPERIMENT 2701 K/CA VERHOUDING PSKW MGS Deze proef is een herhaling van experiment 1901,nu met drie verhoudingen in K/Ca: 0,5; 1,0 en 2,0. Materiaal en methoden - Rassen - Bemesting: Tabel 48 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 48. Rassenkeuze voor experiment 2701 Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand Voedingsoplossingen werden geconcentreerd aangemaakt. Er werd een A bak voor elk object en een gezamenlijke B bak gebruikt. De voedingsoplossing werd in de vaten van de kweektafels verdund tot een EC van 2,5 ms/cm. De voedingsoplossing werd behalve in het weekend dagelijks ververst om het probleem van de wegzakkende kalium te beperken. Op vrijdag avond werden de vaten extra vol gedaan. Om de samenstelling van de voedingsoplossing te controleren werd deze geanalyseerd. Tabel 49 toont de werkelijke samenstelling van de voedingsoplossingen in mmol/l. 99

118 Tabel 49. Samenstelling van de voedingsoplossingen gedurende experiment 2701 in mmol/l. Doel K Ca K/Ca NH4 Mg NO3 Cl SO4 P K/Ca = 0,5 4,00 7,20 0,56 0,1 3,00 19,30 2,20 1,40 1,90 K/Ca = 1,0 6,20 5,90 1,05 0,1 3,00 18,70 2,20 1,40 1,90 K/Ca = 2,0 8,60 4,40 1,95 0,1 2,70 18,60 2,20 1,10 1,60 - Teeltverloop - Objecten zaaidatum: 5 april 2013 maat perspot: 5 cm plantdatum: 29 april 2013 plantafstand (cm): 24 x 26 oogstdatum: 10 juni 2013 proeflocatie: de proef vond plaats in de gang tussen compartimenten 20 en 21 van het PSKW op kweektafels die het MGS systeem nabootsen. Op elke tafel was plaats voor vijf goten met elk zeven kroppen. Er waren drie objecten met drie parallellen: Object A: K/Ca verhouding is gedurende de hele proef 0,5 Object B: K/Ca verhouding is gedurende de hele proef 1,0 Object C: K/Ca verhouding is gedurende de hele proef 2,0 Resultaten Deze proef is goed verlopen. De voedingsoplossing had een correcte samenstelling, waarbij de gewenste verhouding K/Ca voor elk object dicht benaderd werd, er waren geen technische problemen en deze keer trad wél interne rand op. Het gewas werd beoordeeld op 21/05, 31/05 en 10/06. Per beoordeling werden vijf kroppen van elke tafel destructief beoordeeld. Het kropgewicht werd bepaald. Het aantal bladeren werd geteld (tot en met bladeren van 1,5 cm, niet kleiner) en de pitlengte werd gemeten. De wortels werden van de blokjes gesneden en gewogen. Er werden geen verschillen gemeten tussen de sla van de verschillende objecten. Het kropgewicht en het gewicht van de wortels waren ongeveer gelijk voor alle objecten (Tabel 50). De sla die met weinig kalium werd geteeld was ook nu iets lichter dan de rest, maar het verschil was niet significant. De pitlengtes waren even lang en het aantal bladeren per krop was vergelijkbaar. Tabel 50. Evolutie van het kropgewicht (g) tijdens experiment 2701 Datum Object Verhouding K/Ca 21/05/ /05/ /06/2013 A 0,5 83,6 a 253,1 a 493,5 a B 1,0 78,5 a 253,0 a 534,7 a C 2,0 87,0 a 272,6 a 525,1 a Tabel 51 geeft de resultaten weer van drie scores op interne rand tijdens de teelt. De eerste symptomen werden waargenomen op 21/05/13. Het aantal aangetaste planten was het hoogst in het object met weinig kalium (13 op 90 kroppen), en het laagst in het object met het meeste kalium (slechts 1 krop 100

119 Hoofdstuk 4: Studie van de invloed van factoren in het wortelmilieu op rand aangetast). Het object met gematigde kalium zat daar tussen met 6 op 90 kroppen aangetast. Op 31/05 was de hoeveelheid rand in alle objecten sterk toegenomen, maar werden de verschillen tussen de objecten verwaarloosbaar. Bij de eindbeoordeling op 10/06 was in alle objecten veel rand aanwezig, met een licht hogere aantastingsgraad in het object met weinig kalium. Het verwaarloosbaar verschil in randaantasting tussen de drie objecten heeft misschien te maken met het verwaarloosbaar verschil in de wortelmassa. Als ook in het object met lage K/Ca reeds voldoende wortelgroei aanwezig was kon een hogere kaliumconcentratie geen verbetering in wortelgroei meer veroorzaken, en dus ook geen verhoogde calciumopname. Tabel 51. Evolutie van de aantasting door interne rand (randindex, %) tijdens experiment Datum Object 21/05/ /05/ /06/2013 A 5,93 a 32,96 a 64,89 a B 2,59 a 37,03 a 59,11 a C 0,74 a 35,19 a 57,78 a KWV (P=.05) 5,79 8,94 18,08 Conclusies In dit experiment veroorzaakten de voedingsoplossingen met verschillende K/Ca verhoudingen geen duidelijke verschillen in de groei van de sla. Interne rand ontwikkelde zich bij elk van de drie toegediende K/Ca verhoudingen in vrij gelijke mate, maar begon eerder in het object met lage K/Ca verhouding. Samen met de resultaten van de voorgaande proeven wijst dit erop dat een te lage concentratie aan kalium in de voedingsoplossing de plant gevoeliger kan maken voor interne rand ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET 3 Hoewel de individuele proeven met wortelbeïnvloedende factoren soms niet leidden tot het beoogde effect, verschaften ze toch steeds duidelijker het inzicht dat een groot actief worteloppervlak een belangrijke rol speelt bij de ontwikkeling van interne rand. In de doorgenomen literatuur kwam dit zo goed als niet aan bod. Voor de wijze waarop een groot actief worteloppervlak planten kan beschermen tegen het optreden van interne rand suggereren wij twee mogelijkheden: (1) omdat dit de mogelijkheid biedt tot een snelle en grote opname van calcium en (2) omdat dit een snelle en grote opname van water toelaat. Mogelijkheid (1) biedt bescherming tegen fase 1 in de randvorming: de vorming van zwakke celwanden door calciumgebrek. Mogeljkheid (2) biedt bescherming tegen fase 2: kapotspringen van melksapvaten met zwakke celwanden door plotse turgorschommelingen. In WP 3 werd geëxperimenteerd met drie verschillende wijzen om de wortelontwikkeling of activiteit te beïnvloeden: variatie van de gietfrequentie, verwarming van het wortelmilieu, en verhoging van de kaliumconcentratie in de voedingsoplossing. Variatie van de gietfrequentie had geen enkele invloed op rand omdat beide toegepaste variaties wellicht vielen in een aanvaardbare range voor de plant. De wortelgroei werd niet beïnvloed. Naarmate meer droge omstandigheden ontstaan kan dit wellicht wél het gevolg zijn, met dan ook invloed op rand. Dit moet verder worden uitgetest. Ook verwarming van het wortelmilieu gaf niet het verwachte effect op rand, maar stimuleerde integendeel het optreden van randsymptomen. Wellicht wordt het positief effect van de grotere wortelactiviteit geneutraliseerd of zelfs overtroffen door het nadelig effect van een hogere groeisnelheid. Toepassing van onderverwarming kan 101

120 de nachtelijke transpiratie van de oudere bladeren stimuleren, zodat de worteldruk afneemt. Verwarming van de bodemtemperatuur via verwarming van het gietwater bleek onmogelijk. Tenslotte toonden meerdere experimenten aan dat een te lage concentratie aan kalium in de voedingsoplossing bij grondloze teelt van sla aanleiding geeft tot rand, vooral wanneer dit voorkomt in de eerste helft van de teeltperiode, vóór kropsluiting. Enkele (beperkte) metingen leken te bevestigen dat een lage kaliumconcentratie aanleiding geeft tot een verminderde wortelgroei, Als kritieke kaliumconcentratie voor voldoende wortelgroei stellen wij een waarde voor van 3 mmol/l. Anderzijds is bekend dat het kaliumion een antagonistische werking heeft ten opzichte van de opname van calcium. Om dit effect te vermijden is het wellicht aan te raden de verhouding K/Ca steeds lager te houden dan 2,0. 102

121 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand HOOFDSTUK 5. STUDIE VAN INTERACTIEVE INVLOED VAN BOVENGRONDSE FACTOREN EN FACTOREN IN HET WORTELMILIEU OP RAND 5.1. INHOUD WERKPAKKET Inleiding In WP 4 zal worden nagegaan of aanpassing noodzakelijk is van de voorlopige beheersingsstrategie voor rand met betrekking tot bovengrondse factoren naargelang de situatie in het wortelmilieu en vice versa. Op basis van deze informatie zal een ontwerp worden opgemaakt van een integrale beheersstrategie voor rand, die rekening houdt met zowel bovengrondse factoren als factoren in het wortelmilieu, en met de interactie tussen beide Overzicht experimenten Tabel 52 geeft een overzicht van de experimenten die binnen werkpakket 4 werden uitgevoerd. Er werden interacties getest tussen factoren die de wortelomgeving beïnvloeden (wortelverwarming, calciumgift, droogte inductie) en factoren die het kasklimaat beïnvloeden (nachtelijke transpiratie, belichting). Tabel 52. Overzicht experimenten binnen WP 4. Proef ID Omschrijving Verantwoordelijke projectpartner Zaaidatum Plantdatum Oogstdatum 1003 nachtelijke calciumgift x broezen Inagro 2/08/ /08/ /09/ A 2103 B droogte stress x plotse belichting gootverwarming x belichting Inagro 18/09/ /10/2012 (21-23)/01/2013 Inagro 10/10/ /11/ /01/2013 Proefopzet 5.2. EXPERIMENT 1003 NACHTELIJKE CALCIUMGIFT X BROEZEN INAGRO MGS, GROND Uit voorgaande proeven is gebleken dat een lage nachtelijke relatieve vochtigheid aanleiding gaf tot een zwaardere aantasting van de kroppen met de fysiogene afwijking rand. Zo ook resulteerde temperatuurintegratie, via koudere en vochtigere nachten, in een beperktere randaantasting. Bovendien bleek ook uit belichtingsproeven, waarbij gestookt werd, dat er een hogere randaantasting was. Dit was te wijten aan een lagere relatieve vochtigheid waardoor de planten geen voldoende worteldruk konden opbouwen. Met behulp van onderberegening zal in dit experiment de invloed van RV verder worden onderzocht. In de literatuur wordt vaak ook gewezen op de relatie tussen de fysiogene afwijking rand enerzijds, en calciumgebrek anderzijds. Voorgaande proeven toonden ook aan dat symptomatische bladeren een lagere calciumconcentratie hadden. Daarom zal in dit experiment getracht worden om de calciumopname te bevorderen door tijdens de nacht relatief meer calcium te voorzien. De teelt in de goteneenheden zal ook worden vergeleken met de klassieke grondteelt. 103

122 Materiaal en methoden - Rassen - Teeltverloop Tabel 53 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 53. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand zaaidatum: 2 augustus 2011 maat perspot: 5 cm plantdatum: 22 augustus 2011 Grond: plantafstand (cm): 27 x 27 MGS: plantafstand (cm): 10 x x 26 oogstdatum: 27 september 2011 proeflocatie: Inagro compartimenten 7 en 8 - Voedingsoplossing Het recept van de voedingsoplossingen wordt weergegeven in Tabel 54. De gotensystemen NFT 7.1, NFT 7.2, NFT 8.1 en NFT 8.2 werden gevuld door de voedingsoplossing uit silo 15, 16 en 18. Tabel 54. De berekende samenstelling van de voedingsoplossingen in de vier NFT gotensystemen voor de verschillende macronutriënten (mmol/l). Nutriënten Silo 16 Silo 15 Silo 18 Na + 2,0 2,0 2,0 K + 5,3 8,1 2,4 Mg 2+ 1,3 1,0 0,7 Ca 2+ 5,8 2,4 5,2 NH 4 + NO 3 - PO 4 3- SO 4 2-0,6 0,6 0,4 14,6 12,6 11,5 1,7 1,5 0,9 2,4 1,2 1,6 Cl - 0,7 0,7 0,7 ph 5,20 5,20 5,20 EC (ms/cm) 2,19 1,74 1,65 In de eerste teelthelft werden NFT 7.2 en NFT 8.2 bevoorraad uit silo 16. In de tweede teelthelft werden beide eenheden voorzien van de voedingsoplossing uit silo 15. Dit gebeurde zowel tijdens de nacht als overdag. Overdag gold voor NFT 7.1 en NFT 8.1 hetzelfde regime. s Nachts echter werden beide systemen voorzien van de voedingsoplossing uit silo 18. Dit heeft als gevolg dat, vooral in de eerste teelthelft, de planten s nachts een voedingsoplossing met een lagere EC krijgen toegediend. Dit beoogde een hogere worteldruk. Bovendien was tijdens de nacht ook het calciumgehalte van de voedingsoplossing, relatief ten opzichte van het kaliumgehalte, veel hoger. Hierdoor zou de calciumopname kunnen worden bevorderd. In de tweede teelthelft is het verschil in EC tijdens de nacht tussen beide behandelingen minder groot maar de K/Ca verhouding in NFT 7.2 en NFT 8.2 is nog steeds veel hoger dan in NFT 7.1 en NFT

123 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand - Klimaatregeling In Compartiment 7 (met gotensystemen NFT 7.1 en NFT 7.2) wordt getracht om schokken in relatieve vochtigheid te beperken. Zo wordt er verneveld onder de goten gedurende de namiddag om de relatieve vochtigheid op te drijven (zie Figuur 48). Hierbij wordt er elke 15 minuten gedurende 30 sec verneveld. Omdat het vernevelen onder de goten ook de grond daaronder bevochtigt, wordt aangenomen dat dit ook tijdens de nacht aanleiding zal geven tot een hogere luchtvochtigheid. Ook wordt de grondteelt beregend vóór 8.30 h s morgens. In compartiment 8 (met gotensystemen NFT 8.1 en NFT 8.2) wordt er niet verneveld onder de goten en wordt de grondteelt na h beregend. Een late beregening leidt immers tot een grotere klimaatschok (zie Paragraaf ). Op deze wijze zijn er in compartiment 8 meer schokken in relatieve vochtigheid en zal de vochtigheid tijdens de nacht minder hoog oplopen. Resultaten De klimatologische waarnemingen worden weergegeven in Figuur 79. Algemeen kan gesteld worden dat de gemeten PAR straling en temperatuur voor alle objecten sterk gelijkaardig zijn (Figuur 79 A en B). De dag-nacht verschillen in luchttemperatuur zijn groter dan deze in bodemtemperatuur. Omdat microklimatologische waarden van de vochtigheid bij de plant ontbraken, werd beroep gedaan op de gegevens van het kasklimaat. Hierin zijn wel duidelijk waarneembare verschillen zichtbaar (Figuur 79 D). Zo zijn de nachten vochtiger in het compartiment waar de onderberegening aanstond, hetgeen in lijn is met het opzet van dit experiment. Deze verschillen kunnen echter ook te wijten zijn aan de plaatsing van de klimaatbox in compartiment 7. Deze staat namelijk dicht tegen de DFT eenheid, waarboven regelmatig de beregening aanstaat. Het is echter ook mogelijk dat compartiment 7 van nature al vochtiger is. Tijdens de zonnigste dagen daalde de relatieve vochtigheid tot een minimale waarde van rond 45%. Ook in het dampdrukdeficit werden duidelijke verschillen waargenomen (Figuur 79 E). Objecten gelegen in compartiment 7 (hoge RV) hebben s nachts een lager dampdrukdeficit. Doorheen de tijd werd vastgesteld dat de gehalten aan K +, NO 3 -, NH 4 + en Cl - daalden tijdens de gehele teeltduur (Tabel 55). De gehalten aan Mg 2+, Ca 2+, Na + en PO 4 3- stegen in de eerste teelthelft, om vervolgens in de tweede teelthelft te dalen. Dit was zo voor NFT 7.2 en NFT 8.2, waar slechts met één oplossing werd gewerkt. In de nachtelijke voedingsoplossing van NFT 7.1 en NFT 8.1 steeg het gehalte aan Ca 2+ en Mg 2+ wel continu. Het gehalte aan SO 4 2- steeg echter continu in bijna elke NFT eenheid. Wel dient opgemerkt te worden dat het gehalte aan K + gevaarlijk laag werd vanaf 13 september. Hierom werd ook KNO 3 toegevoegd aan elke oplossing op 20 september, hetgeen voor een grote schok in EC zorgde. In dit experiment trad interne rand op. De resultaten van de randbeoordeling tijdens de oogst zijn samengevat in figuur 12. Hieruit blijkt dat vooral het broezen tijdens de namiddag de randontwikkeling negatief beïnvloedt. De hierdoor ontstane hogere relatieve vochtigheid tijdens de nacht zal interne rand drukken. Dit verklaart de lagere randaantasting in compartiment 7 dan in compartiment 8. De invloed van het gebruik van een lage EC en hogere calciumconcentratie tijdens de nacht in de NFT eenheden lijkt een zeer klein negatief effect te hebben. Zowel in NFT 7.1 als NFT 8.1 was de randaantasting hoger dan in respectievelijk NFT 7.2 en NFT 8.2. In de grondteelt van beide compartimenten was de randaantasting nagenoeg even ernstig als in de hydrocultuur. Tussen beide grondteelten speelt vooral de nachtelijke relatieve vochtigheid opnieuw een grote rol. Deze verschillen in randaantasting doen het vermoeden toenemen dat het gemeten vochtverschil in beide kasklimaten tijdens de nacht (Figuur 79 D) wel degelijk te wijten was aan de toegepaste behandelingen en niet aan de plaatsing van de klimaatbox. 105

124 Figuur 79. De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 1003: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). Hoge RV: beregening onder de goten; Hoog Ca: verlaagde K/Ca verhouding tijdens de nacht. Alle variabelen behoren tot het microklimaat, behalve de RV, die werd opgemeten midden in de kas. 106

125 107 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand Tabel 55. Samenstelling van de voedingsoplossing in de verschillende NFT eenheden. Wekelijks werd een staal genomen. Waarden uitgedrukt in mmol/l. NFT 7.1 NFT 8.1 Nutriënten Gewenst 22/08/ /08/2011 6/09/ /09/ /09/ /09/2011 Nutriënten Gewenst 22/08/ /08/2011 6/09/ /09/ /09/ /09/2011 Na + 2 0,7 0,8 0,9 0,7 0,5 0,6 Na + 2 0,8 0,9 0,9 0,8 0,7 0,7 K + 5,3 4,7 4,5 2,6 0,8 1,6 2,8 K + 5,3 4,7 4,7 3,1 1,7 1,9 3,4 Mg 2+ 1,3 1,5 1,7 1,7 1,6 1,6 1,6 Mg 2+ 1,3 1,5 1,8 1,7 1,6 1,6 1,6 Ca 2+ 5,8 6,5 6,9 7,2 7 6,4 6,1 Ca 2+ 5,8 6,6 7,1 7,3 6,9 6,1 5,9 NH4 + 0,6 0,5 0,7 0,1 0 0,1 0 NH4 + 0,6 0,5 0,3 0, NO3-14,6 14,5 14,3 13,6 9,8 8,86 9,9 NO3-14,6 14,6 14,8 14,4 10,7 9,5 10,9 PO4 3-1,7 1,7 1,8 1,8 1,4 1,5 1,4 PO4 3-1,7 1,8 2 1,9 1,5 1,5 1,5 SO4 2-2,4 2,2 2,4 2,8 2,8 2,8 2,8 SO4 2-2,4 2,5 2,7 2,9 2,8 2,6 2,6 Cl - 0,7 0,7 0,7 0,5 0,3 0,1 0,1 Cl - 0,7 0,6 0,5 0,5 0,3 0,2 0,1 ph 5,2 5,6 5,9 5,5 6,5 6,7 6,6 ph 5,2 5,6 5,9 5,1 6,2 6,5 6,4 EC (ms/cm) 2,19 2,18 2,13 2,02 1,64 1,55 1,7 EC (ms/cm) 2,19 2,24 2,21 2,09 1,76 1,59 1,78 NFT 7.1 nacht NFT 8.1 nacht Nutriënten Gewenst 22/08/ /08/2011 6/09/ /09/ /09/ /09/2011 Nutriënten Gewenst 22/08/ /08/2011 6/09/ /09/ /09/ /09/2011 Na + 2 0,6 0,7 0,8 0,6 0,3 0,4 Na + 2 0,7 0,7 0,8 0,7 0,6 0,6 K + 2,4 3,1 3,2 1,5 0,8 0,2 0,5 K + 2,4 3,1 3,1 1,8 1 0,3 0,4 Mg 2+ 0,7 0,9 1,1 1,3 1,3 1,4 1,5 Mg 2+ 0,7 0,9 1 1,3 1,4 1,4 1,5 Ca 2+ 5,2 5,7 5,9 6,3 6,9 7,3 7,1 Ca 2+ 5, ,4 6,9 7,2 6,8 NH4 + 0,4 0,4 0,3 0,1 0,1 0 0 NH4 + 0,4 0,4 0,3 0,1 0,1 0 0 NO3-11,5 11,6 11,8 10,9 10 7,9 7,8 NO3-11,5 12, ,8 10,1 8,7 7,6 PO4 3-0,9 1,2 1,3 1,3 1,2 1,2 1,1 PO4 3-0,9 1,2 1,3 1,4 1,3 1,2 1,1 SO4 2-1,6 1,7 1,8 2,2 2,7 3,1 3,7 SO4 2-1,6 1,7 1,8 2,2 2,4 2,9 3,4 Cl - 0,7 0,6 0,5 0,4 1,2 0,1 0 Cl - 0,7 0,7 0,5 0,4 0,3 0,1 0 ph 5,2 6,2 6,1 6,2 6,4 7 7 ph 5,2 6 6,2 5,9 6,4 6,8 6,8 EC (ms/cm) 1,65 1,79 1,74 1,64 1,6 1,47 1,52 EC (ms/cm) 1,65 1,83 1,76 1,72 1,65 1,52 1,5 NFT 7.2 NFT 8.2 Nutriënten Gewenst 22/08/ /08/2011 6/09/ /09/ /09/ /09/2011 Nutriënten Gewenst 22/08/ /08/2011 6/09/ /09/ /09/ /09/2011 Na + 2 0,7 0,8 0,9 0,5 0,4 0,6 Na + 2 0,7 0,8 0,9 0,7 0,6 0,7 K + 5,3 4,7 4,3 1,6 1,5 1,2 1,3 K + 5,3 4,5 4,3 2,3 1,7 1,3 1,6 Mg 2+ 1,3 1,5 1,7 1,9 1,8 1,8 1,8 Mg 2+ 1,3 1,5 1,8 1,8 1,8 1,8 1,8 Ca 2+ 5,8 6,5 7 7,9 6,8 6,1 5,7 Ca 2+ 5,8 6,5 7,1 7,7 6,8 6,1 5,6 NH4 + 0,6 0,5 0,2 0, NH4 + 0,6 0,5 0,3 0, NO3-14,6 14,4 14,4 13,3 9,2 6,1 6,1 NO3-14,6 14,3 14,4 13,6 9,6 7 6,7 PO4 3-1,7 1,7 1,9 1,9 1,5 1,5 1,4 PO4 3-1,7 1,7 2 1,9 1,5 1,4 1,3 SO4 2-2,4 2,2 2,5 3,2 3,3 3,4 3,8 SO4 2-2,4 2,5 2,7 3,2 3,2 3,4 3,6 Cl - 0,7 0,6 0,5 0,4 0,2 0,1 0,1 Cl - 0,7 0,7 0,5 0,4 0,2 0,1 0,1 ph 5,2 5,6 6,1 6 6,5 7,1 6,9 ph 5,2 5,6 6 5,9 6,5 7 7 EC (ms/cm) 2,19 2,17 2,12 1,98 1,67 1,4 1,43 EC (ms/cm) 2,19 2,21 2,16 2,06 1,73 1,46 1,48

126 Figuur 80. Mate van aantasting door interne randbij de oogst van experiment 1003 in de verschillende objecten als percentage in de 4 scoreklassen (Geen, Licht, Matig en Zwaar). De resultaten van de destructieve metingen worden weergegeven in Figuur 81. De zwaarste kroppen werden geoogst in de grondteelt. Dit is zeker zo wat versgewicht betreft; het drooggewicht van sla in grond- of hydrocultuur is minder verschillend. Planten die in de grond geteeld worden, hebben meer bladeren en een kleinere stengeldiameter. De opgemeten eigenschappen lopen voor de verschillende behandelingen (namiddag broezen en verschillende voedingsoplossing s nachts) sterk gelijk. Het opmeten van de stengeldiameter als indicator voor de groei is vanuit dit opzicht geen goede optie. Planten die een kleine diameter hebben, zullen op het einde toch de grootste biomassa hebben aangelegd. Dit kan natuurlijk op het toeval berusten. Figuur 81. Evolutie van versgewicht, drooggewicht, aantal bladeren en stengeldiameter tijdens experiment

127 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand Conclusies Het broezen onder de goten gedurende de namiddag zal voor een hogere relatieve vochtigheid zorgen tijdens de nacht. Dit bevestigt de resultaten van experiment 1803 in WP 2. Deze hoge relatieve vochtigheid zal de verdamping drukken waardoor de worteldruk toeneemt. Finaal resulteert het broezen in minder rand. De invloed van het gebruik van een andere voedingsoplossing tijdens de nacht is niet meteen zichtbaar. Zo zal het gebruik van een relatief hogere calcium concentratie en een lagere EC tijdens de nacht de fysiogene afwijking rand niet drukken. De grondteelt gaf aanleiding tot zwaardere kroppen met een beperkt hoger drooggewicht. Deze planten hadden ook meer bladeren en een kleinere stengeldiameter. Plotse schommelingen in EC kunnen verantwoordelijk zijn voor de symptoomontwikkeling van interne rand in deze proef. Proefopzet 5.3. EXPERIMENT 2103 A DROOGTEINDUCTIE X PLOTSE BELICHTING INAGRO MGS WAT IS DE INVLOED VAN PLANTSTADIUM? De hypothese van TIPRELET veronderstelt zwakke celwanden ter hoogte van de melksapvaten in de hartbladeren, ontstaan door een plaatselijk calciumgebrek. Wanneer in cellen met verzwakte celwanden turgorschommelingen ontstaan zal de cel barsten. Hierdoor komt de celinhoud in de intercellulaire ruimte terecht. Het melksap van melksapvaten bevat onder meer toxische stoffen. Als deze in het blad vrijkomen zullen de celwanden van omgevende cellen hierdoor afgebroken worden met afsterving tot gevolg. Dit is macroscopisch zichtbaar als een bruine necrotische rand. Momenteel is nog niet geweten welke plantontwikkelingsstadia het meest gevoelig zijn om zwakke celwanden in het hart van de krop te genereren. Zeker bij het toepassen van preventieve maatregelen is het belangrijk dat deze op de juiste tijdstippen wordt toegepast. Omdat in het verleden bleek dat een droogtebehandeling rand induceert, zullen in dit experiment verschillende fysiologische plantstadia aan een droogtebehandeling worden onderworpen. Uit de vorige experimenten is nog niet gebleken hoe groot de turgorschommelingen moeten zijn om het barsten te veroorzaken. Zijn de normale dag-nachtschommelingen voldoende of zijn extra schommelingen zoals veroorzaakt door plotse weersverschuivingen of teeltmaatregelen een noodzaak? Het is evenwel mogelijk dat zeer zwakke celwanden al barsten bij lichte schommelingen en dat bij matig verzwakte celwanden extra stimuli nodig zijn. Hierom zal met behulp van belichting op het einde van de teelt de transpiratie plots gestimuleerd worden. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 56 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 56. Rassenkeuze voor experiment 2103 A. Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Tolerant Halewyn kropsla Rijk Zwaan Tolerant Hofnar kropsla Rijk Zwaan Interne rand In dit experiment werden 2 tolerante rassen geplant, Gardia en Halewyn. Halewyn bestond nog niet in de eerste jaren van het TIPRELET-project maar wint sterk aan belang. Om toekomstige experimenten met 109

128 - Teeltverloop Halewyn en experimenten met Gardia uit het verleden goed te kunnen vergelijken worden beide tolerante rassen hier geplant. zaaidatum: 18 september 2012 maat perspot: 5 cm plantdatum: 15 oktober 2012 plantafstand (cm): 10 x x 26 oogstdatum: (21-23) januari 2013 proeflocatie: Inagro compartiment 7 - Klimaatregeling Klimaat: In NFT eenheid 7.2 zal op het ogenblik 5 weken na kropsluiting belicht worden met SON-T lampen. Deze lampen zullen gedurende 1 week branden van 7 uur na zonsondergang tot zonsondergang. In eenheid 7.1 zal geen belichting worden toegepast. Hiermee wordt beoogd dat extra turgorschommelingen in de planten worden veroorzaakt hetgeen in meer rand zal resulteren. In werkelijkheid werd de belichting toegepast van 7 januari tot 14 januari. Tussen de belichte en niet-belichte goteneenheden werd geen scherm aangebracht: de indruk bestond dat de lichtintensiteit zijdelings van de belchte goteneenheid sterk afnam. Wortelklimaat: In 3 verschillende plantontwikkelingsstadia (3 weken na planten, bij kropsluiting en 3 weken na kropsluiting) worden de planten drooggezet gedurende een stralingssom van 2000J/cm². Dit gebeurt door uittrekken van de druppelaar die een goot voorziet van voedingsoplossing. Hiermee wordt beoogd de wortels te beschadigen hetgeen de calciumopname negatief zal beïnvloeden. Een verminderde calciumopname zal dan leiden tot zwakkere celwanden en meer rand. Langs deze weg kan de gevoeligheid van het plantonwikkelingsstadium na gegaan worden om zwakkere celwanden, en dus rand, te ontwikkelen. De verschillende droogtebehandelingen hadden in werkelijkheid plaats op de volgende data: - 3 weken na planten: 5 november tot 10 november (Stralingssom 1968 J/cm²) - Kropsluiting: 30 november tot 8 december (Stralingssom 1973 J/cm²) - 3 weken na sluting: 20 december tot 2 januari (Stralingssom 2094J/cm²) Merk op dat, naarmate de dagen donkerder worden, het langer duurt om de vereiste stralingssom van 2000 J/cm² te bereiken. Elke NFT eenheid in compartiment 7 wordt onderverdeeld in 3 blokken van telkens 4 goten. Naast een controlegoot worden de 3 droogtetypes telkens op 1 goot per blok toegepast. Op elke goot staan de 3 rassen ingeplant. - Meting worteltemperatuur In dit experiment werd de worteltemperatuur waargenomen met een type T thermokoppel. Deze werd geplaatst in de perspot op een diepte van ± 2.5 cm. - Statistiek De statistiek werd uitgevoerd met Agrova, een programma voor statistische dataverwerking ontwikkeld door Inagro, en gevalideerd met SPSS. Er werd gebruik gemaakt van een variantieanalyse (ANOVA) en een Splitblok model. Er werd geen transformatie uitgevoerd op de data. Voor de invloed van de belichting kan geen statistiek worden toegepast omdat de late belichting slechts in 1 parallel (een volledige goteneenheid) werd aangebracht. Om de aantasting door interne rand te kunnen gebruiken als afhankelijke variabele werd het gewogen gemiddelde bepaald van de individuele scores per veldje. Resultaten De microklimatologische waarnemingen worden weergegeven in Figuur 82. Het eerste deel van de winter van was relatief duister en warm. De eerste helft van december maar vooral ook de tweede helft van januari werd gekenmerkt door een koudegolf. Toen werd vaak 110

129 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand gestookt (stooklijn 5 C). De periode werd ook gekenmerkt door een hoge relatieve vochtigheid (RV), behalve wanneer gestookt werd: toen daalde de RV plots, hetgeen bevorderend kan werken voor rand. De wortel- en luchttemperatuur lijken goed samen te vallen. Toch ijlt de eerste iets na op de laatste en zijn de schommelingen iets kleiner. Tijdens verschillende nachten dook de temperatuur onder de stooklijn van 5 C. Dit gebeurde van 1 tot 12 december en van 11 tot 27 januari. De relatieve luchtvochtigheid daalde, behalve tijdens de eerste weken van de teelt, niet onder de 70% tijdens de dag. s Nachts steeg de relatieve vochtigheid vaak tot 100%. Enkel in de periode 11 tot 27 januari werd vaak geen 90% gehaald gedurende de nacht. In Figuur 83 wordt het vrij calciumgehalte weergegeven, aanwezig in de rand van de hartbladeren tijdens de oogst. Hierin is duidelijk zichtbaar dat het calciumgehalte daalde door het aanzetten van de belichting in de voorlaatste week. Bovendien heeft Hofnar beduidend minder calcium in de hartbladeren dan Gardia en Halewyn (F=46.15;p=0.0000). De calciumconcentraties van het randgevoelige ras Hofnar bevinden zich onder de kritieke grenswaarde van 2g kg -1 DS, terwijl de tolerante rassen een hoger gehalte hebben. Dit doet vermoeden dat enkel in Hofnar rand kan gezien worden. De invloed van de verschillende droogtes op de calciumgehaltes bij de oogst is niet zichtbaar (F=1.46;p= en F=1.74;p= voor vrij- en immobiel calcium respectievelijk). Dit was echter wel het primaire doel van de droogtebehandelingen. In alle rassen werden bruine necroses aangetroffen. Enkel bij Hofnar waren deze necroses duidelijk symptomen van interne rand. Gardia en Halewyn vertoonden verschillende symptomen van glazigheid en guttatie (Figuur 84). De bruine necroses bij deze rassen waren duidelijk afgelijnd door de nerven en kwamen ook dieper in het blad voor. Ook in de praktijk en in de rassenproef (winter) van Inagro kwam glazigheid voor, vooral bij Halewyn. Deze symptomen zijn het gevolg van het vochtige klimaat in de winter van (Figuur 82 D). Bovendien suggereren de calciumanalyses dat enkel in Hofnar echte randsymptomem zichtbaar kunnen zijn. De verdere bespreking van de objecten is dan ook enkel op Hofnar gericht. 111

130 Figuur 82. De microklimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2103 A: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. 112

131 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand Figuur 83. Gehalte vrij calcium in de rand van hartblaadjes van de verschillende droogtebehandelingen (aangeduid met tijdstip van droogte-inductie). De eerste randsymptomen werden waargenomen op december in het controle object en het object dat nog geen droogte had ondervonden (3 weken na sluiting). Bovendien waren de individuele vlekken in deze objecten ook groter. Dit wijst er op dat de droogte vóór en tijdens kropsluiting, in tegenstelling tot de bedoeling, een preventief effect hadden met betrekking tot rand. Hierbij trad rand op respectievelijk 2 en 10 dagen na de eerste symptomen in eenheid 7.1 en respectievelijk 9 en 9 dagen na de eerste symptomen in eenheid 7.2. Figuur 84. Symptomen van glazigheid in Gardia(links) en Halewyn (rechts). Bij de oogst waren de objecten die droogte kregen 3 weken na kropsluiting het sterkst aangetast (Figuur 85). Bovendien was hier de aantasting nog diep in de krop zichtbaar. De controle objecten werden het tweede zwaarste aangetast. De objecten die droogte kregen 3 weken na planten waren het minst zwaar aangetast, gevolgd door de objecten die droogte kregen bij kropsluiting. Statistisch gezien was sprake van een interactie tussen de droogtes en de rassen (F=4.40;p=0.026). Voor Gardia en Halewyn werd geen invloed van de droogteobjecten waargenomen. Voor Hofnar was deze er wel: wanneer droogte werd gegeven 3 weken na planten was de aantasting significant minder ernstig dan de controle en beide andere droogtebehandelingen. De aantasting van de controle verschilde niet significant van deze bij planten die bij kropsluiting droogte ondergingen. De aantasting bij planten die 113

132 3 weken na kropsluiting droogte ondergingen was dan weer significant zwaarder dan de andere behandelingen. Figuur 85. Randwaarnemingen voor Hofnar bij de oogst, voor de verschillende droogtebehandelingen in experiment 2103 A. W = weken. Om de invloed van de belichting te verduidelijken wordt verwezen naar Figuur 86. Deze figuur geeft een beeld van de randaantasting op 7 januari (start belichting) en bij de oogst (21 januari 1 week na einde belichting). Hieruit blijkt dat de totale randaantasting iets is toegenomen in beide belichtingsobjecten (zonder belichting en met belichting). Doch wanneer wel belicht werd is de randaantasting lichtjes méér toegenomen. Wel lijkt het in het onbelichte object alsof het aandeel zwaar aangetaste planten tussen 7 januari en oogst is afgenomen. Dit heeft te maken met een zware Botrytis aantasting tijdens dit experiment, waardoor veel planten de oogstdatum niet hebben gehaald. In het belichte deel is deze trend niet zichtbaar hoewel de Botrytis aantasting wel even groot was. Figuur 86. Randwaarnemingen voor Hofnar op 7 januari en bij de oogst, voor de objecten met en zonder belichting 5 weken na kropsluiting in experiment 2103 A. W = weken. 114

133 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand De bladdikte tijdens de teelt wordt weergegeven in figuren Figuur 87 en Figuur 88. In Figuur 87 is zichtbaar hoe de droogtebehandeling 3 weken na planten de bladdikte heeft beïnvloed. In de periode voorafgaand aan de droogtebehandeling lopen de metingen met de verschillende bladdiktesensoren goed samen. Elke sensor vertoont dan eenzelfde trend voor de dag/nacht-schommelingen. Vanaf het moment dat de droogte ingaat blijven de sensoren eenzelfde trend geven tot de vierde dag start. Dan is zichtbaar dat de bladdikte sterker daalt overdag in de objecten die wel een droogtebehandeling ondergingen. Dit betekent dat de droogte die werd toegediend (2000 J/cm²) net voldoende was om de plant werkelijk iets te laten voelen. De gegeven droogte resulteerde in extra turgorschommelingen, hetgeen niet het primaire doel van de droogte was (dit was verschillen in Ca-concentraties in de hartbladeren bij de oogst genereren). Figuur 87. Bladdikte (mm) van kropsla in verschillende objecten tijdens de droogte 3 weken na planten (bruine zone tussen verticale lijnen). De zwarte pijl geeft weer waar de droogte merkbaar is in de bladdikte. Na de droogtebehandeling 3 weken na planten werden geen extra variaties aangebracht in dit object. Dit betekent dat de omgevingsomstandigheden in het object 3 weken na planten en de controle gelijk zijn op het ogenblik dat de eerste randsymptomen verschijnen in de controle. Daarom moet geconcludeerd worden dat het controle object rand kreeg omwille van het feit dat de celwanden te zwak waren, en niet omdat er verschillen waren in turgor. Dit zou betekenen dat op dat moment de controle minder calcium bevatte dan het object dat 3 weken na planten droogte onderging. In Figuur 88 wordt de invloed van de late belichting op de bladdikte weergegeven. In deze figuur is duidelijk zichtbaar dat nagenoeg geen verschillen in het verloop van de lijnen aanwezig zijn. De belichting heeft dus niet de beoogde grotere turgorschommelingen geïnduceerd. 115

134 Figuur 88. Bladdikte (mm) van kropsla die wel en niet belicht werd gedurende de periode 5 weken na kropsluiting. Gele zone = periode met belichting. Het versgewicht bij de oogst van dit experiment was zeer laag, te wijten aan de ernstige Botrytis aantasting. Wel bereikte Halewyn een hoger eindgewicht dan de andere twee rassen (F=6.94; p=0.0129). De invloed van de opgelegde droogtes heeft ook een significant effect (F=5.48; p=0.0096), waarbij de controle en de droogte 3 weken na planten een hoger eindgewicht opleverden. De late belichting leidde tot zwaardere kroppen. De late belichting gaf een duidelijk hoger wortelgewicht. Statistisch werden geen significante effecten gevonden van de droogtebehandelingen (F=1.93; p=0.1686) en de rassen (F=1.40; p=0.2907) op het wortelgewicht. Voor het aantal bladeren (Halewyn>Gardia>Hofnar), de pitlengte (Gardia>Halewyn>Hofnar) en de stengeldiameter (Hofnar>Gardia=Halewyn) is vooral een raseffect zichtbaar (respectievelijk: F=73.19; p=0.0000, F=15.05; p=0.010 en F=59.63; p=0.0000). De pitlengte wordt ook nog beïnvloed door de droogtebehandelingen (F=4.02; p=0.0278), waarbij de controle een langere pit heeft. De stengeldiameter wordt naast het ras ook beïnvloed door de late belichting. In deze objecten is de diameter licht toegenomen. Bespreking en conclusies Uit dit experiment is gebleken dat de droogte, gegeven vóór de kropsluiting, leidde tot een finaal minder zware randaantasting. De droogte rond kropsluiting gaf een aantasting die vergelijkbaar was met deze van de controle. Wanneer de planten een droogtebehandeling ondergingen na kropsluiting nam de randaantasting gevoelig toe. Het doel van de droogteobjecten was de wortels te beschadigen, hetgeen de calciumopname zou remmen en rand stimuleren. Uit de calciumanalyses bij de oogst bleek echter dat deze verschillen in calciumopname niet aanwezig waren. Uit metingen met bladdiktesensoren is gebleken dat de droogtebehandelingen wel resulteerden in extra turgorschommelingen. Om de resultaten van het huidige experiment te kunnen verklaren wordt verwezen naar Figuur 89. In deze figuur zijn telkens drie planten zichtbaar: een controleplant, een plant die droogte krijgt vóór kropsluiting en een plant die droogte krijgt na kropsluiting. Net na het planten zijn alle planten nog identiek. Drie weken na planting wordt de watertoevoer van één plant afgesloten waardoor de plant droogte ondervindt. De gecreëerde turgorschommelingen zullen hier geen aanleiding geven tot randontwikkeling omdat alle bladeren van de jonge plant nog veel calcium bezitten. Er zijn immers nog geen afgeschermde hartbladeren aanwezig die slecht transpireren,. Als reactie op de droogte zal de plant 116

135 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand nadien wel meer wortels aanmaken dan de controle planten. Dit vergrote wortelstelsel zal de plant in staat stellen om meer calcium op te nemen en turgorschommelingen beter op te vangen. Figuur 89. Verklaring voor de evolutie van de symptomen van interne rand in experiment 2103 A. Ten gevolge van dalende buitentemperaturen werd begin december gestookt. Hierdoor daalt de vochtigheid en stijgt de transpiratie, hetgeen extra turgorschokken creëert. In het object dat reeds droogte kreeg wijkt de grootte van deze schommelingen niet af van deze bij de controle, zoals aangetoond door de bladdiktemetingen. De controle kreeg toen wel rand en het object met droogte drie weken na planten pas later. Daarom moet het hogere calciumgehalte in planten met een groter wortelgestel aanleiding gegeven hebben tot een betere randtolerantie. Na verloop van tijd zullen de verschillen in wortelmassa echter wegebben. Planten die reeds vroeg veel wortels aanmaakten kennen, bij toenemende groei en verdamping geen extra behoefte om nog te investeren in het wortelgestel. Planten van de controle, met een nog beperkt wortelgestel, hebben wél de behoefte om meer wortels te maken. Wanneer zich nu extra schommelingen voordoen zijn alle planten weer even gevoelig: het wortelstelsel is even groot en de vroegere verschillen in calcium zijn weggeëbd. Wanneer droogte wordt geïnduceerd na kropsluiting zal deze droogte net als voorheen leiden tot extra turgorschommelingen. Op dit moment bezitten de hartblaadjes wel weinig calcium en dus verzwakte celwanden. Daarom zal droogte in dit stadium wél leiden tot extra randsymptomen. 117

136 De verschillen tussen de objecten die droogte kregen 3 weken na planten en bij kropsluiting zijn minder eenvoudig te verklaren. De randsymptomen traden later op in de laatste groep, maar finaal bleken de planten wel ernstiger aangetast. Opgemerkt dient te worden dat het zeer vochtige klimaat dat in deze periode aanwezig was leidde tot een gebrekkige calciumopname wegens de zeer beperkte mate van transpiratie. Hierdoor waren de planten zeer gevoelig voor rand. Dit verklaart dat planten reeds symptomen vertoonden bij gewone dag/nachtschommelingen in turgor. De invloed van de late belichting was niet duidelijk zichtbaar, wellicht omdat de beoogde turgorschommelingen niet optraden. Wel werd een lager calciumgehalte waargenomen bij de oogst. Dit verlaagde calciumgehalte is deels te verklaren door een toegenomen percentage droge stof wat terug te brengen is op een hogere fotosynthese. Ook stimuleert de belichting wellicht de transpiratie, en vooral deze van de oudere bladeren, zodat die meer calcium naar zich toe trekken. Dit is echter niet meteen een tegenspraak van experiment 0701, waar de belichting (hele teelt) voor een hoger calciumgehalte zorgde. De belichting leidde tot meer suikers. Deze suikers zullen de wortels aanzetten tot meer groei en meer opname. Omdat hier de belichting slechts kort plaatsvond op het einde van de teelt, is dit effect op de wortels, en bijgevolg op de calciumopname, nog niet aanwezig. In dit experiment werd geen worteldruk geregistreerd, ondanks de hoge RV tussen de planten. Het is evenwel mogelijk dat de planten van elk object een worteldruk opbouwden, waardoor de bladdiktesensoren geen verschillen registreerden en het lijkt alsof geen worteldruk werd opgebouwd. Aangezien de gemaakte analyse vrij goed in staat was de waargenomen diversiteit in de randsymptomen in dit experiment te verklaren, is de kans groot dat de gemaakte aannames correct zijn. Betreffende de gestelde onderzoeksvragen zijn deze aannames de volgende: Kropslaplanten in een jong stadium (vóór kropsluiting) zijn niet gevoelig voor de vorming van zwakke celwanden door calciumgebrek. In dit stadium vindt nog weinig onderlinge overlapping van bladeren plaats, zodat alle bladeren nog ongehinderd kunnen transpireren en hierdoor voldoende calcium toegevoerd krijgen. Enkel in omstandigheden met zeer hoge luchtvochtigheid zal de calciumtoevoer toch beperkt worden door de geringe transpiratie, maar dit zal in dezelfde mate het geval zijn voor alle bladeren, en niet speciaal bij de hartbladeren. Droogte in een jong plantstadium kan aanleiding geven tot de vorming van bijkomende wortelmassa, zodat meer calcium wordt opgenomen en de plant in een korte periode daarna niet gevoelig is voor turgorschommelingen. De intensiteit van turgorschommelingen nodig om cellen te doen barsten en op die wijze rand te veroorzaken is variabel, en afhankelijk van de mate waarin celwanden verzwakt zijn door calciumtekort. Bij zeer zwakke celwanden kan de gewone dagelijkse turgorvariatie tussen dag en nacht wellicht reeds voldoende zijn voor inductie van symptomen van interne rand. Proefopzet 5.4. EXPERIMENT 2103 B VERWARMING WORTELMILIEU EN BELICHTINGSTYPE INAGRO - MGS In andere experimenten bleek dat planten die opgekweekt waren op het DFT-systeem finaal een groter wortelstelsel hadden dan planten van het NFT systeem. De randaantasting was tijdens deze experimenten in de DFT minder ernstig dan de NFT. Bovendien bleek uit experiment 1803 dat de wortelgroei ook bepaald wordt door het ras en door het proefobject. Het randtolerante ras Cosmopolia 118

137 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand had meer wortels dan het gevoelige ras Gardia. In dit experiment werd door middel van broezen de vochtigheid tijdens de nacht verhoogd en de randaantasting verminderd. Dit bevochtigde object kende ook een hoger wortelgewicht dan de controle. Al deze ondervindingen doen vermoeden dat wortelgroei en activiteit belangrijk kan zijn in het randverhaal. Dit werd bovendien benadrukt als conclusie van WP 3. In dat WP werd reeds gepoogd het actieve worteloppervlak te verhogen via verwarming met een ondernet en door aanbreng van elektrische weerstanden op de goten, maar zonder veel succes: de verhoging van de groeisnelheid of verhoogde transpiratie neutraliseerden het effect op rand. In dit experiment werd wortelverwarming nog eens geprobeerd, via gootverwarming met een elektrische weerstand, en in combinatie met verschillende vormen van belichting.. Tijdens de late herfst en de winter wordt in de praktijk vaak belicht. Echter is nog niet onderzocht wat de invloed is van het lamptype op rand. In Inagro zijn twee types lampen aanwezig (SON-T en LED). De SON-T lamp is een lamp die naast licht ook warmte geeft aan de planten. LED lampen geven geen warmte af aan de planten. Dit experiment is reeds een verbeterde versie van een voorgaand experiment dat met overmatige droogte te kampen had en vroegtijdig werd stilgelegd. Dit mislukte experiment leerde dat gootverwarming een aangepaste (verhoogde) watergift vraagt. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 57 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 57. Rassenkeuze voor experiment 2103 B. Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Tolerant Brighton kropsla Enza Interne rand In dit experiment werden 2 rassen ingeplant. Omdat op korte tijd beslist werd om het voorgaande experiment op te ruimen en dit nieuwe experiment te starten waren geen planten voorhanden. Daarom werden planten bij de plantenkweker gehaald. Hier waren 2 rassen beschikbaar, Gardia en Brighton. - Teeltverloop - Watergift zaaidatum: 10 oktober 2012 maat perspot: 5 cm plantdatum: 13 november 2012 plantafstand (cm): 10 x x 26 oogstdatum: 28 januari 2013 proeflocatie: Inagro compartiment 8 In het voorgaande vroegtijdig stopgezette experiment werd vastgesteld dat de planten te droog stonden, zeker in de verwarmde goten. Daarom werd de watergift verhoogd in vergelijking met het voorgaande experiment en werden de goten met gootverwarming van 2 toevoerslangetjes van voedingsoplossing voorzien i.p.v. het gebruikelijke 1 toevoerslangetje. Bovendien werd er voor gezorgd dat beide slangetjes op een ander tijdstip water gaven aan de goot. Zo werd niet de grootte van een gietbeurt verdubbeld, maar wel de frequentie van de gietbeurten. Wellicht gaf dit meer kans op een grotere waterbeschikbaarheid voor de planten. Bovendien werd dagelijks gecontroleerd of de persblokjes voldoende vochtig stonden. 119

138 - Klimaatregeling Klimaat: In dit experiment wordt elke eenheid belicht vanaf 7 uur na zonsondergang tot zonsondergang. Dit komt neer op een donkere periode van 7 uur. De belichting van NFT eenheid 8.1 gebeurde met LED verlichting (Philips GreenPower LED productie module diep blauw/rood 150). In deze LED modules bevinden zich telkens 5 rode en 2 blauwe LED s. In NFT eenheid 8.2 gebeurde de belichting met klassieke hogedruk natrium lampen (Philips, SON-T 400 W ). De hoogte van beide lamptypes werd zodanig ingesteld dat de PAR-instraling ter hoogte van de goten ±50 µmol/m²/s bedroeg. Dit is in wijziging ten opzichte van het voorgaande experiment. Hier werd een PAR-instraling van 100 µmol/m²/s nagestreefd. De huidige instraling zou immers beter overeenstemmen met de praktijk (25-50 µmol/m²/s) Figuur 90 geeft het spectrum weer van beide lamptypes. Figuur 90. Spectrum van de types belichting die in experiment 2103 B werden toegepast. SON-T geeft het spectrum weer van de hogedruk natrium lampen, LED ro/bl van de gebruikte LED modules. Wortelklimaat: Per goteneenheid werden 4 goten verwarmd door middel van een elektrische weerstand. Deze weerstand werd onderaan de goot bevestigd met behulp van omheiningsdraad voor konijnen (zie Figuur 91). Deze weerstand gaf ononderbroken warmte vanaf het begin tot het einde van de teelt. Figuur 91. Schematische weergave van de gootverwarming in experiment 2103 B. Met behulp van konijnendraad (paarse rechthoek) is een elektrische weerstand (rode cirkel) aan de goot bevestigd. Resultaten De waarnemingen van het microklimaat worden weergegeven in Figuur 92. Het microklimaat werd opgemeten in NFT eenheid 8.1, de eenheid belicht met LED-verlichting. De winter van was relatief duister en warm. De eerste helft van december, maar vooral ook de tweede helft van januari, werd gekenmerkt door een koudegolf. Toen werd vaak gestookt (stooklijn 5 C). De periode werd ook gekenmerkt door een hoge relatieve vochtigheid (RV), behalve wanneer gestookt werd: toen daalde de RV tijdens de nacht. Dit was vooral het geval in de tweede helft van januari. Een vochtgehalte van 100 % tijdens de nacht werd nooit gehaald. 120

139 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand De PAR-instraling werd uitvergroot in Figuur 93. Tijdens de nacht is duidelijk zichtbaar dat de PARinstraling van 7 uur na zonsondergang tot zonsopgang ongeveer 50 µmol/m²/s bedraagt. Variaties van deze dosis tijdens de nacht hebben met de opstelling van de sensoren te maken. Wanneer de goten werden opengeschoven (6 en 20 december) veranderde bijvoorbeeld de positie van de sensoren t.o.v. de lampen. Onder de SON-T lampen was de instraling meer variabel en werden verschillende sensoren geplaatst om dit te registreren. Aan de hand van deze gegevens werd Figuur 94 opgesteld, die de PARinstraling weergeeft ter hoogte van de planten tijdens de nacht. In verwarmde goten werd een perspottemperatuur gemeten die 3 tot 5 graden Celsius hoger lag dan in een normale goot. De zwarte stippellijn in Figuur 92 geeft weer wanneer voor het eerst rand werd waargenomen (2 januari). Merk op dat dit net na Nieuwjaar valt: de week voorafgaand aan 2 januari was niemand aanwezig om waarnemingen te doen. De eerste symptomen konden dus ook al vroeger verschenen zijn. De opvolging van de belangrijkste voedingsnutriënten tijdens de teelt wordt weergegeven in Tabel 58. Op het einde van de teelt daalde het kaliumgehalte gevaarlijk laag. Op 18 en 21 januari is beslist om 1.96 mmol/l KNO 3 toe te voegen aan beide voorraadbakken. Dit bleek echter onvoldoende om de daling tegen te gaan. 121

140 Figuur 92. De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2103 B: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] worteltemperatuur (Ts), [C] luchttemperatuur (Ta), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. 122

141 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand Figuur 93. Uitvergrote weergave van de PAR-instraling tijdens de nacht op plant niveau. LED: sensor geplaatst bij eenzelfde onder de LED-verlichting; SON-T volger: sensor geplaatst bij eenzelfde plant onder de SON-T verlichting; SON-T verplaatst: sensor geplaatst op verschillende plaatsen in het veldje onder de SON-T verlichting; Onder SON-T: sensor geplaatst loodrecht onder dezelfde SON-T lamp. Figuur 94. Ogenblikkellijke PAR-instraling ter hoogte van het gewas gedurende de nacht. Tabel 58. Nutritionele samenstelling van de voedingsoplossing van de voorraadbak in beide NFT eenheden tijdens 2103 B. Nutriënten Gewenst 19/11/ /12/ /12/2012 4/01/ /01/ /01/2013 NFT 8.1 K + 7,2 6 5,3 4,1 3,4 2,9 1,2 Ca 2+ 5,7 5,6 6 5,7 5,7 6,8 7,9 NO 3-17,7 15,2 14,7 13,6 12,1 12 7,9 NFT 8.2 K + 7,2 6,1 5,4 4,3 3,5 3,1 1,3 Ca 2+ 5,7 5,6 5,9 5,8 5,8 6,7 8 NO 3-17,7 15,4 14,9 13,5 12,4 12,5 10,3 123

142 In Figuur 95 wordt het vrij calciumgehalte weergegeven, aanwezig in de rand van de hartbladeren tijdens de oogst. Algemeen valt op dat dit calciumgehalte ver onder de kritieke grens ligt van 2 g/kg DS. Dit verklaart meteen ook de sterke randaantasting in alle objecten (zie verder). Tussen beide rassen is geen groot verschil waarneembaar in vrij calciumgehalte. Het verwarmen van de goten leidde tot een licht hoger gehalte aan vrij calcium onder de SON-T lampen, maar tot een aanzienlijk hoger gehalte onder de LED-lampen. Dezelfde trends zijn zichtbaar in het immobiel calciumgehalte (data hier niet weergegeven). Figuur 95. Gehalte vrij calcium in de randen van hartbladeren van de verschillende objecten bij de oogst van experiment 2103 B. Warm: verwarmde goot; koud: onverwarmde goot. De eerste symptomen van interne rand werden waargenomen op 2 januari. Toen was vooral een sterke aantasting te zien onder de LED belichting bij Brighton. De situatie op 7 januari is weergegeven in Figuur 96. Hier is vooral zichtbaar dat de aantasting in de verwarmde goten sterker is dan in de onverwarmde goten. Merk op dat het doel van dit experiment net was om door wortelverwarming de aantasting te verlagen. Op 7 januari was de aantasting onder de LED s echter minder zwaar en was de aantasting van Brighton zwaarder dan van Gardia. Bij de oogst, zie Figuur 97, waren alle objecten ernstig aangetast, hetgeen in lijn is met het lage gehalte aan vrij calcium. De verwarmde goten waren echter nog steeds het zwaarst aangetast en de aantasting onder de SON-T lampen was ook nog iets ernstiger dan onder de LED s. De invloed van de rassen was omgekeerd: nu had Gardia een zwaardere aantasting. Wel waren afzonderlijke planten met een zware aantasting van Brighton nog zwaarder aangetast dan afzonderlijke planten van Gardia met een zware aantasting. 124

143 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand Figuur 96. Randwaarnemingen op 7 januari in experiment 2103 B. Figuur 97. Randwaarnemingen bij de oogst van experiment 2103 B. In Figuur 98 wordt de bladdikte uitvergroot weergegeven voor één welbepaalde periode. Hierop is zichtbaar dat de turgorschommelingen onder de SON-T lampen op zonnige dagen (7 en 9 december) groter waren dan onder de LED-lampen. Dit wordt verklaard door het zware kader waaraan de LED s zijn bevestigd. Dit frame beschaduwt de planten en geeft dus minder grote schommelingen in bladdikte op zonnige dagen. Meteen kan dit een verklaring geven voor de lagere randaantasting onder de LED s. 125

144 Figuur 98. Bladdikte van kropsla onder beide lamptypes tijdens experiment 2103 B. Figuur 99 geeft de bladtemperatuur weer voor de verschillende objecten. Bij het registreren van de gegevens werden de sensoren helaas niet benoemd, waardoor de juiste toewijzing van elke sensor aan de verschillende objecten moeilijker is. Deze figuur is dus gebaseerd op bepaalde veronderstellingen en gemaakt op basis van ruwe data (zonder kalibratie van de sensoren). Wel tonen de data aan dat elke lijn een even grote schok vertoont bij het aangaan van de lampen. Dit geeft aan dat vooral de gootverwarming de bladtemperatuur zal sturen en niet zo zeer het lamptype. Hoewel bij de start van de proef de planten op verwarmde goten aanzienlijk sneller groeiden is dit effect niet of nauwelijks nog zichtbaar bij de oogst. Bovendien was de krop, vooral onder de LED-verlichting, eerder gedrongen. Dit kan te wijten zijn aan het feit dat de kroppen niet voldoende verwarmd werden door de LED-lampen hetgeen de celstrekking nadelig beïnvloedde. SON-T lampen geven wel wat meer warmtestraling wat resulteert in een minder gedrongen groei. Figuur 99. Bladtemperatuur in de verschillende objecten van experiment 2103 B. Pijlen geven aan wanneer de belichting aansprong. 126

145 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand Dit experiment beoogde het vergroten van de wortelmassa door de wortels te verwarmen. Weging van de wortelmassa bij oogst toonde echter aan dat het verwarmen integendeel leidde tot een achterstallige wortelgroei (zie Figuur 100). Deze wortelmassa blijkt echter wel actiever dan de wortelmassa van de koude goten, daar het vrij calciumgehalte in verwarmde goten hoger lag. Uit het vroegtijdig stopgezette experiment is gebleken dat het verwarmen van de goten leidde tot meer droogte. In dit experiment werd droogte niet visueel waargenomen, maar het is altijd mogelijk dat zich eventueel korte periodes van droogte voorkwamen, met de gekende turgorschommelingen tot gevolg. Om dit met zekerheid te kunnen zeggen, moest de bladdikte gemeten worden in deze objecten. Omwille van een tekort aan sensoren is dit echter niet gebeurd. Het kleiner wortelgestel en de grotere schommelingen in turgor die te verwachten zijn in de verwarmde goten kunnen de zwaardere randaantasting verklaren. Figuur 100. Wortelgewicht bij de oogst van experiment 2103 B. Gardia had een groter aantal bladeren, een grotere pit en een kleinere stengeldiameter dan Brighton. Het verwarmen van het wortelstelsel had een licht gunstig effect op het aantal bladeren, de pitlengte en de stengeldiameter. De belichting had enkel een sterke invloed op de pitlengte van Brighton. Wanneer belicht werd met SON-T lampen begon dit ras al te schieten, met een lange pit als gevolg. Bespreking en conclusies In dit experiment bleek het verwarmen van de goten de wortelgroei eerder af te remmen. Wel veroorzaakte het verwarmen bij de beperkte wortelmassa een verhoogde activiteit, hetgeen tot uiting kwam in een verhoging van het vrij calciumgehalte van de bladranden van de hartbladeren. De wortelverwarming pas in de tweede teelthelft inschakelen kan eventueel gunstig zijn. De plant zal dan in de eerste teelthelft al een voldoende wortelmassa opbouwen, die nadien extra gestimuleerd kan worden. Uiteindelijk leidde het verwarmen van het wortelstelsel ook in dit experiment tot een hogere randaantasting, zoals dit ook zichtbaar was in experiment Waarschijnlijk kon de beperkte wortelmassa niet voldoende de opgetreden turgorschommelingen opvangen. Bovendien is het mogelijk dat de wortelverwarming toch nog heeft geresulteerd in droogte, hetgeen meer turgorschommelingen en dus meer rand veroorzaakt. In dit experiment kwam geen duidelijke invloed naar voor van de gebruikte lampen op interne rand. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, resulteerde belichting met de standaard Son-T lampen niet in een hogere bladtemperatuur, en dus wellicht niet in een grotere transpiratie dan belichting met LED s. Wel heeft het grote kader waaraan de LED s waren bevestigd het microklimaat ter hoogte van de planten sterk beïnvloed. De resulterende schaduw gaf minder turgorschommelingen en dus minder rand dan 127

146 onder de SON-T lampen. Wel bleek onder de SON-T lampen al een langere pit aanwezig voor Brighton. Dit is een indicatie voor beginnend schot, waardoor een hogere randgevoeligheid aanwezig is EXPERIMENT 2304 WATERGIFT EN BEMESTING - PCG GROND Proefopzet Bij een eerder experiment (2004 B) werd reeds getracht de bodemtemperatuur te verhogen door beregening met verwarmd irrigatiewater. Er kon toen echter geen stijging van de bodemtemperatuur worden vastgesteld. Daarom werd deze proef herhaald tijdens een andere teeltperiode en werd de interactie nagegaan met enkele andere behandelingen. Om een verschil in nachtelijke RV te bekomen, werd de beregening in de ene serre telkens s ochtends uitgevoerd en in de andere serre telkens s avonds. Aangezien bij de experimenten met grondloze teelt een sterke invloed op de wortelgroei, en zo ook op interne rand, werd aangetoond van kalium, werd in dit experiment ook bij de grondteelt de invloed van de kaliumvoorziening op interne rand nagegaan. Bij bepaalde objecten werd extra K meegegeven bij de bemesting, terwijl in andere objecten extra Ca werd bemest. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 59. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Tolerant - Teeltverloop Zaaidatum: 20/11/2012 Plantdatum: 01/02/2013 Oogstdatum: 11/04/2013 Locatie: PCG compartiment 5 en 6 - Watergift - Bemesting Wanneer beregening werd uitgevoerd in de ene serre, werd telkens in de andere serre op het eerstvolgend mogelijke moment ook beregend, dit is dus de avond (compartiment 6) of ochtend (compartiment 5) na de beregening in de andere serre. Voor het object warm water werd het irrigatiewater verwarmd door het in het pomphuis te verwarmen met warmte van de WKK. Het water had bij vertrek uit de pompeenheid telkens een temperatuur tussen 15 C en 20 C, bij aankomst in de serre was het water echter telkens al veel afgekoeld door transport door de beregeningsbuizen. Het niet verwarmde water in het object koud water had telkens een temperatuur van circa 5 C (tevens gemeten aan de pomp, vóór passage doorheen de leidingen). De bemesting werd meegegeven als voorraadbemesting en berekend na staalname in beide serres. Streefwaarde voor de objecten met extra Ca bemesting was 100 kg/ha CaO, terwijl in de andere objecten geen extra Ca bemesting werd gegeven. Voor de objecten met extra K bemesting werd een streefwaarde gehanteerd van 450 kg/ha K 2O, terwijl in de andere objecten de streefwaarde 270 kg/ha K 2O was. 128

147 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand Resultaten Er werd tijdens deze teelt op geen enkel moment rand vastgesteld. Op het einde van de teelt werd getracht rand uit te lokken door het klimaat te regelen, via luchten van de serre. Ook dan werd geen rand vastgesteld. De extra bemesting met K en Ca had ook geen zichtbaar effect op de sla. Tabel 60. Overzicht oogstbeoordeling. Scoring rand: 0 = geen; 1 = licht; 2 = matig; 3 = zwaar rand. Het kropgewicht van telkens 12 kroppen zit vervat in gewicht 1 en gewicht 2. koud,ochtend warm, ochtend koud,avond warm,avond smet geel blad rand gewicht 1 (g) gewicht 2 (g) Ca Normaal 9 8, K Ca Normaal K Ca Normaal K Ca Normaal K = veel veel 9= geen geen Het s avonds en s ochtends beregenen van de serre had tot doel om een verschil in relatieve vochtigheid te creëren tijdens de nacht. Figuur 101 toont aan dat inderdaad de RV in serre 6, waar s avonds beregend werd, over het algemeen hoger is dan de RV gemeten in serre 5, waar telkens s ochtends beregend werd. Het beregenen met verwarmd irrigatiewater zou de worteldruk van de planten moeten verhogen. Figuur 102 en Figuur 103 laten zien dat beregening met verwarmd gietwater enkel s avonds resulteerde in een licht hogere bodemtemperatuur (+ 0,2 C s morgens). Bij beregening s morgens zijn de leidingen kouder, zodat het gietwater wellicht zeer sterk afkoelt. 129

148 Figuur 101. De relatieve vochtigheid in serre 5 en 6 tijdens experiment Figuur 102. De bodemtemperatuur in serre 5 (watergift s morgens) tijdens experiment

149 Hoofdstuk 5: Studie van de interactieve invloed van bovengrondse factoren en factoren in het wortelmilieu op rand Figuur 103. De bodemtemperatuur in serre 6 (watergift s avonds) tijdens experiment Conclusies Het verwarmen van irrigatiewater biedt slechts geringe mogelijkheden voor opwarming van de bodemtemperatuur. In elk geval moet de beregening dan s avonds plaats vinden, nadat de regenleiding tijdens de dag is opgewarmd. Omdat in dit experiment geen rand optrad; is geen oordeel mogelijk over de invloed hierop van wateropwarming ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET 4 Voorheen werd reeds besproken dat interne rand ontwikkelt als aan 2 opeenvolgende voorwaarden is voldaan: 1. De celwanden in de hartbladeren zijn verzwakt. Dit is veelal toe te schrijven aan een plaatselijk calcium tekort en doet zich het sterkst voor in de bladrand. Deze zone is immers gekenmerkt door een grote celdelingsactiviteit. Celdeling vergt vorming van nieuwe celwanden en consumeert grote hoeveelheden calcium. Tevens is het de zone die verst verwijderd is van de nerven in de bladstelen. 2. Schokken in het klimaat leiden tot het barsten van deze celwanden. Dit wordt zichtbaar als necrotische plekken in de bladrand. Deze schokken kunnen waargenomen worden met de sensoren die de bladdikte registreren. Het resultaat van een experiment hangt dus af van het effect van de opgelegde behandelingen op deze voorwaarden en de status van de plant op het moment dat een behandeling zich laat voelen. De status van de plant kan zowel bepaald worden door het algemeen kasklimaat als ook door andere opgelegde behandelingen en door interacties tussen beide. De verhoogde nachtelijke RV, gecreëerd door het broezen in de namiddag (exp. 1003), heeft geresulteerd in een opbouw van worteldruk. Hierdoor werd meer calcium naar de hartbladeren gestuurd met een verminderde aantasting door interne rand als gevolg. Deze factor heeft vooral de eerste voorwaarde beïnvloed. Zoals verwacht, kon het effect van de verhoogde nachtelijke RV op de worteldruk nog worden versterkt door verlaging van de EC van de nachtelijke voedingsoplossing. Wel resulteerde dit 131

150 in het experiment niet in een verdere vermindering van de randaantasting. De randsymptomen werden waarschijnlijk veroorzaakt door schokken in het klimaat (EC-schokken of dag/nacht schommelingen). De invloed van een droogtebehandeling is sterk afhankelijk van het plantontwikkelingsstadium waarin die behandeling wordt toegediend (exp A). Vóór kropsluiting had een droogtebehandeling een positief effect, na sluiting was het effect eerder nadelig. Bladdiktesensoren toonden dat een droogtebehandeling leidt tot een schok in de plant. Afhankelijk van de calciumconcentratie in de bladrand op het moment dat de schok werd gegeven verschenen al dan niet randsymptomen. Heel waarschijnlijk had de droogte vóór kropsluiting ook een invloed op de verdere plantengroei. Jonge planten kennen een groter aanpassingsvermogen en kunnen zich op latere stressen voorbereiden. De late belichting in dit experiment veroorzaakte een aanzienlijke daling van het calciumgehalte in de hartbladeren en brengt de plant dus in fase 1 van de randvorming. In dit experiment speelde ook het kasklimaat een rol. De continu hoge RV tijdens de dag resulteerde in een algemeen zeer lage calciumopname. De wortelverwarming (exp B) werkte in op beide voorwaarden voor randvorming. Enerzijds werd de calciumopname gestimuleerd door een verhoogde wortelactiviteit (ondanks het beperktere wortelstelsel), en anderzijds veroorzaakte de verwarming meer kans op droogte en dus meer klimaatschokken. Een beperkter wortelstelsel kan echter ook minder goed schokken opvangen en maakt een plant gevoeliger. Bladdiktemetingen tonen grotere schokken onder SON-T belichting dan onder LED-belichting, althans wanneer de LED-lampjes gemonteerd zijn in een lichtcapterend frame: dit laatste beschaduwt de planten op zonnige dagen. Bovenstaande experimenten duiden aan dat de geobserveerde symptomen altijd moeten besproken worden van uit een holistisch perspectief. Hierbij moet met alle opgelegde en niet opgelegde variabelen rekening gehouden worden. 132

151 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie HOOFDSTUK 6. OPTIMALISATIE VAN DE TIPRELET PREVENTIESTRATEGIE 6.1. INHOUD WERKPAKKET Inleiding In WP 5 zal de in WP 4 opgestelde integrale randbeheersingsstrategie worden gevalideerd en geoptimaliseerd in de drie deelnemende proefcentra. Pas hierna kan de TIPRELET-teeltstrategie geïmplementeerd worden in praktijkbedrijven. Om dit te stimuleren wordt een websitemodule aangemaakt die zal worden aangeboden via de websites van de deelnemende praktijkcentra. Deze webmodule moet telers toelaten (1) informatie op te zoeken betreffende de achtergronden van randaantasting, en (2) in geval van randaantasting, informatie te krijgen betreffende de mogelijke oorzaken van rand in hun concrete situatie. Waar doel (1) weinig uitleg behoeft, is het bij doel (2) de bedoeling dat telers na opgave van informatie over diverse teeltvariabelen een automatisch antwoord krijgen met opgave van mogelijke oorzaken Overzicht experimenten Binnen dit werkpakket werden 2 experimenten uitgevoerd (zie Tabel 61). In experiment 2203 zal getracht worden om de huidige trend in het TIPRELET-project (verhoging nachtelijke RV) af te stemmen op de huidige trend binnen het IWT project rond Bremia (verlaging nachtelijke RV). In experiment 2603 zal de huidige strategie beproefd worden. Hierbij zullen zowel objecten opgenomen worden die de strategie volgen als objecten die er van afwijken. Tabel 61. Overzicht experimenten binnen WP 5. Proef ID Omschrijving Verantwoordelijke projectpartner Zaaidatum Plantdatum Oogstdatum 2203 finetuning onderberegening 2603 optimalisatie nachtelijke luchtbevochting, K/Ca en droogtebehandeling 2803 broezen vs. Vernevelen Inagro 7/12/ /01/2013 (8-9)/04/2013 Inagro 16/04/2013 7/05/2013 (10-11)/06/2013 Inagro 30/07/ /08/ /09/ Voorlopige strategie Op basis van de voorgaande werkpakketten kan een voorlopige randbeheersende strategie worden opgesteld: - Rassenkeuze Het juiste ras kiezen in functie van het teeltseizoen is belangrijk - Klimaat De RV tijdens de nacht voldoende hoog houden is aangewezen; - Irrigatie Vermijd droogteperiodes door voldoende irrigatie - Voeding Vermijd kalium concentratie lager dan 3 mmol/l Vermijd K/Ca verhouding hoger dan 2 Zowel de maatregelen rond irrigatie als deze rond voeding beogen een goede werking en ontwikkeling van het wortelstelsel. 133

152 Proefopzet 6.2. EXPERIMENT 2203 FINETUNING ONDERBEREGENING MGS INAGRO In de voorgaande werkpakketten zijn reeds enkele experimenten uitgevoerd waarin randontwikkeling succesvol kon worden tegengewerkt door middel van beregening onder de goten tijdens de nacht. Hiermee werd de relatieve vochtigheid s nachts verhoogd, wat de verdamping van de oudere bladeren stillegt zodat een worteldruk kan worden opgebouwd. Het water en het er in opgeloste calcium zal nu niet meer passief de transpiratiestroom volgen maar actief naar alle bovengrondse plantendelen in gelijke mate worden geduwd. Zo zal meer calcium in de hartbladeren terecht komen met stevigere celwanden en een betere randtolerantie als gevolg. Een verhoging van de nachtelijke relatieve vochtigheid zal echter valse meeldouw (Bremia lactucae) in de hand werken. Uit het IWT-project rond Bremia bleek immers dat, wanneer de nachtelijke vochtigheid gedurende minstens 5 uur hoger dan 85% ligt, de sporulatie van deze pathogeen zal starten. Bovendien zou een vochtgehalte hoger dan 90% van minstens 2 uur tijdens de eerste 6 uur na zonsopgang het binnendringen van de sporen stimuleren. Het aanhouden van een hoge vochtigheid om rand in te perken mag dus niet langer duren dan 5 uur en gebeurt best in het eerste deel van de nacht. Uit de discussie van de zesde vergadering van de gebruikersgroep van TIPRELET werd de vraag gesteld of het vochtgehalte van het persblokje bij uitplanten een grote invloed had op de fysiogene ziekte rand. Ook hierop werd in dit experiment gepoogd een antwoord te geven. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 62 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 62. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Tolerant Hofnar kropsla Rijk Zwaan Interne rand - Teeltverloop zaaidatum: 7 december 2012 maat perspot: 5 cm plantdatum: 31 januari 2013 plantafstand (cm): 10 x x 26 oogstdatum: (8-9) april 2013 proeflocatie: Inagro compartiment 7 en 8 - Gewasbescherming Om een succesvolle infectie met Bremia sporen mogelijk te maken werden de laatste twee weken vóór kropsluiting geen middelen meer gebruikt die actief zijn tegen Bremia. Tijdens kropsluiting werd een kunstmatige infectie uitgevoerd met Bremia-sporen. In werkelijkheid gebeurde dit op 25 maart. 134

153 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie - Klimaatregeling Klimaat: Onder verschillende NFT eenheden werd er gebroesd als in experiment 1803 (zie Figuur 48). In NFT eenheid 7.1 zal vanaf de start van de teelt tijdens de eerste 4 uur van de nacht gebroesd worden onder de goten. Op deze wijze zal de vochtigheid bij de planten verhogen. NFT eenheid 7.2 dient als controle 1. In NFT eenheid 8.1 zal vanaf de start van de teelt tijdens de hele nacht gebroesd worden onder de goten. NFT eenheid 8.2 dient als controle 2. Het broezen gebeurde bij de start van de teelt nog niet frequent genoeg (elk half uur 8 sec) zodat weinig invloed op de relatieve vochtigheid werd waargenomen. Vanaf 19 maart werd deze frequentie verhoogd en werd de duur van elke broesbeurt verlengd (elk kwartier 35 sec). Wortelklimaat: Bij het planten werden in elke NFT eenheid plantjes uitgeplant met een verschillend vochtgehalte in de perspotten. Sommige perspotten waren volledig verzadigd (30 minuten ondergedompeld gevolgd door 1 uur uitdruppen) bij planten, een tweede groep was deels uitgedroogd (18% vochtverlies) en een derde groep kende een ernstig watertekort (34% vochtverlies). Deze planten bevonden zich telkens op goot nummer Per NFT eenheid werd dit experiment aangelegd met 3 blokken voor beide rassen. Resultaten De opgemeten parameters van het microklimaat worden afgebeeld in Figuur 104. De tweede helft van de winter ( ) was relatief koud. Daarom werd vaak gestookt (stooklijn 5 C). Dit stoken gaat gepaard met een dalende relatieve vochtigheid. Overdag bleef het vochtgehalte meestal boven de 60 %, s nachts werd niet veel meer dan 90 % gehaald. 100% werd nooit geregistreerd. 135

154 Figuur 104. De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2203: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. 136

155 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie In het algemeen stijgt de temperatuur in de objecten die in compartiment 8 liggen hoger tijdens de dag omdat dit compartiment aan de westkant staat. In het object waar de hele nacht wordt gebroesd daalt de temperatuur ook iets meer tijdens de nacht. Bij de start van de teelt werd de gewenste verhoging van de relatieve vochtigheid door het broezen onder de goten niet gehaald. Het object waar de hele nacht werd gebroesd heeft een licht hogere (±3%) vochtigheid dan de controle en het object waar enkel de eerste 4 uur van de nacht wordt gebroesd wijkt weinig af van de controle. Het vochtgehalte steeg ook niet ver boven de 90% uit. Op 19 maart werd beslist om het broezen op te drijven van 8 seconden elk half uur tot 35 seconden elk kwartier. Vanaf dat moment werd de relatieve vochtigheid wél beïnvloed. In de objecten waar gebroesd werd steeg de RV vaak tot 95%. In de controles lag de RV 5% lager. In Figuur 105 wordt deze laatste periode uitvergroot. Het object waar de hele nacht wordt gebroesd kende nu wel een verhoging van de RV gedurende de volledige nacht. In het object waar enkel de eerste vier uur wordt gebroesd is deze verhoging ook aanwezig, maar ze is korter in duur. Naar het einde van de teelt toe verdwijnt het verschil tussen het object waar de hele nacht wordt gebroesd en de controle (controle 2). Figuur 105. RV ter hoogte van de planten tijdens de nacht. Tijdens de zomerexperimenten 1803 en 1003 werd met het broezen s nachts vaak 100% vocht bekomen terwijl de controle tot 10% lager uitkwam. Het verschil is wel dat tijdens deze zomerteelten naast de NFT eenheden een teelt in de grond stond. Dit heeft zeer waarschijnlijk voor een hogere vochtigheid gezorgd bij de NFT eenheden. 137

156 Figuur 106. ph en EC van de voedingsoplossing van de verschillende objecten. In Figuur 106 wordt de ph en de EC van de voedingsoplossingen in de voorraadbakken weergegeven. De EC daalde praktisch de volledige teelt lichtjes behalve op het einde van de teelt. Toen werd regelmatig KNO 3 aan de voedingsoplossing werd toegevoegd hetgeen resulteerde in EC-schokken. In de eenheid waar de hele nacht werd gebroesd was op 2 april een darmpje losgekomen. Hierdoor kwam een overmaat van de voedingsoplossing in silo 16 in deze voorraadbak terecht, met als gevolg een EC stijging. De ph lijnen vertonen grotere schommelingen, vooral in de tweede teelthelft. Op 18 en 19 maart werd Reciclean (peroxide) toegediend aan elke voorraadbak ter bestrijding van Pythium. Dit verklaart de plotse daling in ph rond dit tijdstip. In Figuur 107 wordt het vrij calciumgehalte weergegeven, aanwezig in de rand van de hartbladeren tijdens de oogst. Hierin zijn lichte effecten van de opgelegde objecten zichtbaar. Het randgevoelige ras Hofnar heeft een lager gehalte aan vrij calcium dan het randtolerante ras Gardia. Door het beregenen onder de goten stijgt het calciumgehalte in de hartbladeren licht voor beide rassen. De duur van de beregening (4 h of de hele nacht) heeft geen invloed op het vrij calcium. De gehaltes aan vrij calcium liggen sterk onder de kritieke grenswaarde voor interne rand (2000 mg/kg DS). Hierdoor kan in elk object rand verwacht worden. 138

157 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Figuur 107. Gehalte vrij calcium in de randen van hartbladeren van de verschillende objecten bij de oogst van experiment De eerste symptomen van interne rand werden waargenomen op 24 maart in beide controle objecten. Op 25 maart werd ook interne rand waargenomen in de objecten waar gebroesd werd. Op 29 maart was Gardia nog nauwelijks aangetast (Figuur 108). Hofnar kende echter wel een ernstige aantasting. In beide rassen is het duidelijk dat door middel van broezen onder de goten de aantasting wordt tegengewerkt. Tussen beide broesbehandelingen (de hele nacht broezen of slechts de eerste vier uur broezen) is weinig tot geen verschil. Figuur 108. Randwaarnemingen op 29 maart. Op 2 april was de aantasting van Hofnar al zodanig groot dat geen verschillen meer zichtbaar waren tussen de verschillende objecten (Figuur 109). Bij Gardia waren de verschillen wel nog duidelijk aanwezig. Hier waren beide controles even ernstig aangetast en zwaarder dan de objecten waar s nachts werd gebroesd. De aantasting bij het object waar enkel de eerste vier uur werd gebroesd was nu wél groter dan in het object waar de hele nacht werd gebroesd. 139

158 Figuur 109. Randwaarnemingen op 2 april. Bij de oogst (8 april, Figuur 110) waren dezelfde trends zichtbaar als op 2 april. Wel was de algemene graad van aantasting ook in Gardia verder toegenomen. In het object waar enkel de eerste vier uur van de nacht werd gebroesd was 20 % van de planten gevrijwaard van interne rand. Wanneer het broezen gedurende de volledige nacht gebeurde was 80 % van de planten onaangetast. Figuur 110. Randwaarnemingen op 8 april. In Figuur 111 wordt de Bremia-aantasting voor de verschillende objecten weergegeven. Hieruit blijkt dat wanneer de hele nacht gebroesd wordt, dit zeker Bremia in de hand zal werken. Enkel de eerste vier uur van de nacht broezen lijkt zelfs de aantasting van Bremia tegen te werken. De gegevens van de bladdikte toonden geen opvallende verschillen tussen de objecten. De schommelingen in de controle zijn wel groter dan in het object waar werd gebroesd. Dit kan de grotere randaantasting in de controle verklaren. Met het nachtelijk broezen werd beoogd om de luchtvochtigheid te verhogen. Hierdoor zou de transpiratie stoppen en een worteldruk opgebouwd worden. Deze worteldruk zou de bladdikte doen toenemen. Aangezien de condities in alle objecten overdag dezelfde zijn zou eigenlijk een grotere dag/nacht schommeling worden verwacht in de objecten waar werd gebroesd. Omdat hier geen grotere schommelingen in bladdikte zichtbaar zijn bij het bevochtigen, is dit opzet hier niet gelukt. Wel is het niet uitgesloten dat het nachtelijk transport van calcium naar de hartbladeren bij een verhoogde RV ook al wijzigt zonder dat een meetbare worteldruk ontstaat. 140

159 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Figuur 111. Bremia-aantasting op 8 april. Het versgewicht van de sla was door het broezen iets lager dan in de controle. Gardia kende een iets snellere groei dan Hofnar. Op het wortelgewicht hadden de verschillende objecten geen invloed. Gardia is gekarakteriseerd door een groter aantal bladeren, een langere pit en een kleinere stengeldiameter dan Hofnar. Het broezen onder de goten leidde tot een lager aantal bladeren en een kortere pit. De invloed op de stengeldiameter is niet duidelijk. De invloed van de verschillende uitdrogingspercentages van de persblokjes was niet duidelijk. Het versgewicht van de slaplanten in de verschillende objecten was niet significant verschillend. Op 2 april werd de randaantasting niet beïnvloed door het watergehalte in de persblokjes bij planten. Op 8 april was er wel een invloed voor Gardia: toen waren planten op volledig uitgedroogde persblokjes het minst aangetast. Conclusies In dit experiment was het, in vergelijking met experiment 1803, moeilijker om de relatieve vochtigheid op te drijven met behulp van de onderberegening. Maximaal werd hier een vochtgehalte van 95% bekomen, bij ongeveer 90% in de controle. In experiment 1803 daarentegen werd de RV met 10% verhoogd en werd vaak 100% bereikt met de onderberegening. In tegenstelling tot de zomer (experiment 1803) heeft de opgelegde behandeling voor het gevoelig ras geen verschil gemaakt bij de oogst in randaantasting. In het tolerante ras waren wel nog verschillen aanwezig. Wanneer er gebroesd werd onder de goten, was de randaantasting minder groot. Ook met 4 uur broezen, i.p.v. de volledige nacht, was de randaantasting lager dan bij de controle. De aantasting in het object waar de hele nacht werd gebroesd was het minst ernstig. Verschillende schokken werden geregistreerd voor het verschijnen van de eerste symptomen, zowel in het klimaat als in de wortelomgeving. Om het kaliumgehalte op peil te houden werd manueel KNO 3 toegediend. Dit toedienen heeft geleid tot een grote schok in EC. Een Pythium-bestrijding met leidde Reciclean tot een ph-schok. Hiernaast werd deze periode ook gekenmerkt door klimaatschommelingen (donker-licht-donker-licht). De combinatie van al deze schokken zal rand hebben veroorzaakt in dit experiment. 141

160 De Bremia aantasting in het object waar slechts 4 uur werd gebroesd tijdens het begin van de nacht was aanzienlijk minder groot dan bij het object dat de hele nacht werd bevochtigd. Bovendien was deze aantasting ook lager dan deze van de controle. Dit bevestigt de momenteel gangbare kennis rond de epidemiologie van Bremia, maar biedt ook een goede middenweg om randaantasting te beperken door klimaatregeling zonder verhoging van het risico op Bremia-aantasting. Wanneer planten in drogere persblokjes werden uitgeplant zijn er geen effecten waar te nemen op het oogstgewicht. Een week vóór oogst was geen effect op rand van zichtbaar. Bij de oogst was de randaantasting wel minder zwaar in het object dat in de droogste persblokjes werd uitgeplant. Dit beantwoordde niet meteen aan de verwachting, en een verklaring hiervoor ligt niet voor de hand. Proefopzet 6.3. EXPERIMENT 2603 OPTIMALISATIE NACHTELIJKE LUCHTBEVOCHTING, K/CA EN DROOGTEBEHANDELING - INAGRO MGS, FLOATING EN GROND Dit experiment beoogde verbetering van de techniek voor verhoging van de nachtelijke luchtvochtigheid, en meer zekerheid over de gewenste verhouding K/Ca in de voedingsoplossing, en over de mogelijkheid om de actievere wortelmassa te verhogen door opleggen van droge omstandigheden in het jonge plantstadium, vóór kropsluiting. In diverse voorgaande experimenten kon randontwikkeling succesvol worden tegengewerkt door beregening onder de goten tijdens de nacht. Dit broezen vergt echter veel water, zorgt voor een drassige grond en maakt het bijgevolg niet eenvoudig voor telers om onder de goten te kruipen voor het uitvoeren van bepaalde controles. Daarom werd in dit experiment nagegaan of het broezen kon worden vervangen door verneveling van vocht met een vernevelaar.. Met behulp van de vernevelaar kon ook de luchtvochtigheid worden verhoogd boven de grondteelt en de DFT, waar geen onderberegening mogelijk is. Wat betreft de K/Ca verhouding gaven de experimenten uitgevoerd binnen het kader van het TIPRELET project tot hiertoe aan dat hogere K/Ca verhoudingen leiden tot lagere randaantastingen. In een extra experiment, uitgevoerd door Inagro buiten het kader van dit project, werkte een hogere K/Ca verhouding echter net rand in de hand. Dit experiment probeerde hierover uitsluitsel te bekomen. Uit experiment 2103 A is gebleken dat lichte droogtestress vóór kropsluiting een randaantasting geeft die minder ernstig is dan de controle. De hypothese is dat vóór kropsluiting de planten nog flexibeler zijn en dit maakt ze in staat een groter wortelstelsel uit te bouwen. Dit grotere wortelstelsel zal resulteren in een tijdelijk hoger calciumgehalte in de krop. Bovendien stelt een groter wortelstelsel de plant beter in staat om turgorschommelingen op te vangen. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 63 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. - Teeltverloop zaaidatum: 16 april 2013 maat perspot: 5 cm NFT en Grond plantdatum: 7 mei cm DFT 142

161 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie plantafstand (cm): NFT: 10 x x 26 Grond: 27 x 27 DFT: 12 x x 26 oogstdatum: (10-11) juni 2013 proeflocatie: Inagro compartiment 7 en 8 Tabel 63. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand Cosmopolia kropsla Rijk Zwaan Tolerant Korbi krulandijvie Rijk Zwaan Interne rand - Voedingsoplossing De gotensystemen NFT 7.1, NFT 7.2, NFT 8.1 en NFT 8.2 werden gevuld door de voedingsoplossingen uit silo 16 en 18. Dit gebeurde op zodanige wijze dat de K/Ca verhouding van NFT 7.1 en 8.1 rond 1.4 ligt en de K/Ca verhouding van NFT 7.2 en 8.2 rond 0.6 (Tabel 64). Om deze verhoudingen aan te houden werden de voedingsoplossingen in silo 16 en 18 tijdens de teelt voortdurend aangepast op basis van actuele metingen van ph, EC en kaliumconcentratie. Indien nodig werden de voorraadbakken zelfs volledig ververst. Voor de DFT-eenheden werd geen specifieke voedingsoplossing aangemaakt en werd verder gewerkt met de oplossing zoals deze in de doorteelt aanwezig was. De voorraadbakken uit de DFT werden gevuld door een voedingsoplossing aangemaakt in silo 15. Hier was de K/Ca verhouding 1.2. Tabel 64. De Gewenste voedingsoplossing in de NFT eenheden tijdens experiment Hoge K/Ca (mmol/l) Lage K/Ca (mmol/l) Nutriënten Gewenst (startoplossing) Gewenst (startoplossing) Na + K + 8,0 4,0 Mg 2+ 2,0 2,0 Ca 2+ 5,0 6,0 + NH 4 - NO 3 3- PO 4 2- SO 4 0,7 0,7 15,8 14,1 1,6 1,6 2,5 2,5 Cl - 0,4 0,0 K/Ca 1,6 0,6 EC (ms/cm) 2,5 2,5 - Klimaatregeling Klimaat: Door het aanbrengen van een vernevelaar zal in compartiment 8 het vochtgehalte worden verhoogd tijdens de nacht (zie Figuur 112). Bij de start van de teelt werd deze zodanig ingesteld dat de vernevelaar aanslaat wanneer de RV, gemeten bij de klimaatbox, onder 90% zakt. Per minuut dat de ventilatoren draaien zal een halve minuut water worden gespoten. Om het vernevelde vocht goed te verspreiden in het compartiment werd ook de standaard aanwezige ventilator in het compartiment aangeschakeld, telkens bij het aanschakelen van de vernevelaar. Op 23 mei werd de RV ingesteld op 95% om het verschil nog groter te maken tussen compartiment 7 en 8. Omdat de 143

162 verschillen wegebden werd op 5 juni ook de raamstand aangepast tijdens de nacht zodat ze niet meer op RV werd gestuurd en werd de intensiteit van het waterspuiten in de ventilator verhoogd van 30 seconden naar 42 seconden elke minuut. Figuur 112. Detailbeeld van de vernevelaar, opgebouwd uit twee sproeiers en een ventilator (boven) en een schematische weergave van compartiment 8 (onder). De blauwe rechthoek geeft de vernevelaar weer, de gele rechthoek stelt de standaardventilator voor, die de vochtige lucht (pijlen) over de verschillende productiesystemen trekt. Wortelklimaat: Met betrekking tot het wortelmilieu werden 2 varianten opgenomen. Enerzijds zal geteeld worden in verschillende teeltsystemen: - Grond: De planten staan voortdurend in de grond - NFT: De planten staan met hun wortels in een goot waar ze op welbepaalde momenten water en nutriënten ter beschikking krijgen - DFT: De planten staan op een drijvende plaat en de wortels hangen voortdurend in een voedingsoplossing die de plant van water en nutriënten voorziet. Anderzijds zal op elke NFT eenheid een droogtebehandeling worden toegepast op 2 goten (45 planten). Dit wordt enkel toegepast in het randgevoelige ras (Gardia). De droogte wordt gegeven door de water toevoerende darmpjes af te sluiten gedurende een stralingssom van 2000 J/cm². Dit gebeurde toen de planten bladeren hadden. In werkelijkheid stonden de planten droog van 21/05/2013 (9.30 h) tot 23/05/2013 ( 10.30h). Dit komt overeen met een stralingssom van 2028 J/cm². 144

163 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Resultaten De gegevens van het microklimaat worden weergegeven in Figuur 113. De lente van 2013 was relatief koud maar was wel zonnig. De vernevelaar heeft nagenoeg elke nacht gedurende de hele nacht aangestaan. Dit heeft ongetwijfeld ook geresulteerd in hogere windsnelheden bij de planten in compartiment 8 in vergelijking met compartiment 7. De temperatuur van het persblokje en deze van de lucht vertonen ook dezelfde trends. De maxima in de persblokjes blijven wel lager dan de maxima in de lucht. Het object waar een hoge K/Ca verhouding heerst en waar s nachts de RV wordt verhoogd is aanzienlijk kouder tijdens de nachten dan de andere objecten. Waarschijnlijk heeft dit te maken met de vernevelaar die zodanig gericht stond dat het meeste vocht hier terecht komt. De verdamping van dit vocht zal de temperatuur doen dalen. 145

164 Figuur 113. De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2603: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. 146

165 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Het nachtelijk vochtgehalte (microkimaat) wordt uitvergroot in Figuur 114. Dit is het laagste in beide NFT objecten waar de RV niet werd verhoogd tijdens de nacht. Deze objecten worden gevolgd door het object in de grond waar het vochtgehalte niet werd verhoogd met de vernevelaar. Beide NFT eenheden en de grondteelt waar de vernevelaar werkte hebben een nog hogere RV tijdens de nacht. De RV is het hoogste in de DFT eenheden, ongeacht het al of niet vernevelen tijdens de nacht. Dit heeft waarschijnlijk te maken met de bovenberegening op de DFT-opkweek die voor een vochtig klimaat zorgde. Dit is een eigenschap van de proefopstelling en mag niet veralgemeend worden naar andere DFT systemen. Een vochtgehalte van 100 % werd nooit gehaald. Het effect tussen het al of niet vernevelen van water in de afdeling was ongeveer 0 tot 10% voor de NFT- en de grondteelt. Voor de teelt op DFT was dit effect lager (0 tot 5 %). Wel stonden in deze periode de ramen vaak open tijdens de nacht, hetgeen wellicht de eerder beperkte invloed van de ventilator kan verklaren. De zwarte stippellijnen geven aan wanneer voor het eerst interne rand werd waargenomen op Korbi (23 mei) en op Gardia (29 mei). Dit gebeurde voor Korbi kort na de overgang naar een erg koude periode. Figuur 114. Uitvergoting van de nachtelijke RV op 10 cm boven de planten tijdens experiment Figuur 115. ph en EC van de voedingsoplossing van de verschillende NFT eenheden tijdens experiment

166 In Figuur 115 wordt de ph en de EC van de voedingsoplossingen in de voorraadbakken weergegeven. Hierop is te zien dat deze indicatoren voor de verschillende objecten nagenoeg samenlopen. In ph doen zich nagenoeg geen plotse schommelingen voor. De EC kent wél enkele schommelingen en is bovendien gedurende de volledige teelt vrij hoog. De daling in EC rond 23 mei heeft te maken met het hervullen van de voorraadbakken. De piek op 2 juni in NFT 8.1 heeft te maken met het leeglopen van de voorraadbak onder de goteneenheid. Hierdoor werd deze bak sterker gevuld door de silo dan de andere bakken en nam de EC toe. Hierna werd deze bak hervuld met een lagere EC tot de oogst als gevolg. Het dalen van de EC in NFT 7.2 op 2 juni wordt teruggebracht op de verkeerd opengedraaide kraan. Dit leidde namelijk tot het aanvullen met een weinig geconcentreerde oplossing. In Figuur 116 wordt het verloop van het kaliumgehalte (dagelijkse metingen), het calcium gehalte (wekelijkse metingen) en de K/Ca-verhouding weergegeven. De afwijking rond 3 juni voor eenheid 8.1 heeft opnieuw te maken met het verversen van de voedingsoplossing op dat moment in NFT 8.1. De gemiddelde K/Ca verhouding tijdens de teelt was 1.11 en 1.31 in eenheid 7.1 en 8.1 respectievelijk en 0.51 en 0.54 in eenheid 7.2 en 8.2 respectievelijk. De zwarte horizontale stippellijn komt overeen met een K/Ca verhouding van 1. In beide DFT eenheden zijn geen grote afwijkingen te melden. Dit duidt er wel op dat het DFT systeem van Inagro veel stabieler en constanter is dan de NFT eenheden. Figuur 116. Kalium en calciumconcentraties (boven) en de K/Ca verhouding (onder) van de voedingsoplossing in experiment hoog: hoge verhouding; laag : lage verhouding. In Figuur 117 wordt het vrij calciumgehalte weergegeven, aanwezig in de rand van de hartbladeren tijdens de oogst. Hierin zijn lichte effecten van de opgelegde objecten zichtbaar. Algemeen is het gehalte tussen 6 juni en 10 juni nog toegenomen. Het vernevelen (RV H) veroorzaakte zeker geen duidelijke verhoging van het vrij calciumgehalte. Het randgevoelige ras Gardia heeft een lager gehalte aan vrij calcium dan het randtolerante ras Cosmopolia. Door het aanbrengen van een voedingsoplossing met een lagere K/Ca verhouding is het vrij calciumgehalte licht toegenomen. 148

167 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Ook in de DFT en Grond blijkt het vrij calciumgehalte van Cosmopolia groter dan van Gardia. Op Gardia in compartiment 7 na, blijkt het calciumgehalte in de DFT eenheden hoger dan in de grond en beide zijn licht hoger dan dit van planten geteeld op de goten. De invloed van het droogzetten van de planten op het calciumgehalte doorheen de tijd wordt ook weergegeven in Figuur 117. Net zoals bij de randaantasting (zie verder) is hier weinig invloed zichtbaar. Wel blijkt het vrij calcium een week na de droogte (28 mei) in het droogte-object hoger. Dit kan te maken hebben met de lichte groeivertraging die drooggezette planten opliepen. Hierdoor werden de hartbladeren pas later ingesloten. Overigens valt op dat het gehalte aan vrij calcium in de hartbladeren duidelijk hoger is op 21 mei (> 3,0 g/kg DS) dan daarna (< 1,5 g/kg DS). Ook dit heeft er waarschijnlijk mee te maken dat de hartbladeren op 21 mei nog niet omhuld werden door oudere bladeren. Figuur 117. Vrij calcium gehaltes in de 1 cm-rand van de hartbladeren in de verschillende objecten van experiment Op 6 [A] en 10 [B] juni in de verschillende NFT eenheden. Doorheen de tijd van controle planten en planten die droogte ontvingen voor Gardia [C]. Op 10 juni in de grond en DFT [D]. H: hoge RV of K/Ca verhouding; L: lage RV of K/Ca verhouding. x ras = ras in compartiment x. De eerste symptomen van interne rand werden waargenomen op 23 mei in Korbi op NFT eenheid 7.1. Dit is de eenheid met een hoge K/Ca verhouding en waar niet verneveld werd. Op 29 mei werd voor het eerst interne rand gezien op niet drooggezette kropsla (Gardia), zowel in NFT 7.1 als 7.2. Op 31 mei was ook rand zichtbaar in NFT 8.1, waar er verneveld werd. In NFT 8.2 werd pas op 3 juni de eerste maal rand waargenomen. Door het vernevelen tijdens de nacht werden de symptomen dus lichtjes verlaat. Op 29 mei was Cosmopolia nog niet aangetast (Figuur 118). Ook in de grond of DFT werd nagenoeg geen aantasting gevonden. De aantasting in compartiment 7 (zonder vernevelaar) was groter dan in compartiment 8 (met vernevelaar) en ze was lager wanneer de voedingsoplossing een lagere K/Ca verhouding had. De droogtebehandeling bij Gardia leidde tot een grotere randaantasting. De verschillen tussen Gardia en Korbi zijn niet éénduidig. 149

168 Figuur 118. Randwaarnemingen op 29 mei in experiment 2603 Op 5 juni is de algemene aantastingsgraad verder toegenomen (Figuur 119). Cosmopolia is duidelijk minder zwaar aangetast en Korbi is duidelijk het zwaarst aangetast. De aantasting in de grond is ook minder zwaar dan op de goten. Een lage K/Ca verhouding resulteerde in iets minder interne rand bij elk van de drie rassen, en zowel bij als zonder vernevelen. Het droogzetten van Gardia heeft wel geleid tot minder rand, in tegenstelling tot de scoring van 29 mei. Ook de hoge nachtelijke RV leidde tot minder rand. 150

169 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Figuur 119. Randwaarnemingen op 5 juni in experiment Op 11 juni is de aantasting van Cosmopolia nog steeds de minst zware (Figuur 120). De algemene graad van aantasting is nog sterker toegenomen en is het grootst in de NFT eenheden, gevolgd door de grond, gevolgd door de DFT. Opnieuw kennen de NFT eenheden met een lagere K/Ca verhouding een minder zware aantasting. De invloed van de verhoogde nachtelijke RV is niet duidelijk: op de NFT eenheden lijkt de invloed positief voor de gevoelige rassen maar niet voor het tolerante Cosmopolia. In de grond veroorzaakte een hogere nachtelijke RV meer interne rand, en in de DFT net minder. Het droogzetten van de planten vóór kropsluiting heeft opnieuw een eerder nadelig effect op de aantasting met interne rand. 151

170 Figuur 120. Randwaarneming van 11 juni (oogst) in experiment

171 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Zowel de bladdikte als de stengeldiameter tonen geen duidelijke invloeden van de opgelegde objecten. Het moment waarop de eerste randsymptomen in kropsla (29 mei) opduiken ligt wel kort na een periode met grote schommelingen in bladdikte. Gardia bereikte nagenoeg altijd het hoogste eindgewicht. Cosmopolia was lichter en Korbi was nog lichter. Wanneer Gardia werd drooggezet was het eindgewicht ook iets lager. De invloed van de nachtelijke verneveling op het kropgewicht is niet duidelijk. Het versgewicht werd niet beïnvloed door de K/Ca verhouding. Sla van teelt in de grond was meestal zwaarder dan sla van teelt op de goten. Teelt in DFT leidde vaak tot lichtere planten, waarschijnlijk omdat de verplanting in dit geval iets te vroeg gebeurde. Korbi had het meest uitgebreide wortelstelsel. Cosmopolia kwam tweede in rij, gevolgd door Gardia en finaal de Gardiaplanten die een droogtebehandeling kregen vóór kropsluiting. Het vernevelen tijdens de nacht leidde ook tot een hoger wortelgewicht. Het wortelgewicht in de DFT eenheden was niet hoger dan dat in de NFT eenheden. Bij Gardia leidde een hogere K/Ca verhouding in de voedingsoplossing tot meer wortelgroei. In Cosmopolia was dit effect minder aanwezig. Bespreking en conclusies In tegenstelling tot vorige experimenten was het in dit experiment niet zo eenvoudig om de randaantasting te drukken. Het vernevelen van water in de kas leidde wel tot een verhoogde RV ter hoogte van de planten, maar 100% werd wel niet gehaald. Helaas bleek de verhoging niet voldoende te zijn om een duidelijk effect te hebben op de randaantasting. Dit kan echter ook te maken hebben met het feit dat de verneveling gepaard ging met een verhoogde windsnelheid hetgeen de verdamping in de oudere bladeren zal stimuleren en de calciumconcentraties in de hartbladeren zal verlagen. Er werd immers geen hoger calciumgehalte gevonden in de objecten waar de vernevelaar stond. De aantasting met interne rand was aanzienlijk lager in de grond dan op de goten, terwijl het versgewicht in de grond toch wat hoger was. De aantasting in de DFT was het laagst, maar wel waren de eindgewichten hier lager. Het verschil tussen DFT en NFT is niet te wijten aan een betere wortelgroei in de DFT, want deze was voor beide teeltsystemen gelijk. Waarschijnlijk is vooral de verhouding van het versgewicht tot het wortelgewicht belangrijk. Een hogere K/Ca verhouding leidde tot een hoger wortelgewicht. Dit bevestigt de hypothese dat de wortelgroei in sterke mate wordt bepaald door de kaliumconcentratie in de voedingsoplossing. Wel hadden de planten van dit object een lager calciumgehalte in de bladranden van de hartbladeren, en was de randaantasting in dit object ook lichtjes hoger, hoewel de verschillen zeer klein waren. Mogelijks heeft hier het antagonisme tussen de K en Ca opname gezorgd voor een lagere Ca opname bij hoge K/Ca verhouding. Dit is in tegenspraak met resultaten van exp A en exp. 2701, waarin een hoge K/Ca minder rand gaf. Afhankelijk van het overwicht van de invloed van K + op de wortelgroei of de invloed van K + op de Ca 2+ opname zal de uitkomst in de randaantasting van dit soort experimenten anders liggen. Is in bepaalde omstandigheden het kaliumgehalte niet de beperkende factor voor de wortelgroei (maar wel een andere factor, zoals bijv. temperatuur of zuurstofgehalte van het wortelmedium of ziektedruk), dan wordt bij verhogende K/Ca het antagonistisch effect op de calciumopname niet langer geneutraliseerd door een verbeterde wortelgroei, en zal de calciumopname dalen. In dit experiment verhoogde het kaliumgehalte nog wél de wortelgroei, maar misschien nog onvoldoende om te compenseren voor het negatief effect van het antagonisme. Een juiste rassenkeuze blijft bijzonder belangrijk. In tegenstelling tot experiment 2103 A had de droogzetting vóór kropsluiting hier een negatief effect op de randaantasting. De gestimuleerde wortelgroei werd in dit experiment niet gevonden. Wel was het calciumgehalte van de hartbladeren kortstondig hoger dan dat van de controle kort na toepassing van de 153

172 droogtebehandeling. Dit is echter te wijten aan een groeiremming, waardoor de kropvorming minder snel doorging. Heel waarschijnlijk heeft zich in experiment 2103 A hetzelfde afgespeeld en was ook toen het calciumgehalte kortstondig hoger. Als de planten toevallig op dat moment in randinducerende omstandigheden terecht komen (fase 2), dan zullen deze omstandigheden leiden tot rand in de controle (met ingesloten bladeren en laag Ca-gehalte) maar niet tot rand in de behandelingen die droogte (zonder ingesloten bladeren en hoger Ca-gehalte) ondervonden. Andere mogelijke oorzaken van deze verschillen zijn het feit dat dit experiment in de zomer plaatshad en experiment 2103 in de winter. De planten waren ook al wat ouder (21 bladeren i.p.v. 15 bladeren) wanneer de droogtebehandeling werd toegepast. Hiernaast werd vanaf experiment 2203 beslist om de watergift op te drijven om de praktijk beter te benaderen. Het is mogelijk dat in experiment 2103 de planten anders reageerden op de droogte omdat de watergift altijd al heel laag was. Proefopzet 6.4. EXPERIMENT 2803 BROEZEN VS. VERNEVELEN - INAGRO MGS, FLOATING EN GROND In experimenten 1101 en 2603 werd getracht om de nachtelijke luchtvochtigheid op te drijven met behulp van een vernevelaar. Hoewel deze opzet in zekere mate slaagde, werd de grote onderdrukking van rand echter niet behaald. Twee mogelijke oorzaken werden verondersteld: de behaalde nachtelijke RV was onvoldoende hoog, en de verhoogde windsnelheid veroorzaakt door de ventilator verhoogt de transpiratie door de oudere bladeren. Vernevelen is wel eenvoudiger toe te passen voor de telers dan het broezen onder de goten, maar verschafte in dat voorgaande experiment minder bescherming tegen rand. In experiment 2803 worden beide systemen, met elkaar vergeleken. Als conclusie uit experiment 2103 A werd de hypothese opgesteld dat droogte toegepast vóór kropsluiting de wortelgroei stimuleert en zo rand kan onderdrukken. Dit wordt in dit experiment 2803 nogmaals geverifieerd. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 65 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. - Teeltverloop zaaidatum: 30 juli 2013 maat perspot: 5 cm NFT en Grond 4 cm DFT plantdatum: 12 augustus 2013 plantafstand (cm): NFT: 10 x x 26 Grond: 27 x 27 DFT: 12 x x 26 oogstdatum: 19 september 2013 proeflocatie: Inagro compartiment 7 en 8 Tabel 65. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Interne rand 154

173 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Cosmopolia kropsla Rijk Zwaan Tolerant - Klimaatregeling Klimaat: In NFT eenheid 7.1 en 8.1 zal vanaf de start van de teelt tijdens de nacht gebroesd worden onder de goten (zie Figuur 48). Hierbij werd elke 15 min water verspoten gedurende 15 minuten. Op deze wijze zal de vochtigheid bij de planten verhogen. Bij NFT 8.1 (in het serrecompartiment 8, met vernevelaar) zal bovendien ook water verneveld worden tijdens de nacht om het vochtgehalte nog meer te verhogen. Hierbij draait de ventilator van de vernevelaar continu als de RV onder 90% zakt en wordt er per minuut 35 seconden water voor gespoten. Vanaf 16 augustus werd de RV grens ingesteld op 95%. NFT eenheid 7.2 dient als controle. Om het vernevelde vocht goed te verspreiden over beide NFT-eenheden in het compartiment werd ook de standaard aanwezige ventilator in het compartiment aangeschakeld, telkens bij het aanschakelen van de vernevelaar (Figuur 112). Om hierdoor geen al te groot verschil in windsnelheid tussen beide serrecompartimenten te veroorzaken, werd ook in compartiment 7 de ventilator aangeschakeld, gestuurd op RV tijdens de nacht. Wel zorgde in compartiment 8, of althans in een gedeelte ervan, de bijkomende ventilator van de vernevelaar nog steeds voor een wat hogere windsnelheid dan in compartiment 7. Wortelklimaat: Nog vóór de planten kropsluiting hadden bereikt werd in elke NFT eenheid een goot van Gardia drooggezet, door uittrekken van het toevoerslangetje van de voedingsoplossing, gedurende een stralingssom van 2000 J cm -2. Dit gebeurde toen de planten 17 bladeren hadden en duurde in werkelijkheid 2067 J cm -2 (26/08 tot 28/08). Resultaten De gegevens van het microklimaat worden weergegeven in Figuur 121. De zomer van 2013 was zeer zonnig. De vernevelaar heeft nagenoeg elke nacht gedurende de hele nacht aangestaan in compartiment 8. Hetzelfde geldt voor de ventilator in het compartiment 7. De temperatuur van het persblokje en deze van de lucht vertonen ook dezelfde trends. De maxima in de persblokjes blijven wel lager dan de maxima in de lucht. In de objecten waar verneveld werd, was het tijdens de nacht lichtjes kouder. In het begin ligt de worteltemperatuur in de objecten waar gebroesd wordt lager, naar het einde toe is de temperatuur in de objecten waar verneveld wordt lager. In de relatieve vochtigheid zijn duidelijke objecteffecten zichtbaar. Het object waar zowel gebroesd als verneveld werd is altijd het meest vochtige object. Het vochtgehalte van de lucht boven de planten ligt hier 0 tot 10% hoger dan in het controle object. In dit object waren de bladeren ook de hele tijd nat. Dit kan te maken hebben met de neveldruppels die op dit object vielen, daar dit object het dichtst bij de vernevelaar stond. Het betonpad ernaast was immers ook nat. Ook het water van de onderberegening kan de bladeren hebben natgemaakt, hoewel het na gewassluiting nog steeds zichtbaar was. In het begin van de teelt ligt het vochtgehalte in de objecten waar enkel gebroesd en enkel verneveld wordt tussen beide extremen (Figuur 122). Naar het einde van de teelt is nauwelijks nog een verschil tussen de controle en het object waar enkel wordt gebroesd zichtbaar. In het begin wordt de verhoging in RV door zowel de verneveling als het broezen veroorzaakt (Figuur 123). Naar het einde van de teelt is het vooral de verneveling die de RV verhoogt. Waarschijnlijk zorgt het sluiten van de rijen ervoor dat het vocht van het broezen onder de goten niet meer tot boven de planten kan doordringen en zo ook niet meer wordt geregistreerd door de vochtsensoren. Deze sensoren bevonden zich immers boven de planten. In dit experiment werd bij geen enkel object een RV van 100% bereikt, maar het meest vochtige object haalt wel vaak een RV hoger dan 95%. De RV in het object met enkel verneveling lijkt soms af te vlakken. Dit heeft te maken met het bereik van de geplaatste sensor, waarvoor bij kalibratie bleek dat die bij een RV van 97% reeds zijn maximum van 100% bereikte. 155

174 Interne rand trad de eerste maal op rond 5 september, hoewel in de voorafgaande periode geen grote schommelingen in het microklimaat worden vastgesteld. In Figuur 124 wordt de ph en de EC van de voedingsoplossingen in de voorraadbakken weergegeven. De EC liep naarmate de teelt vorderde verder uit elkaar. In de objecten waar niet gebroesd werd onder de goten bleef deze relatief hoog. In de objecten waar wel gebroesd werd, en zeker in het object waar ook verneveld werd, daalde de EC doorheen de tijd. In dit laatste object werd in het begin getracht de EC te verhogen door het water in de voorraadbak te verversen. In deze figuur is zichtbaar in de EC wanneer KNO 3 werd toegevoegd om het kaliumgehalte op peil te houden (12 en 16 september). Ook de ph van de eenheid waar gebroesd en verneveld werd wijkt af van de andere eenheden. Ook in het wortelmilieu werden geen plotse schokken vastgesteld in de periode die de eerste symptomen voorafgaat. Vanaf 2 september begon het kaliumgehalte sterk te dalen, finaal werd het zelfs gevaarlijk laag (<1 mmol l -1 ). Om een te hoge EC en te grote schokken in EC te vermijden werden echter geen grote ingrepen gedaan om dit probleem te counteren. Enkel op 12 en 16 september werd een kleine hoeveelheid kalium toegediend. 156

175 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Figuur 121. De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 2803: [A] fotosynthetisch actieve straling (PAR), [B] luchttemperatuur (Ta), [C] worteltemperatuur (Ts), [D] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [E] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). De verticale stippellijn geeft weer wanneer rand voor het eerst werd waargenomen. 157

176 Figuur 122. Uitvergroting van de nachtelijke RV halfweg experiment Figuur 123. Uitvergroting van de nachtelijke RV in de laatste dagen vóór oogst van experiment Figuur 124. Verloop van de ph en EC in de verschillende objecten tijdens de teelt. 158

177 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie De eerste symptomen van interne rand op Gardia werden waargenomen op 5 september in alle objecten, behalve in het object waar gebroesd en verneveld werd (Figuur 125). Hier werd pas op 11 september de eerste maal rand waargenomen. Bij Cosmopolia traden de eerste symptomen pas op 10 september op, opnieuw in alle objecten behalve in het object waar gebroesd en verneveld werd. In dit object waren de eerste symptomen pas zichtbaar bij de oogst (19 september). Figuur 125. Randwaarnemingen op 5 september in experiment Op 5 september was Cosmopolia nog niet aangetast (Figuur 125). Gardia kende echter wel een ernstige aantasting, vooral in het object waar enkel verneveld werd en in de controle. Het broezen werkt duidelijk de randaantasting tegen. De combinatie met verneveling blijkt echter het beste resultaat te geven. Op 11 september was de algemene aantastingsgraad toegenomen voor beide rassen (Figuur 126). Wel waren de objecteffecten nog steeds dezelfde. De aantasting bij enkel vernevelen was het grootst, gevolgd door de controle en het object waar enkel gebroesd werd. De behandeling waar verneveld en gebroesd werd kende een aanzienlijke remming van de symptomen. Figuur 126. Randwaarnemingen op 11 september in experiment

178 Bij de oogst (19 september, Figuur 127) waren opnieuw dezelfde trends zichtbaar. Het object waar enkel water werd verneveld in de serre kende de zwaarste randaantasting ondanks de hoge RV in dit object. Hiervoor is geen echte reden gekend. Mogelijks stond de RV sensor fout gepositioneerd waardoor de RV van het compartiment eerder werd gemeten dan deze van het microklimaat boven de planten. De ventilatoren zorgden immers voor een sterke luchtcirculatie en de lucht van het serrecompartiment bevatte veel waterdruppeltjes door de verneveling. Anderzijds stonden in serrecompartiment 8 twee ventilatoren aan: deze van de vernevelaar en deze van de serre zelf. Deze extra luchtbeweging kan ook op zich de verdamping hebben gestimuleerd en de randgevoeligheid verhoogd. Het droogzetten van de planten vóór kropsluiting heeft ook in dit experiment, net als in experiment 2603, niet geleid tot een betere randbeheersing. In het object waar verneveld en gebroesd werd was wel een gradiënt in de randaantasting van Gardia aanwezig. Vooral de planten die aan het begin van de goot stonden, waar het water de goot binnenkwam, kenden een zwaardere aantasting. Dit is tevens ook de zijde die meer naar het midden van de serre stond, en waar de planten wel dichter bij de vernevelaar stonden, maar minder in de blaasrichting ervan. Tevens stonden deze planten dichter bij de braakliggende grond daarnaast, hetgeen gezorgd kan hebben voor een minder vochtig microklimaat. De bladeren van deze planten waren ook niet zo nat als de planten verder in de goot die niet of nauwelijks waren aangetast. Figuur 127. Randwaarnemingen bij de oogst van experiment In Figuur 128 wordt het gehalte weergegeven aan vrij- en immobiel calcium aanwezig in de rand van de bladeren op 6 september. De stalen werden toen genomen omdat rand nog maar net was verschenen. Zowel in het object met de zwaarste (vernevelen) als met de minst zware (vernevelen + Broezen) aantasting werd een staal genomen. De gehalten van beide types calcium volgen dezelfde trends. In oude bladeren is zoals verwacht meer calcium aanwezig dan in jonge bladeren. Bij de oudere bladeren is echter geen effect van de objecten aanwezig. Bij de hartbladeren is het vrij calciumgehalte in het object 160

179 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie met de minste aantasting (4.4 g/kg DS) echter wel hoger dan in het aangetaste object (2.6 g/kg DS). Wel is het gehalte nog steeds hoger dan de kritieke waarde (2.0 g/kg DS) die voorheen werd vooropgesteld. Figuur 129 geeft het gehalte vrij- en immobiel calcium weer bij de oogst, ditmaal voor de hartbladeren van alle objecten. Opnieuw zijn hier duidelijke objecteffecten zichtbaar. Wanneer gebroesd werd is het gehalte aan vrij calcium hoger dan bij de controle. Wanneer werd verneveld zakt het calciumgehalte licht. Deze waarden zijn ook in lijn met de randwaarnemingen. Opmerkelijk is wel dat het randgevoelige ras Gardia een hoger gehalte aan vrij calcium bevatte dan het randtolerante ras Cosmopolia. Ongeveer gelijktijdig uitgeplante planten op DFT (ras Adantia, geplant op 9 augustus,) waren echter niet met rand aangetast. Het calciumgehalte van de hartbladeren bij DFT week echter niet bijzonder af van dit bij NFT. Het verschil in randaantasting tussen beide systemem lag dus niet bij het calciumgehalte. Figuur 128. Gehalte vrij- en immobiel calcium in de randen van jonge en oude bladeren van de verschillende objecten op 6 september. Jong = hartblad. Figuur 129. Gehalte vrij- en immobiel calcium in de randen van hartbladeren van de verschillende objecten bij de oogst. 161

180 Figuur 130 geeft het verloop van de bladdikte weer. In deze figuur is zichtbaar dat 3 dagen vóór het optreden van de eerste randsymptomen iets gebeurd is waardoor de bladdikte sterker afneemt dan normaal, vooral in de objecten waar niet wordt verneveld. Deze schok kan niet meteen teruggebracht worden op schokken in het microklimaat of de wortelomgeving. Wel duidt dit op het nut van de bladdikte sensoren. Bovendien vertoont de bladdikte van het object waar zowel gebroesd als verneveld wordt s avonds, bij het inschakelen van beide systemen een plotse toename. Dit kan teruggebracht worden op worteldruk. In de andere objecten werd dan geen worteldruk geregistreerd. Figuur 130. Bladdikte (mm) van kropsla tijdens experiment Wanneer Gardia werd drooggezet (Gardia-D) was het versgewicht veel lager dan wanneer dit niet gebeurde (Tabel 66). Gardia was ook iets zwaarder dan Cosmopolia. De kroppen op de DFT waren zwaarder dan op de NFT. Wanneer enkel verneveld werd was het versgewicht licht hoger dan in de andere objecten. Gardia had meer bladeren dan Cosmopolia. Planten die werden drooggezet lagen hiertussen. Hetzelfde geldt voor de pitlengte. De invloed op de stengeldiameter is niet éénduidig. Cosmopolia had beduidend meer wortels dan Adantia en Gardia. Wanneer Gardia werd drooggezet vóór kropsluiting nam de wortelmassa nog meer af. 162

181 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Tabel 66. Gewasbeoordeling bij de oogst van experiment object versgewicht (g) # bladeren >1 cm pitlengte (mm) stengeldiamter (mm) wortels (g) Broezen-Gardia 399,8 59,8 46,5 13,1 112,5 Broezen-Gardia-D 327,1 52,0 39,6 17,6 63,2 Broezen-Cosmopolia ,8 38,3 18,6 147,9 Controle-Gardia 407,1 60,2 47,0 18,2 140,9 Controle-Gardia-D 322,9 57,6 43,8 15,0 79,0 Controle-Cosmopolia 399,9 49,4 44,7 19,4 160,5 Broezen+vern.-Gardia 425,2 57,6 39,3 14,5 109,9 Broezen+vern.-Gardia-D 316,4 53,8 32,5 15,6 85,7 Broezen+vern.-Cosmopolia 397,2 50,2 40,0 15,0 158,1 Vernevelen-Gardia 427,9 63,2 47,0 18,7 94,5 Vernevelen-Gardia-D 357,3 61,8 38,9 14,9 89,3 Vernevelen-Cosmopolia 420,0 55,0 42,9 17,4 160,4 Controle-DFT 516,6 62,0 59,2 17,3 116,6 Vernevelen-DFT 536,2 66,2 56,4 19,1 120 Bespreking en conclusies Hoewel de RV in dit experiment met succes werd verhoogd, werd nooit een RV van 100% tijdens de nacht bereikt. De RV was het hoogst wanneer er naast bereging onder de goteneenheid ook water werd verneveld in het serrecompartiment. In dit object stonden de planten zelfs nat. De tweede hoogste RV werd bereikt boven de eenheid waar enkel water werd verneveld. De RV van de controle was het laagst. Wanneer enkel onder de goten werd beregend werd de RV boven de planten enkel beïnvloed bij de start van de teelt. Naar het einde van de teelt toe was dit effect niet meer aanwezig. Hoewel niet verwacht, was in deze periode de vernevelaar dus efficiënter in het verhogen van de RV dan de onderberegening. Experiment 2603 toonde een lichte verhoging van de RV door de vernevelaar. In Experiment 1803, waar ook werd gebroesd onder de goten, werd de RV wel vaak verhoogd tot 100%. In vorige experimenten met onderberegening (1003, 1803, 2203) werd niet waargenomen dat de verhoging van de RV afnam naar het einde van de teelt toe. Mogelijks stonden in experiment 2803 de goten onder de sensor wat dichter bij elkaar waardoor het vocht toevallig niet tot bij de sensor kwam. Eventueel is het ook mogelijk dat de planten nu grover groeiden dan in de voorgaande experimenten of dat de luchtbeweging, gecreëerd door de standaardventilator in compartiment 7, het vocht wegtrok. In dit experiment werd veel interne rand waargenomen, vooral in het gevoelige ras Gardia. Wel was de aantasting in het object met de hoogste RV tijdens de nacht (broezen + vernevelen) duidelijk minder ernstig. Deze werd gevolgd door het object waar enkel gebroesd werd en de controle. Het object waar enkel water werd verneveld in de serre kende de zwaarste randaantasting, ondanks de hoge RV in dit object. Vermoedelijk werd rand in het object met de combinatie van beide bevochtigingssystemen vooral gedrukt door het feit dat de bladeren nat stonden, wat het summum is van een hoge RV. De calciumanalyses waren in lijn met de randwaarnemingen. Bij het verschijnen van de eerste symptomen had Gardia in het object zonder rand nog een aanzienlijk hoger calciumgehalte dan in het object met de grootste aantasting. Bij de oogst hebben de objecten met de zwaarste aantasting, de controle en het object met enkel vernevelen, de laagste gehaltes aan vrij calcium. De objecten met een minder zware aantasting (broezen en broezen + vernevelen) hebben een hogere concentratie aan vrij 163

182 calcium. Opmerkelijk was dat het tolerante ras Cosmopolia een lager gehalte had aan vrij calcium dan het gevoelige ras Gardia. Ook werd in het object met de minste randaantasting en de duidelijk hogere Ca-concentraties (vernevelen + broezen) een fenomeen waargenomen met de bladdiktesensoren dat op worteldruk kan duiden. Vooral op de dagen vóór en rond het verschijnen van deze symptomen lijkt de bladdikte plots sterker toe te nemen in de avond. Het is dan dat de systemen aanslaan om de RV te verhogen. Dit is een bevestiging dat dit object niet toevallig de beste randpreventie gaf, en dat dit wel degelijk te danken was aan een verbeterde opbouw van worteldruk. Bovendien blijkt uit de metingen van de bladdikte dat er zich enkele dagen vóór het verschijnen van de eerste symptomen turgorschommelingen hebben voorgedaan. Hoewel dit niet meteen terug te brengen is op bepaalde schommelingen in het klimaat of in de wortelomgeving, kan dit toch de hypothese bevestigen dat de expressie van de randsymptomen steeds het gevolg is van turgroschommelingen. Deze waarneming benadrukt ook het nut van deze bladdiktesensoren. Om randbeheersing te verkrijgen blijkt het broezen van water onder de goten dus een meer geschikte methode dan vernevelen. Het grote nadeel van dit broezen is dat dit de grond onder de goten nat maakt. De extra ventilatie die de vernevelaar meebracht kan een tegenstrijdig effect veroorzaken omdat dit de verdamping zal stimuleren in oudere bladeren. Hoewel in het huidige experiment de combinatie van beide systemen goede resultaten voortbracht, is dit om deze reden niet aan te raden. De randpreventie in dit experiment kwam vooral van het feit dat de planten nat stonden. Als de combinatie van beide technieken, of enkel een vernevelaar op grote schaal wordt toegepast zal het aandeel van de serre die nat staat slechts beperkt zijn. De overige sla zal vooral onderhevig zijn aan de hoger windsnelheden. Het nat zetten van de planten, zodat de RV in het microklimaat 100% bedraagt, op welke wijze dan ook lijkt het meest geschikt. Door planten droog te zetten vóór kropsluiting was zowel het versgewicht als het wortelgewicht aanzienlijk lager. Een verschil in randaantasting kon echter niet worden waargenomen. Dit bevestigt de conclusie van experiment Hier werd de droogte vóór kropsluiting in experiment 2103 A gunstig bevonden omdat de schokken die rand induceren optreden in planten met verschillende ontwikkelingsstadia (en dus verschillend Ca-gehalte) die de droogte kunstmatig creëerde. De DFT, die gelijktijdig was geplant, had niet meteen meer wortels dan de NFT en kende geen randaantasting. De grote stabiliteit van het wortelklimaat in de DFT moet aan de basis liggen van de lagere randaantasting in vergelijking met de NFT. Het randgevoelige ras Gardia had wel minder wortels dan het tolerante ras Cosmopolia WEBMODULE Omdat de strategie ontwikkelt bij het IWT-project rond Bremia en deze van het TIPRELET-project enkele tegenspraken vertonen kunnen beide projecten niet los van elkaar gezien worden. De bestrijding van Bremia is gebaseerd op het verlagen van de RV tijdens de nacht. Interne rand daarentegen, blijkt het beste te bestrijden door de nachtelijke RV op te drijven. Teeltmaatregelen tegen de ene ziekte zullen leiden tot stimulatie van de andere ziekte en omgekeerd. De verlenging van het Bremia-project beoogt ook de ontwikkeling van een webapplicatie die de telers zal begeleiden in de Bremia-bestrijding. Hierbij zal a.d.h.v. het inlezen van de gegevens van het kasklimaat bepaald worden welke handelingen dienen uitgevoerd te worden op basis van welbepaalde grenswaarden. Deze data kunnen ook gebruikt worden binnen de TIPRELET webmodule. Omwille van het feit dat beide webmodules dezelfde data zullen gebruiken en om tegenstrijdige adviezen te vermijden zullen de modules met elkaar worden geïntegreerd. Omdat de webmodule van Bremia pas in 2014 jaar online gaat zal ook deze van TIPRELET dan pas in gebruik genomen worden. 164

183 Hoofdstuk 6: Optimalisatie van de TIPRELET preventiestrategie Binnen deze overkoepelende webmodule zal het gedeelte rond TIPELET opgebouwd worden in 2 luiken: - In het eerste luik zal algemene informatie verschaft worden rond interne rand. Hierbij zullen aan de hand van foto s, genomen tijdens het project, de verschillende vormen van interne rand worden beschreven. Tevens zal hieraan de meer theoretische achtergrond van rand worden toegevoegd, zoals deze in werkpakket WP 6 (zie Hoofdstuk 7) werd bestudeerd. Hierbij zal ook meegegeven worden welke teeltmaatregelen en klimaatomstandigheden bevorderend werken en hoe net aan randpreventie kan worden gedaan. - In het tweede luik zal op basis van de gegevens die real-time verkregen worden voor elke teler afzonderlijk bepaald worden hoe groot het risico op aantasting door interne rand is. Hierom dient vooral gekeken te worden naar de RV. Dit risico kan dan aan de teler worden doorgegeven en er zal advies gegeven worden om het risico in te perken. Wel kan dit advies niet los gezien worden van het advies voor Bremia. Het is dus de bedoeling dat het advies voor beide ziektes gezamenlijk aan de teler wordt getoond. Hij kan dan bepalen, op basis van zijn ervaring en kennis van zijn eigen productieomstandigheden met welk advies hij het meeste rekening zal houden. Om het tweede luik succesvol te kunnen uitoefenen zijn wel concrete grenswaarden vereist. Momenteel zijn deze nog niet bepaald in zowel het microklimaat als het kasklimaat en is verder onderzoek vereist. Wel kan het advies van Bremia op dit moment genuanceerd worden door te wijzen op het feit dat een continu lage RV tijdens de nacht rand zal stimuleren. Bovendien bleek uit experiment 2203 dat de RV gerust 4 uur per nacht hoger mag zijn dan 85% zonder dat dit het risico op Bremia-aantasting verhoogt. Dit zal rand een beetje tegenwerken en zal telen zonder Bremia mogelijk maken. Hiernaast kan ook vermeld worden dat de planten vooral vanaf kropsluiting zeer gevoelig zijn voor rand. De beheersende maatregelen zijn dus ook pas vanaf dat moment van belang. Daartoe zal de webmodule het mogelijk maken dat de teler kan aanduiden in welke teelten hij te maken had met rand. Zo kan na verloop van tijd gekeken worden in welke teeltseizoenen de teler het vaakst geconfronteerd wordt met randproblemen en kunnen zelfs grenswaarden opgesteld worden specifiek voor de teler en het seizoen. De ingelezen data kunnen wel al gebruikt worden ter ondersteuning van telers die meer informatie willen over het ontstaan van rand in een specifieke teelt. Daartoe zullen telers de verantwoordelijke onderzoeker in een proefcentrum kunnen contacteren. Deze kan dan samen met de teler naar de data kijken en bepalen waar het is misgelopen. Deze informatie zal ook verder kunnen gebruikt worden om de grenswaarden, nodig in het tweede luik, op te stellen ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET 5 Algemeen bevestigden de experimenten uitgevoerd in dit werkpakket de cruciale rol in de randontwikkeling van de nachtelijke RV, de aanwezigheid van voldoende actieve wortelmassa en van turgorschommelingen. Op basis van deze drie factoren kan het optreden van de meeste randverschijnselen verklaard worden. De experimenten probeerden uitsluitsel te geven omtrent de meest aangewezen manier om elk van deze drie factoren te regelen of in de hand te houden. Wat dit betreft kan het volgende worden besloten: Regeling van de nachtelijke luchtvochtigheid gebeurt best via broezen onderaan de goten. Vernevelen veroorzaakte een minder sterke verhoging van het gehalte aan vrij calcium in de hartbladeren, wellicht wegens de inherente verhoging van de windsnelheid in de serre. Inductie van droogte bij planten in een jong ontwikkelingsstadium leverde in deze experimenten geen extra bescherming op tegen rand. Dit was niet in tegenspraak met de ontwikkelde hypotheses omdat ook 165

184 geen stimulans van de wortelontwikkeling optrad. het droogzetten veroorzaakte hier wel groeiremming, zodat dit als praktijkmaatregel tegen rand niet kan worden aanbevolen. Het experiment met de K/Ca verhouding bevestigde de waarneming dat een verhouding van 2,0 in sommige gevallen meer interne rand kan veroorzaken dan een lagere verhouding. Anderzijds werd opnieuw bevestigd dat voldoende kalium nodig is voor een goede wortelontwikkeling. Dit betekent dat de opgestelde teeltstrategie inhoudelijk kan behouden blijven. Wel zijn alle vermelde maatregelen vooral gericht op fase 1 van de randontwikkeling: voldoende voorziening van calcium in de hartbladeren. Wanneer dit niet lukt, moet aandacht voor fase 2 worden gevraagd: het vermijden van turgorschommelingen. De voorlopige randbeheeringsstrategie, voorgesteld in 6.1.3, wordt dus gewijzigd als volgt: zie Figuur 131. Fase 1: zorg voor voldoende toevoer van calcium naar de hartbladeren - Rassenkeuze Kies het juiste ras in functie van het teeltseizoen - Klimaat Houd een voldoende hoge RV aan tijdens de nacht (>95%) vanaf de aanvang van kropsluiting. Een goed hulpmiddel hiertoe is beregening onderaan de goten. - Irrigatie Vermijd droogteperiodes door voldoende irrigatie - Voeding Houd de kaliumconcentratie hoger dan 3 mmol/l Vermijd K/Ca verhouding hoger dan 2,0 - Neem alle andere mogelijke maatregelen om de actieve wortelmassa zo groot mogelijk te houden. Fase 2: is niet voldaan aan de voorwaarden voor fase 1, vermijd dan turgorschommelingen - Geef gelijkmatig water - Vermijd plotse opening van luchtramen - Temper het effect van plotse wijzigingen in instraling, o.a. door afwitten van de kas, of door gebruik van schermdoek. - Vermijd plotse wijzigingen in de voedingsoplossing, zeker in E.C. Figuur 131. De finale TIPRELET-strategie voor randpreventie. De webmodule zal in eerste instantie vooral informatie rond de ziekte verschaffen en de online metingen zullen aan de teeltbegeleiders in de praktijkcentra in geval van randaantasting op bedrijven de nodige achtergrondinformatie geven voor optimaal teeltadvies. Ook zullen de metingen nog meer informatie verschaffen over de omstandigheden waarbij in de praktijk rand optreedt, en zullen ze de mogelijkheid bieden om meer concrete grenswaarden voor de klimaatomstandigheden op te stellen. 166

185 Hoofdstuk 7: Vastleggen van de directe oorzaak van rand HOOFDSTUK 7. VASTLEGGEN VAN DE DIRECTE OORZAAK VAN RAND 7.1. INHOUD WERKPAKKET Inleiding Uit een eerste anatomische analyse in de rassenproeven (WP1, Hoofdstuk 2) is gebleken dat de melksapvaten bijkomende aandacht verdienen bij het zoeken naar mogelijke strategieën om rand te voorkomen. Melksapcellen bevatten immers enzymen, die in staat zijn celwanden te resorberen en zo cellen te laten lekken wanneer dit fytotoxisch melksap vrij komt in de intercellulaire ruimten in het blad. Door het hoog gehalte aan secundaire metabolieten staan de melksapcellen bovendien meestal onder een hoge turgordruk. Dit kan eenvoudig waargenomen worden door de uitvloei van melksap wanneer een slablad gescheurd wordt. Door deze hoge inwendige druk kunnen deze cellen als de meest gevoelige cellen in een slablad beschouwd worden. Daarnaast werden ook plantfenolen in aangetaste bladranden waargenomen. De synthese van plantfenolen duidt dan op een geprogrammeerde celdood. Met andere woorden is de reactie van de plant bij rand mogelijks sterk vergelijkbaar met de reactie op een aantasting door schimmels of insecten. Om de primaire oorzaak van rand bijgevolg te kunnen vastleggen kunnen anatomische technieken aangewend worden, die eveneens toegepast werden in recent fytopathologisch onderzoek. Deze technieken hebben bovendien een meerwaarde boven de voorziene cellekkagetesten: ze geven ruimtelijke informatie en kunnen zelfs op zeer jonge bladeren uitgevoerd worden. Voor deze anatomische studies wordt intensief samengewerkt met dr. Leroux (UGent Departement Biologie). Zijn expertise in plantenweefsels en kleuringen ervan zijn noodzakelijk voor het behalen van goede resultaten in dit werkpakket. Om een volledig overzicht te geven worden zowel de anatomische studies tijdens de rassenproeven als deze uitgevoerd binnen WP 6 hier besproken Materiaal en methoden Eerste benaderingen (WP1) Om coupes te kunnen maken van slabladeren, werden stalen (0,5 x 1,0 cm) onmiddellijk ondergedompeld in een fixatief. Daarbij werd proefondervindelijk vastgesteld dat de beste fixatie bekomen werd door het fixatief FAA (10% formol: 5% ijsazijn: 50% ethanol) in het bladweefsel te laten trekken onder vacuüm. Op die manier konden stalen een lange tijd bewaard blijven. Vooraleer de stalen ingebed werden, moesten ze gedehydrateerd worden in een % ethanolreeks. De twee laatste stappen mochten niet langer dan 60 minuten duren, zoniet verloor het staal zijn flexibiliteit met scheuren tot gevolg. Nadien volgde de infiltratie en de inbedding. Hiervoor werden twee inbeddingsvloeistoffen getest, nl. Paraplast en Technovit. Het inbedden in Technovit had een aantal voordelen ten opzichte van het inbedden in Paraplast. Ten eerste kan het bladstaal in het transparante Technovit beter gepositioneerd worden, zodat later betere coupes gesneden kunnen worden. Ten tweede gebeurt het inbedden in Technovit bij kamertemperatuur en niet bij 60 C en blijft het aantal handelingen beperkt, zodat een zeer beperkt aantal artefacten teruggevonden werd bij de Technovit-coupes. Tenslotte moeten Paraplastcoupes minimaal 10 m dik zijn, terwijl Technovit-coupes vanaf 2 m dik gesneden kunnen worden, zodat een meer gedetailleerd beeld bekomen werd (Figuur 132). Deze coupes kunnen vervolgens gekleurd worden. 167

186 Figuur 132. Anatomische coupes van een jong slablad met Paraplast of Technovit als inbeddingsmedium. Diepgaande anatomische studie (WP 6) Enerzijds zal verder gebouwd worden op de kennis die is vergaard in WP1. Hierbij zullen stalen met een verschillende aantastingsgraad gefixeerd worden in FAA. Daarna worden ze ingebed in Technovit en gekleurd met Toluidine-O. In de studie van de coupes zal de focus vooral liggen op de vaatbundels en de melksapvaten hierin. Tevens zal ook gekeken worden hoe de aangetaste cellen zich situeren ten opzichte van de vaatbundels. Anderzijds zullen slastalen als dusdanig gekleurd worden zonder inbedden. Hierbij wordt een stukje blad (0.5 x 1 cm) uitgesneden en ontkleurd in een mengsel van ijsazijn en waterstofperoxide (30-37 % H2O2) bij 60 C. Na 2 tot 4 uur in deze condities te vertoeven worden de ontkleurde stalen gewassen met water en op een draagglaasje gebracht. Hierna zullen de stalen gekleurd worden met neutraal rood (0.1% v/v;1 h) of ruthenium rood (0.1% v/v; 0.5 h). Beide kleurstoffen zijn in staat om melksap te kleuren en kleuren het melksap rood bij gewone lichtmicroscopie. Ruthenium rood geeft ook een felle rode kleur bij epifluorescentiemicroscopie (ex/em: nm/ nm). Dit maakt het mogelijk om melksap snel op te sporen in het blad. Na de kleuring wordt met water gespoeld. Omdat dr. Leroux tijdens het laatste projectjaar zijn onderzoek verder zette in Ierland werden heel wat stalen naar Ierland opgestuurd. Daartoe werden de stalen gefixeerd in FPA (10% formol: 7% propionzuur: 50% ethanol) zodat de stalen zo goed mogelijk bewaard blijven. Praktijkervaring heeft wel uitgewezen dat een te lange bewaring in FPA geen visualisatie na kleuren mogelijk maakt. Hiernaast werden nog een hele reeks kleurstoffen getest, zowel op Technovit-coupes als op vers materiaal (niet ontkleurd). Onder andere lugol en Rhodamine B werden gebruikt maar geen enkele kleurstof bleek succesvol Resultaten Eerste benaderingen Figuur 133 toont de anatomie van een gezond hartblad met twee vaatbundels in ontwikkeling. Het bovenste gedeelte van een vaatbundel, d.i. het xyleem, zorgt voor de aanvoer van nutriënten en water. In het onderste gedeelte bevinden zich drie celtypes: een melksapcel, de zeefvaten en de zustercellen, waarvan de twee laatste celtypes samen het floëem vormen en zorgen voor het transport van suikers. Een melksapcel maakt stoffen aan die afstotelijk zijn voor floëemvoeders, zoals bladluizen. Daarnaast bevat een melksapcel ook enzymen, die in staat zijn de dwarse celwanden te resorberen, waardoor aangrenzende melksapcellen een netwerk gaan vormen dat zich uiteindelijk over de gehele plant vertakt 168

187 Hoofdstuk 7: Vastleggen van de directe oorzaak van rand tot in de zeer jonge bladeren. Door het hoog gehalte aan secundaire metabolieten staan deze cellen meestal onder een hoge turgordruk. Dit kan waargenomen worden door de uitvloei van melksap wanneer een slablad gescheurd wordt. Door deze hoge inwendige druk en de aanwezigheid van celwandafbrekende enzymen kunnen deze cellen als de meest gevoelige cellen in een slablad beschouwd worden. Dit celtype vraagt dan ook bijkomende aandacht bij het zoeken naar mogelijke strategieën om rand te voorkomen. Figuur 133. Transversale coupe van de bladrand van een hartblad dat geen symptomen van interne rand vertoonde gekleurd met toluidine-o; dit blad was afkomstig van Gardia plant geteeld in compartiment 5 van het PCG. Figuur 134 toont de anatomie van een aangetaste bladrand, waarbij enkel nog cellen met een verstevigde celwand herkenbaar zijn. Daarnaast wijst de natuurlijke gele kleur op de aanwezigheid van plantfenolen in aangetaste bladranden. De synthese van plantfenolen duidt dan weer op een geprogrammeerde celdood. Met andere woorden is de reactie van de plant bij rand mogelijks sterk vergelijkbaar met de reactie op een aantasting door schimmels of insecten. Diepgaande anatomische studie (WP 6) Figuur 135 toont de werkwijze van staalname voor een gezonde plant. De plant wordt gestript en van het gewenste blad wordt een staal genomen. Dit staal wordt, in dit geval, ingebed in Technovit. Hierna worden coupes genomen van ± 4 µm dik. Als deze coupe ongekleurd wordt bekeken is niet veel zichtbaar. Het gezonde weefsel is immers kleurloos. Enkel de secundaire verdikkingen van het xyleem en de bladrand zijn duidelijk zichtbaar. Wanneer het staal wordt gekleurd met toluidine-o worden wel alle cellen zichtbaar. In gezond weefsel zijn alle cellen mooi gevormd en goed van elkaar te onderscheiden. Een cel met dikkere celwanden ter hoogte van het floëem is een melksapvat. 169

188 Figuur 134. Een met toluidine-o gekleurde (boven) en een ongekleurde (onder) transversale coupe van de bladrand van hetzelfde hartblad dat symptomen van interne rand vertoonde; dit blad was afkomstig van Gardia plant geteeld in compartiment 7 van het POVLT. 170

189 Hoofdstuk 7: Vastleggen van de directe oorzaak van rand Figuur 135. Algemene werkwijze voor staalname (boven). De zwarte stippellijn rechts boven geeft weer waar de coupe (onder) is genomen. X: Xyleem; F: Floëem; L: Melksapvat; E: Epidermis; Me: Mesofyl; S: Stomata. Figuur 136 toont dezelfde werkwijze voor een plant met symptomen van interne rand. Opnieuw is een gele verkleuring zichtbaar zowel in het staal net voor de inbedding in Technovit als in de ongekleurde coupe. Als deze ongekleurde coupe vergeleken wordt met de ongekleurde coupe van het gezonde weefsel, is zichtbaar dat de gele kleur ver uitspreidt langs de bladrand terwijl het interne van het blad (mesofyl) intact blijft. Hetzelfde is zichtbaar wanneer de coupe gekleurd werd met toluidine-o. De epidermis kan in deze figuur niet teruggevonden worden en is helemaal verschroeid. Dit duidt er op dat de oorzaak van rand eerst de bladrand zal doen afsterven en nadien pas het mesofyl. De logische verklaring hiervoor is dat het melksap, nadat het is vrijgekomen uit het melksapvat in de intercellulaire ruimte, de transpiratiestroom zal volgen en dus eerst cellen zal beschadigen die zich langs deze stroom bevinden. Opvallend is ook dat de bruine vlek zich voornamelijk langs 1 zijde van de vaatbundel voorkomt. Dit komt vaak voor en heeft te maken met het scheuren van een melksapvat aan deze zijde van het vat. De symptomen verschijnen ook vaak aan een vertakking van vaatbundels en dus vertakkingen van melksapvaten. 171

190 Figuur 136. Algemene werkwijze voor staalname (boven). De zwarte stippellijn rechts boven geeft weer waar de coupe (onder) is genomen. X: Xyleem; F: Floëem; L: Melksapvat; E: Epidermis; Me: Mesofyl; S: Stomata. Figuur 137. Kleuring van een gezond bladstaal met neutraalrood na ontkleuring met scherpstelling op het xyleem (boven) en op het melksapvat (onder). 172

191 Hoofdstuk 7: Vastleggen van de directe oorzaak van rand Figuur 137 geeft een kleuring weer van gezond bladweefsel met neutraal rood. Merk op dat dit niet een coupe is die gekleurd wordt, maar een volledig bladstaal van 0.5 mm dik. Met de microscoop is het dus mogelijk om op verschillende structuren te focussen die onder elkaar liggen. Het gevisualiseerde melksapvat is gevuld met belvormige structuren. Dit wijst er op dat het melksap erin gecoaguleerd is. In literatuur staat geschreven dat melksap enkel coaguleert als het melksapvat beschadigd is. Hoewel dit gezond weefsel is, is het melksapvat dus toch beschadigd. Dit werd waarschijnlijk veroorzaakt door het ontkleuren en het behandelen van het bladstaal voor tijdens en na het transport naar Ierland, waar deze kleuring werd uitgevoerd. Deze coagulatie laat ook toe om eenvoudig melksap terug te vinden in niet gekleurd weefsel (niet weergegeven). Figuur 138 geeft de kleuring weer van melksapvaten met ruthenium rood. Onder brightfield microscopie valt het melksapvat nauwelijks op. Wanneer met fluorescentie wordt gewerkt is dit niet het geval, enkel het melksapvat is dan zichtbaar. Opnieuw is het melksap gecoaguleerd om dezelfde reden als voorheen. Met deze kleuring kan weefsel dus snel gescreend worden in de zoektocht naar melksap. Kleuringen op aangetast weefsel zijn nog niet gelukt en kunnen daarom ook niet getoond worden. De stalen die naar Ierland werden gestuurd waren waarschijnlijk te lang onderweg waardoor het melksap degradeerde en niet meer kleurbaar was. De verwachting is om hier ook melksap terugvinden naast de vaatbundels. Hierom is ook de kleuring met ruthenium rood in combinatie met epifluorescentie aangeraden. Deze combinatie laat toe om eenvoudig melksap terug te vinden in en tussen weefsel waar het melksap niet hoort. De degradatie van het melksap kan wel een moeilijkheid veroorzaken in deze werkwijze. Het is dus zeker noodzakelijk om stalen te bekijken op het moment dat de symptomen net zijn verschenen. Figuur 138. Kleuring van een gezond bladstaal met ruthenium rood na ontkleuring met scherpstelling op het melksapvat via brightfield (links) en epifluorescentie (rechts) microscopie Bespreking van de resultaten Vanuit de anatomische studies wordt de hypothese geformuleerd dat rand bij kropsla ontstaat door het barsten van melksapvaten. Deze vaten barsten makkelijk omdat ze een hoge concentratie aan opgeloste stoffen bevatten. Hierdoor is de druk op deze vaten aanzienlijk groter dan de omgeving, veranderingen in druk in of rond deze vaten kunnen het barsten initiëren en de fytotoxische inhoud vrijstellen. Hierbij komt het melksap vrij dat fytotoxische enzymen bevat en omringende cellen actief zal afdoden. 173

192 Na het uitvoeren van een extra literatuur onderzoek is gebleken dat intussen twee oudere artikels (jaren 60 van vorige eeuw) vrij downloadbaar werden gesteld. Beide artikels beschrijven de symptomen van interne rand en de onderliggende anatomische processen zeer gedetailleerd. Een eerste artikel is dat van Tibbits et al.(1965). De auteurs beschrijven de morfologie van interne rand en de opeenvolging der symptomen als volgt: Witte melksapmassa (Ø=0,5-1mm) wordt uitgestoten en komt voor onder en op de epidermis Massa verdwijnt na enkele minuten weer of kleurt roodbruin en later donkerbruin Het weefsel tussen de vlekjes en de rand wordt slap gevolgd door necrose De periode dat het weefsel slap hangt is afhankelijk van de RV (de fase duurt langer bij hoge RV) Soms worden de vaatbundels bruin waar het melksap wordt uitgestoten. Dit wordt gevolgd door rand. In jonge planten wordt het weefsel tussen de vlekjes en de bladrand niet slap maar zal het vervormen Op anatomisch niveau beschrijven de auteurs de volgende stappen: Melksapvaten in jonge bladeren zijn gezwollen en opengescheurd Het vrijgekomen melksap verscheurt de omliggende parenchymcellen Xyleem en floëem waren gedesorganiseerd Mesofyl en epidermis dat in aanraking kwam met het melksap stierf af nadat het melksap verkleurde. Te wijten enerzijds aan het verscheuren door het melksap, anderzijds door de toxiciteit van het melksap. Melksap dat op de epidermis terecht komt (via scheuren of via stomata) zal de epidermis er onder niet afdoden Tevens schrijven de auteurs het verscheuren van het parenchym toe aan de hoge druk in het melksapvat. Als het melksapvat barst zal dit melksap er aan hoge snelheid uitlopen. Olson et al.(1967) beschrijven op basis van de bevindingen van Tibbits et al.(1965) de anatomie van de ziekte meer in detail. Zo worden verschillende stappen omschreven die het proces uittreden van melksap voorafgaan. Een eerste opmerking is dat aangetast weefsel, in tegenstelling tot gezond weefsel, coagulair melksap bevat. Dit maakt het makkelijker, net zoals in het huidige project, om de melksapvaten terug te vinden. In gezond weefsel vonden de auteurs geen coagulatie van het melksap. Dat dit in het huidige project wel werd gevonden is waarschijnlijk toe te schrijven aan de behandelingen van de stalen voorafgaand aan de observatie. De volgende stappen worden beschreven: In een eerste instantie zal het melksapvat opzwellen parenchymcellen gebonden aan melksapvat vullen zich met latex nadat ze zich hebben gebonden aan het melksapvat ( distinct unions ). Dit gebeurt niet met floeemcellen. De aard van deze verbindingen zijn niet duidelijk. De celwand van de parenchymcel breekt en het latex stroomt weg waarbij het andere cellen kapot sleurt. Dit kan ook de epidermis doen opzwellen of door stomata naar buiten treden. Op basis van een trial en error proces ontwikkelden Olson et al.(1967) een relatie tussen het barsten van de unies tussen melksapvaten en parenchymcellen en het verschijnen van de randsymptomen: Het vrijlaten van Latex uit de parenchymcel scheurt naburige cellen kapot, dit geeft bruine vlekken waarvan de grootte afhangt van de druk op het melksap. Deze vlekjes staan echter niet meteen in verband met het bruin worden van de uiteindelijke bladrand. Enkel als het latex uit grotere nerven vrijkomt zal het de xyleemvaten blokkeren en vaatbundelcellen afdoden, hieruit volgt rand. Mogelijks ligt de oxidatie van polyfenolen, aanwezig 174

193 Hoofdstuk 7: Vastleggen van de directe oorzaak van rand in het melksap, met vorming van toxische quinonen aan de basis van de toxische werking van melksap. Nerfnecrose gaat echter niet altijd rand vooraf, er is dus nog een andere oorzaak. Coagulatie van het melksap gaat wel altijd rand vooraf: Bladeren die bijna zullen randen hebben al gecoaguleerd melksap in hun melksapvaten Coagulatie verstoort het normaal functioneren van het melksap De belangrijkste functie van melksap is vermoedelijk het afvoeren van toxische stoffen, als dit niet gebeurd sterft het bovenliggend weefsel af. De auteurs vermelden ook de hoge concentraties aan opgeloste stoffen in het melksapvat waardoor de turgordrukken hoog kunnen oplopen en het opzwellen van het vat wordt bevorderd. Situaties die fotosynthese bevorderen zullen ook deze concentraties doen toenemen. Aan bovenstaande beschrijvingen kunnen ook de drie types interne rand worden toegeschreven die in Vlaanderen gebruikt worden om de symptomen te beschrijven. Zo spreekt met van stippelrand, indien enkel bruine stippeltjes zichtbaar zijn op het blad. Dit is het symptoom dat zichtbaar is wanneer de melksapvaten net barsten en het melksap tussen de omliggende cellen vrijkomt. Hierbij zal het melksap deze cellen zowel fysisch (kapot scheuren) als chemisch (celwand afbrekende enzymen en quinonen) afdoden. De afgedode cellen drogen uit en worden bruin. De chemische werking van het melksap werd in het artikel van Olson et al.(1967) niet als een oorzaak aangewend voor de stipvorming. Eigen onderzoek toonde echter aan dat het inspuiten van melksap in het blad resulteerde in bruinverkleuring van het blad. Wanneer het blad met water werd ingespoten was geen bruine kleur waarneembaar. Een tweede type rand, nerfrand, verschijnt wanneer het melksap na het barsten van de melksapvaten binnen de vaatbundels blijft. Hierbij zal de toxische inhoud van het melksap de floëemcellen afdoden. Deze op hun beurt zullen verdrogen en de nerf wordt bruin. Het derde type rand is gewoon rand. Het zichtbare symptoom is de klassieke bruine bladrand. Op basis van deze artikels zal dit ontstaan wanneer het melksap zijn functie verliest. Dit betekent dus dat anatomisch slechts van 1 type rand kan gesproken worden, namelijk deze die het gevolg is van de barst in de melksapvaten. Doorheen de tijd zullen stippelrand en nerfrand evolueren in gewoon rand. De snelheid van deze overgangen kunnen heel rap gaan zodat gewoon rand soms als enige wordt opgemerkt. Dit werd immers ook al beschreven door Wissemeier (1996). Met kan zich de vraag stellen of de toxische werking van het melksap niet verder gaat dan de kleine halo rond de barst in het melksapvat. Indien dit het geval is, zou gewoon rand ook kunnen veroorzaakt worden door de toxische werking van het melksap dat zich verdunt in de bladrand bevindt. De fluorescentiekleuringen binnen het TIPRELET-project kunnen hierin meer duidelijkheid brengen. Wanneer deze kleuring succesvol is in aangetast weefsel zou de fluorescentie zich enkel mogen beperken tot de halo waarin de eerste symptomen zijn verschenen. Hiervoor dient echter staal genomen te worden op het gepaste ogenblik zodat het melksap nog kleurbaar is ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET 6 Over het feit dat rand veroorzaakt wordt door het barsten van de melksapvaten en het uittreden van het melksap bestaat geen twijfel. Hoe exact de relatie ligt tussen beide is minder duidelijk. Waarschijnlijk verliest het melksapvat zijn functie door het coaguleren van het melksap. Hierdoor stapelen zich toxische stoffen op in het bladweefsel waarvoor dit melksapvat verantwoordelijk is. Dit weefsel sterft af, verdroogt en wordt bruin. De uitgevoerde anatomische studies binnen het TIPRELET project kunnen niet veel duidelijkheid werpen over het al of niet correct zijn van deze hypothese. Wel zou kunnen bewezen 175

194 worden dat het niet de toxische inhoud van de melksapvaten op zich is die gewoon rand vertoont. Extra onderzoek is hiervoor echter vereist. De stevigheid van de melksapvatwanden zal bepaald worden door de beschikbaarheid aan calcium voor de opbouw van deze celwanden. De uiteindelijke barst wordt veroorzaakt door schommelingen in turgor. Deze kunnen veroorzaakt worden door schommelingen in zowel het klimaat (licht, temperatuur, RV, ) als de wortelomgeving (EC, watergift, ). 176

195 Hoofdstuk 8: Effect van een DFT-Floating systeem op het voorkomen van rand HOOFDSTUK 8. EFFECT VAN EEN DFT-FLOATING SYSTEEM OP HET VOORKOMEN VAN RAND 8.1. INHOUD WERKPAKKET Inleiding Recent wordt steeds meer aandacht besteed aan hydrocultuursystemen bij bladgewassen. Het NFT gotensysteem vraagt echter aanzienlijke investeringen. Daarom kijkt de sector uit naar goedkopere alternatieven, zoals een DFT-floating systeem. Experimenten op een dergelijk hydrocultuursysteem waren echter niet voorzien in de projectaanvraag. Met dit werkpakket zou het vermoeden vanuit de sector dat op een DFT-floating systeem minder rand voorkomt, kunnen onderzocht worden Overzicht experimenten Een overzicht van de experimenten uitgevoerd binnen WP 7 wordt weergegeven in Tabel 67. Merk op dat 3 van deze experiment (1603, 1803 en 2603) reeds werden besproken in een ander hoofdstuk. Enkel de resultaten met betrekking tot de DFT eenheden zullen hier worden herhaald. Experiment 1203 wordt hier wel volledig besproken daar het niet binnen een ander werkpakket valt. Tabel 67. Overzicht experimenten binnen WP 7. Proef ID Omschrijving Verantwoordelijke projectpartner Zaaidatum Plantdatum Oogstdatum 1203 teeltsysteem Inagro 9/09/2011 5/10/2012 5/12/ afdekking Inagro 13/04/2012 4/05/2012 9/06/ broezen Inagro 13/06/ /06/ /07/ evaluatie TIPRELET strategie Inagro 16/04/2013 7/05/2013 (10-11)/06/ Materiaal en methoden De technische specificaties van het floating systeem worden weergegeven in Tabel 68. In de DFT eenheden werd telkens geplant op hetzelfde tijdstip als in de NFT en/of de grondteelt. Tabel 68. Beschrijving van het DFT-floating systeem van Inagro. Kenmerk Proeflocatie Inagro SERRECOMPARTIMENT nummer 7 en 8 afmetingen (m) (L x B x H) 22.5 x 16 x 4 FLOATING afmetingen (m) (L x B x H) 6 x 5 x 0.26 aantal drijfplaten per systeem - opkweek - teelt 6 24 aantal planten per drijfplaat - opkweek - teelt

196 KLIMAATSTURING controlesysteem Intégro (Priva) belichting - luchtbevochtiger 1 beregeningsysteem per kraanvak CO 2-bemesting injectie van zuiver CO 2 op centraal 1 punt mechanische ventilatie - verwarming bovennet WATERGIFT watergift opkweek (bovenberegening) op basis van straling watercirculatie teelt elk uur gedurende 5 min Proefopzet 8.2. EXPERIMENT 1203 TEELTSYSTEEM INAGRO MGS, FLOATING EN GROND In dit experiment wordt de groei en ontwikkeling van kropsla in drie verschillende teeltsystemen onderzocht. Meer specifiek zal de traditionele grondteelt vergeleken worden met twee hydrocultuursystemen, nl. NFT en DFT. De drie teeltsystemen bevinden zich in eenzelfde serrecompartiment, zodat enkel de wortelomgeving van de planten verschilt. Materiaal en methoden - Rassen Tabel 69 vermeldt de aangeplante rassen en de respectievelijke verwachte gevoeligheid voor rand. Tabel 69. Rassenkeuze voor experiment Ras Type Zaadhuis Gevoeligheid Gardia kropsla Rijk Zwaan Tolerant RZ kropsla Rijk Zwaan Tolerant - Teeltverloop zaaidatum: 9 September 2011 maat perspot: 5 cm NFT en Grond 4 cm DFT plantdatum: 5 Oktober 2011 plantafstand (cm): NFT: 10 x x 26 Grond: 27 x 27 oogstdatum: 5 December 2011 DFT: 12 x x 26 proeflocatie: Inagro compartiment 7 en 8 - Klimaatregeling Wortelklimaat: In dit experiment zal sla op 3 verschillende teeltsystemen gekweekt worden. Omdat de drie teeltsystemen zich telkens in eenzelfde serrecompartiment bevinden zal het bovengrondse klimaat geen grote verschillen vertonen tussen de drie systemen. Het wortelklimaat daarentegen wel. Bij de grondteelt zal de plant met 178

197 Hoofdstuk 8: Effect van een DFT-Floating systeem op het voorkomen van rand zijn wortels continu in de grond staan. Bij de DFT zullen de wortels continu in de voedingsoplossing hangen en bij het NFT systeem zullen de wortels periodisch met de voedingsoplossing in contact komen. Resultaten In dit experiment werd het microklimaat niet opgemeten en deze variabelen kunnen dus ook niet getoond worden. Figuur 139 toont de metingen van het klimaat in compartiment 7 en 8. De relatieve vochtigheid verschilde tussen beide compartimenten. Het was vochtiger in compartiment 7 dan in 8. In 7 werd s nachts vaak een vochtigheid van 100% bereikt terwijl de vochtigheid in 8 gedurende de nacht meestal niet hoger werd dan 95%. Deze verschillen zijn ook zichtbaar in het vochtdeficit. In compatiment 7 is dit vaak 0 terwijl dit in compartiment 8 zelfden 0 wordt. Hierop is wel een uitzondering, in de periode tussen 24 en 29 november is het klimaat in compartiment 8 vochtiger dan in compartiment

198 Figuur 139. De klimatologische waarnemingen (5-min gemiddelden) tijdens proef 1203: [A] zonnestraling (Rs), [B] luchttemperatuur (T), [C] relatieve luchtvochtigheid (RV) en [D] het vochtdeficit uitgedrukt als dampspanning (VPD) of als dampdichtheid (VDD). Op de DFT bleek uit analyses van de voedingsoplossing een tekort aan micronutriënten. Hierdoor kregen de planten ook een gele uitstraling. Verder viel het ook op de samenstelling van de voedingsoplossingen in de NFT veel meer schommelden dan deze van de voedingsoplossingen in de DFT. Dit is ook zichtbaar in de EC (Figuur 140). Hierin wijkt NFT 7.1 ook af van de andere NFT eenheden, dit gebeurde omdat de gehaltes van K + en NO 3 - stegen in deze eenheid. De onderliggende reden is niet gekend. Merk op dat het einde van de figuur (16 november) niet overeenstemt met het einde van de teelt (5 december). Ervaring leert ons dat bij de NFT de grootste schokken in EC zich vooral voordoen in de laatste teeltweken. 180

199 Hoofdstuk 8: Effect van een DFT-Floating systeem op het voorkomen van rand Figuur 140. Verloop van de EC in de verschillende NFT en DFT eenheden tijdens experiment Planten die op het NFT systeem gekweekt zijn hebben bij de oogst een lager versgewicht dan planten die op het DFT-systeem of in de grond werden gekweekt. Planten van de DFT-eenheid zijn wel nog iets lichter dan planten van de grondteelt. De planten van de NFT hebben ook iets minder bladeren en een kleinere pit. De invloed van het teeltsysteem op de stengeldiameter is niet aanwezig. Figuur 141. Versgewicht bij de oogst van experiment 1203 op de verschillende teeltsystemen. In dit experiment kwam nagenoeg geen rand voor, een scoring werd dus ook niet gedaan. Conclusies In de NFT zijn de kroppen lichter en de pit is minder lang. Bovendien hebben de kroppen van de NFT minder bladeren dan kroppen van de grond en de DFT. Een invloed op de stengeldiameter is niet 181

200 aanwezig. Omdat enkel randwaarnemingen bij de oogst plaatsvonden op resistente rassen werd nergens rand waargenomen. In dit experiment kan geen uitspraak gedaan worden over de invloed van het teeltsysteem op de fysiogene afwijking rand. Experiment RESULTATEN EXPERIMENT 1603, 1803 EN 2603 In experiment 1603 werd zowel op de goten als op de DFT eenheden geteeld. Op de goten werden drie objecten aangebracht: afdekken van de planten, ventilatie onder de planten en een controle. Op de DFT eenheid werden geen objecten aangebracht. Een eerste zaak die opviel was dat in de DFT eenheid de concentraties in de voedingsoplossing veel minder aan variatie onderhevig waren dan deze van de goteneenheden. Dit leidt tot een stabielere wortelomgeving en bijgevolg in minder turgorschommelingen. De aantasting door interne rand was aanzienlijk lager in de DFT eenheden dan in alle objecten van de NFT (zie Figuur 142). De kroppen in de DFT behaalden tevens een hoger eindgewicht (430 g) dan kroppen op de NFT (300 g). Figuur 142. Randaantasting bij de oogst van experiment Planten in DFT hadden een zichtbaar grotere hoeveelheid wortels, waardoor de capaciteit voor enerzijds water- en anderzijds calciumopname beduidend groter kan zijn. Dit laatste lijkt bevestigd te worden in de calciumanalyse: het staal afkomstig van planten op DFT bevatte een hoger gehalte aan vrij calcium (7,1 g kg -1 droge stof) dan de planten op NFT (4,5 g kg -1 droge stof). Experiment 1803 In experiment 1803 werd zowel op de goten als op de DFT eenheden geteeld. Op de goten werden twee objecten aangebracht: beregening onder de goten en een controle. Op de DFT eenheid werden geen objecten aangebracht. 182

201 Hoofdstuk 8: Effect van een DFT-Floating systeem op het voorkomen van rand In tegenstelling tot experiment 1603 werden dit maal ook enkele microklimatologische parameters opgemeten. Het viel op dat de worteltemperatuur tijdens de nacht bij DFT hoger is dan bij beide NFT systemen. Voornamelijk de warmte bufferende werking van de watervoorraad in de DFT bak zal hiertoe hebben bijgedragen. Opnieuw waren de variaties in samenstelling van de voedingsoplossing hoger bij de NFT dan in de DFT. In dit experiment was geen aantasting met interne rand aanwezig op de kroppen van de DFT (zie Figuur 143). Figuur 143. Randaantasting bij de oogst van experiment Opnieuw hadden de kroppen van de DFT een hoger versgewicht dan de NFT, ook het wortelgewicht op de DFT was aanzienlijk hoger. Experiment 2603 In experiment 2603 werd zowel op de goten als op de DFT en in de grond geteeld. Op de goten werden twee objecten aangebracht: een verhoogde en verlaagde K/Ca verhouding. In compartiment 8 van Inagro werd de RV verhoogd met behulp van een vernevelaar. In compartiment 7 werd de RV niet verhoogd. Daar de invloed van het teeltsysteem in beide compartimenten dezelfde was, worden hier enkel de resultaten voor compartiment 8 besproken. In de grond en op de DFT werden geen objecten aangebracht. Uit gegevens van het microklimaat (zie Figuur 114) bleek dat de RV in de DFT hoger was dan in de grond en de NFT. Dit is eerder terug te brengen op de bovenberegening tijdens de opkweekfase op de DFT die voor een vochtig klimaat zorgde. Opnieuw was de samenstelling van de voedingsoplossing op de DFT veel stabieler dan op de NFT eenheden (zie Figuur 144). De hogere nachtelijke RV ter hoogte van de DFT heeft geleid tot een iets hoger gehalte aan vrij calcium in het tolerante ras Cosmopolia in vergelijking met de NFT en de grond. In het gevoelige ras Gardia was dit effect niet duidelijk. De aantasting door interne rand is opnieuw duidelijk minder ernstig op de DFT dan de NFT en de grond (Figuur 145). In tegenstelling tot de voorgaande experimenten waren de versgewichten op de DFT dit maal lager, waarschijnlijk heeft dit te maken met een te vroege verplanting in dit experiment op de DFT. Ook het wortelgewicht was dit maal niet hoger dan op de goten. Wel was de verhouding van het wortelgewicht op het versgewicht voor de DFT hoger dan voor de NFT. 183

202 Figuur 144. Evolutie van de ph en EC in het voedingswater van de NFT (rood) en DFT (groen) tijdens experiment Figuur 145. Randaantasting in compartiment 8 bij de oogst van experiment ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET 7 Algemeen geeft de DFT een lagere randaantasting dan de NFT. Deze kan verklaard worden door het feit dat de voedingsoplossing in de DFT veel minder schommelingen vertoont. Schommelingen in het wortelmilieu leiden immers tot turgorschommelingen die het barsten van celwanden zullen bevorderen. Deze beperktere schommelingen ten opzichte van de voedingsoplossing in de NFT is terug te brengen 184

203 Hoofdstuk 8: Effect van een DFT-Floating systeem op het voorkomen van rand op 2 zaken. Enerzijds hebben de planten op de DFT veel meer oplossing ter beschikking per plant. Dit zal de opname van de planten veel beter bufferen. Hierdoor dalen de nutriënten gehalten minder snel en is manueel ingrijpen (bv. KNO 3 toedienen) niet nodig. Anderzijds zorgt de bovenberegening op de opkweek voor een groot verlies aan voedingswater. Hierdoor zal het water in de bak van de DFT sneller worden ververst. Indien de voorraadbakken van de NFT sterk vergroot worden, zodat nutriënten minder snel uitgeput raken, zullen de schommelingen en de bijhorende randaantasting ook afnemen. Hiernaast werd bij de DFT en de grond ook telkens een hoger eindgewicht bekomen dan de NFT, behalve in experiment Hier ligt de oorzaak waarschijnlijk in de watergift, die onvoldoende was. Vanaf de winter werd beslist een watergift toe te passen met kortere minimum en maximum wachttijden. Deze frequentere watergift, zoals deze in experiment 2603 werd toegepast, leidde er toe dat de planten nagenoeg even zwaar waren in alle teeltsystemen. Het is mogelijk dat, naast de grotere nutriëntenschommelingen op de NFT, ook de drogere omstandigheden geleid hebben tot de hogere randaantasting. In experiment 2603 was echter hetzelfde verschil in randaantasting tussen de teeltsystemen zichtbaar met een voldoende watergift voor de NFT. Ook werd vaak een beter uitgebouwd wortelgestel waargenomen op de DFT ten opzichte van de NFT. In experiment 1603 en 1803 is dit mogelijks ook veroorzaakt door een te beperkte watergift in de NFT. In experiment 2603, met een voldoende watergift op de NFT, was dit verschil in wortelmassa bij de oogst niet aanwezig.. Wel was de verhouding wortelmassa-verse massa op de DFT nog steeds groter dan op de NFT. Een grotere wortelmassa kan mee verklaren waarom de randaantasting op de DFT eenheden lager ligt. Enerzijds zijn het de wortels die calcium opnemen en de planten dus toleranter maken tegen turgorschokken. Anderzijds kan een groter wortelstelsel beter schommelingen opvangen. 185

204 HOOFDSTUK 9. EFFECT VAN BLADBESPUITINGEN MET CALCIUM OP RAND 9.1. INHOUD WERKPAKKET Inleiding De doelstelling van het IWT-LandbouwOnderzoeksproject Beheersing van rand bij bladgewassen (TIPRELET) is een strategie ontwikkelen voor randpreventie. Half augustus 2013 zag de strategie er als volgt uit (in volgorde van belangrijkheid) (zie verslag Gebruikersgroep 7, 25 maart 2013): 1) Rassenkeuze: Het juiste ras kiezen in functie van het teeltseizoen is belangrijk 2) Klimaat: De RV tijdens de nacht voldoende hoog houden is aangewezen 3) Voeding: Bied voldoende calcium aan Er moet voldoende calcium aangeboden worden aan de wortel via de voedingsoplossing en verlies de kaliumwaarde niet uit het oog. Dit wordt getest in de verschillende proeven die lopen om de meest geschikte K/Ca verhouding vast te leggen. Hierbij wordt reeds rekening gehouden met enkele besluiten uit voorgaande proeven: a. Vermijd een kaliumconcentratie lager dan 3 mmol/l (zie experiment 1501) b. Vermijd K/Ca verhouding hoger dan 2 (zie experiment 1501) 4) Irrigatie: Vermijd droogteperiodes door voldoende irrigatie. Bij maatregel 3 kan ook de vraag worden gesteld of extra bladbespuitingen met calcium een bijkomend effect kunnen hebben op rand. Door het uitvoeren van een bladbespuiting met calcium kan mogelijks rechtstreeks calcium ingebouwd worden in de celwanden. Vroegere proeven door het PCG en Inagro (buiten dit IWT-project) probeerden dit reeds uit als maatregel tegen rand bij krulandijvie, met wisselend succes. Het voorgestelde werkpakket wil het effect van bladbespuiting met calcium uittesten bij kropsla Overzicht experimenten Tabel 70. Overzicht experimenten binnen WP 8. Proef ID Omschrijving Verantwoordelijke projectpartner Zaaidatum Plantdatum Oogstdatum Experiment 2901 winterteelt PSKW 21/08-30/10/ /09-28/12/ /10/ /01/2013 Experiment 3001 Zomerteelt PSKW 22/04-27/05/ /05-18/06/ /06-12/07/2013 Experiment 3101 winterteelt PSKW 3/09-21/09/ /09-17/10/2013 7/11-5/12/2013 Om te weten welke dosis calcium te gebruiken werd gekeken naar Chelal Omnical. Chelal Omnical is een bladmeststof op basis van calciumchelaat, geproduceerd door BMS Micro-Nutrients, een bedrijf gespecialiseerd in bladbemesting. BMS raadt 1500 ml/ha Chelal Omnical (8,5% CaO) aan voor sla. Voor deze experimenten hebben we echter gekozen om met vloeibare CaCl 2 (12%) meststof van Fertilane te werken. Een korte oriënterende proef (niet getoond) waarbij calciumchelaat en calciumchloride met elkaar werden vergeleken toonde een vergelijkbaar licht positief effect tegenover de onbehandelde controle, maar geen verschil tussen de behandelingen. Daarnaast is de prijs van calciumchloride veel lager dan die van calciumchelaat, wat een regelmatige behandeling meer haalbaar maakt voor professionele telers. Er werd berekend dat er 2100 l/ha CaCl 2 12 % nodig is om de zelfde hoeveelheid calcium toe te dienen als met Chelal Omnical. BMS waarschuwt dat de concentratie van de oplossing niet meer dan 0,5% mag zijn. Voor de volgende experimenten werd telkens 300 ml CaCl 2 12 %/100l water 186

205 Hoofdstuk 9: Effect van bladbespuitingen met calcium op rand toegepast aan 700 liter water/ha. De behandeling werd tweemaal per week toegepast, meestal op dinsdag en vrijdag. Tabel 71. rassenkeuze voor experiment 2901, 3001, en Experiment Ras Type Zaadhuis 2901 Gardia, Brighton kropsla Rijk Zwaan, Enza 3001 Cosmopolia kropsla Rijk Zwaan 3101 Gardia, Brighton kropsla Rijk Zwaan, Enza Deze rassen zijn voor de periode waarin de experimenten liepen telkens het standaard ras waarmee telers op dat moment werken. De rassen werden niet speciaal geselecteerd voor randgevoeligheid of tolerantie. Experiment RESULTATEN EXPERIMENT 2901, 3001 EN PSKW Tijdens dit experiment werd de sla op de mobiele goten in compartiment 13 van het PSKW tweemaal per week behandeld met calciumchloride. In compartiment 14 werd de sla enkel met water behandeld. Compartiment 13 en 14 zijn niet fysiek van elkaar gescheiden en het klimaat en de teeltwijze was gelijk in beide compartimenten. Alle kraanvakken werden gelijk behandeld. De sla die bij oogst beoordeeld werd is gedurende de hele teelt, van planting op de goten tot oogst, behandeld. Bij de oogst werden 30 kroppen per afdeling (5 op zes goten, niet aan de rand van de goten) beoordeeld op of er rand aanwezig was of niet. Eventuele goten die droog hadden gestaan werden niet mee beoordeeld. In totaal werden er 14 plantingen in dit experiment opgenomen. Van deze plantingen waren er vier opeenvolgende plantingen waarin er nergens rand werd waargenomen, ook niet in de controle met water. Hierop werd de belichting aangepast (een kortere nacht) in beide compartimenten om het ontstaan van rand te vergemakkelijken. Dit ging beter dan gepland, waardoor twee volgende plantingen volledig aangetast waren door rand. Deze zes plantingen waren niet bruikbaar voor het experiment en werden niet opgenomen in de verwerking van de resultaten. Een overzicht van de plantingen volgt in Tabel 72. Tabel 72. Overzicht van de plantingen gebruikt tijdens experiment Volgnummer Ras Plantdatum Oogstdatum bruikbaarheid 187

206 % kroppen met rand 250 Gardia 24/09/ /10/2012 Bruikbaar 251 Gardia 28/09/2012 7/11/2012 Bruikbaar 252 Brighton 5/10/ /11/2012 Bruikbaar 253 Brighton 13/10/ /11/2012 Geen rand 254 Brighton 23/10/ /11/2012 Geen rand 255 Brighton 30/10/2012 7/12/2012 Geen rand 256 Brighton 7/11/ /12/2012 Geen rand 257 Brighton 14/11/ /12/2012 Bruikbaar 258 Brighton 22/11/ /12/2012 Alles gerand 259 Brighton 29/11/2012 4/01/2013 Alles gerand 260 Brighton 7/12/ /01/2013 Bruikbaar 261 Brighton 14/12/ /01/2013 Bruikbaar 262 Brighton 21/12/ /01/2013 Bruikbaar 263 Brighton 28/12/2012 1/02/2013 Bruikbaar /10/2012 7/11/ /11/ /12/ /01/ /01/ /01/ /01/2013 water CaCl Figuur 146. Percentage gerande kroppen geobserveerd bij oogst tijdens experiment 2901 per oogstdatum. Data van niet bruikbare plantingen, waar alles of juist niets gerand was, worden niet getoond. In de acht plantingen waar niet alles of niets gerand was kan duidelijk gezien worden dat het percentage kroppen met randsymptomen keer op keer lager ligt wanneer deze kroppen behandeld werden met calciumchloride (Figuur 146). Gemiddeld gezien was 52,1% van de kroppen die enkel met water behandeld werden aangetast door rand. Van de kroppen die met calciumchloride werden behandeld was 23,3% aangetast door rand. Een gelijkaardig effect werd waargenomen in rode eikenbladsla die gelijktijdig in enkele goten per afdeling werd geteeld (data niet getoond). Experiment 3001 Tijdens dit experiment werd de sla het zelfde behandeld en beoordeeld als experiment Het enige verschil is dat deze keer compartiment 13 met water werd behandeld, en compartiment 14 met calciumchloride. Vijf teelten werden behandeld vanaf planting op de goten tot oogst. Het ras was elke keer Cosmopolia. 188

207 % kroppen met rand Hoofdstuk 9: Effect van bladbespuitingen met calcium op rand Tabel 73. Overzicht van de plantingen gebruikt tijdens experiment Volgnummer Ras Plantdatum Oogstdatum bruikbaarheid 283 Cosmopolia 17/05/ /06/2013 Bruikbaar 284 Cosmopolia 27/05/ /06/2013 Bruikbaar 285 Cosmopolia 31/05/2013 3/07/2013 Alles gerand 286 Cosmopolia 8/06/2013 9/07/2013 Bruikbaar 287 Cosmopolia 18/06/ /07/2013 Bruikbaar Ook deze keer was er een planting waarbij alle kroppen gerand waren. Deze keer werden er geen verschillen waargenomen tussen de kroppen die behandeld waren met water of met calciumchloride (Figuur 147). Gemiddeld gezien was 67,3 % van de met water behandelde kroppen gerand, en 68,7 % van de met calciumchloride behandelde kroppen /06/ /06/2013 3/07/2013 9/07/ /07/2013 Water CaCl2 Figuur 147. Percentage gerande kroppen geobserveerd bij oogst tijdens experiment 3001 per oogstdatum. Experiment 3101 Tijdens dit experiment werd de sla het zelfde behandeld als experimenten 2901 en Tijdens dit experiment werden er 100 kroppen beoordeeld per behandeling in plaats van 30. Deze keer werd compartiment 13 met water werd behandeld, en compartiment 14 met calciumchloride. Vier teelten werden behandeld vanaf planting op de goten tot oogst. Het ras was bij de eerste planting Gardia en voor de drie volgende plantingen Brighton. Tabel 74. Overzicht van de plantingen gebruikt tijdens experiment Volgnummer Ras Plantdatum Oogstdatum bruikbaarheid 291 Gardia 27/09/2013 7/11/2013 Bruikbaar 292 Brighton 2/10/ /12/2013 Bruikbaar 293 Brighton 10/10/ /11/2013 Bruikbaar 294 Brighton 17/10/2013 5/12/13 Bruikbaar Ook in dit experiment gaan kroppen die behandeld zijn met calciumchloride minder gemakkelijk rand vertonen, maar het verschil is minder duidelijk dan in experiment 2901 en met een P-waarde van 0,

208 % kroppen met rand net niet statistisch relevant. Deze P-waarde werd berekend met een t-test en elke planting werd gezien als een herhaling.. Gemiddeld gezien was 19,25 % van de kroppen die met water behandeld werden aangetast door rand, terwijl maar 8,5 % van de kroppen die behandeld waren met calciumchloride aangetast waren (Figuur 148) /11/ /11/ /11/2013 5/12/2013 Water CaCl2 Figuur 148. Percentage gerande kroppen geobserveerd bij oogst tijdens experiment 3101 per oogstdatum ALGEMENE CONCLUSIES WERKPAKKET 8 Bespuitingen met calciumchloride hebben in experiment 2901 de aantasting door rand gehalveerd. In experiment 3101 werd de hoeveelheid rand ook gehalveerd, maar het verschil was niet statistisch relevant. In experiment 3001, een experiment in de zomer, was er geen effect van de calciumbespuitingen merkbaar. Bespuitingen met calcium lijken een effect te hebben op rand zolang de druk niet heel hoog is, zoals wel het geval was in experiment Ook in experiment 2901 waren er enkele plantingen die volledig aangetast waren wanneer de druk hoog gemaakt werd, ondanks de calciumbespuitingen. Bespuitingen met calciumchloride zijn geen wondermiddel tegen rand, maar kunnen wel als aanvulling dienen bij de juiste preventiestrategie. Een mogelijke verklaring waarom er geen effect was van de behandeling in experiment 3001 is dat de gevoeligheid voor de bespuitingen afhangt van het ras. Het zou ook kunnen dat het gewas te snel opdroogt na behandeling in de zomer. Verder onderzoek is aangewezen. Het is mogelijk dat er betere effecten gezien worden wanneer de calcium aan een hogere dosis wordt aangebracht, maar de proefopstelling in compartiment 13 en 14 is niet geschikt voor een dergelijke proef. 190

209 Hoofdstuk 9: Effect van bladbespuitingen met calcium op rand HOOFDSTUK 10. ONDERZOEK NIET AAN EEN WERKPAKKET GEBONDEN OVERZICHT EXPERIMENTEN Naast alle experimenten gekoppeld aan een werkpakket waren verschillende technische experimenten noodzakelijk om de aangekochte sensoren te kalibreren vooraleer ze ingezet werden in de rassenproeven. De kalibratieresultaten als zodanig worden niet verder in dit verslag vermeld. Op vraag van de leden van de gebruikersgroep werden ook externe stalen geanalyseerd. Deze resultaten worden echter met de nodige vertrouwelijkheid behandeld. Concreet betekent dit dat deze resultaten niet aan derden worden meegedeeld tenzij met uitdrukkelijke toestemming van de aanvrager. De opgedane kennis draagt echter onrechtstreeks bij tot het formuleren en uitvoeren van meer doelgerichte experimenten. Tabel 75 geeft een overzicht. Tabel 75. Overzicht van experimenten niet aan een werkpakket gebonden. Proef ID Omschrijving technisch experiment technisch experiment Verantwoordelijke projectpartner Periode Ugent-PE zomer 2010 Ugent-PE herfst externe stalen Inagro lente technisch experiment Ugent-PE ONTWIKKELING VAN EEN MECHANITISCH MODEL VOOR KROPSLA Het optreden van rand werd in het verleden reeds uitgebreid bestudeerd. Echter, de meeste studies beperkten zich tot de invloed van het klimaat op randvorming en er werd slechts weinig aandacht besteed aan de fysiologische processen. Daarom werd binnen het TIPRELET-project uitgebreid aandacht besteed aan de plantfysiologische respons van sla op het microklimaat en de relatie met het optreden van rand. Hiertoe werden plantsensoren gebruikt om de plantrespons continu te monitoren. Omdat de interpretatie van deze sensordata niet altijd eenvoudig is, is het gebruik van mechanistische modellen cruciaal. Daartoe werd binnen het project een mechanistisch model ontwikkeld dat op basis van microklimaatsdata in staat is om de waterstatus van de plant en de bladdikte te schatten. Hieronder wordt dit model kort beschreven. Het model dat werd ontwikkeld bestaat uit een koppeling van drie submodellen: - transpiratiemodel - groeimodel - flow and storage model voor de schatting van de bladdikte De input voor het model bestaat uit data van het microklimaat: - luchttemperatuur - dampdrukdeficit 191

210 - bladtemperatuur - nettostraling - fotosynthetisch actieve straling Het transpiratiemodel schat de transpiratie (g m -2 h -1 ) op basis van het gemeten microklimaat met behulp van een Penman-Monteith vergelijking voor sla (Pollet et al., 2000). Een simulatie met behulp van dit model wordt weergegeven in Figuur 149. In het flow and storage model voor de schatting van de bladdikte wordt het blad onderverdeeld in twee compartimenten, namelijk het xyleem, waardoorheen de transpiratiestroom vloeit, en het opslagweefsel. Op basis van de transpiratie, gesimuleerd met het transpiratiemodel, kan de xyleem waterpotentiaal berekend worden via het flow-resistance concept (van den Honert, 1948). De totale waterpotentiaal in het opslagweefsel wordt vervolgens berekend als de som van de osmotische en de hydrostatische potentiaal. Een verandering in de waterinhoud van het blad is het gevolg van de uitwisseling tussen het xyleem en het opslagweefsel gedreven door een gradiënt in waterpotentiaal tussen beide compartimenten. De verandering in bladdikte wordt vervolgens berekend uit deze verandering in waterinhoud. Finaal wordt de turgordruk berekend, rekening houdend met elastische en inelastische (groei) eigenschappen (Steppe et al., 2006). Voor een uitgebreide beschrijving alsook een gedetailleerde weergave van de modelvergelijkingen wordt verwezen naar De Swaef et al. (2013). Finaal werd ook een submodel voor de groei van sla geïntegreerd. Dit model schat de fotosynthese en toename in vers- en drooggewicht in functie van de fotosynthetisch actieve straling en de CO 2 concentratie in de kas (Van Henten, 1994). Implementatie, kalibratie en simulatie werden uitgevoerd in PhytoSim (Phyto-IT, Mariakerke, België). Voor de kalibratie werd de simplex methode gebruikt om de som van de kwadratische fouten tussen de gemeten en gesimuleerde waarden te minimaliseren (Nelder & Mead, 1965). Simulatie gebeurde met behulp van een vierde orde Runge-Kutta numerieke integrator met een variabele stapgrootte. 192

211 Hoofdstuk 9: Effect van bladbespuitingen met calcium op rand Figuur 149. Fotosynthetisch actieve straling (PAR; A), luchttemperatuur (T; B), dampdrukdeficit (VPD; C) en gesimuleerde transpiratie (D) van kropsla van 12 februari tot 3 maart 2012 (aangepast van De Swaef et al., 2013). In Figuur 150A worden de gemeten en de gesimuleerde bladdikte vergeleken voor een periode tussen 12 februari en 3 maart. De gebruikte parameterwaarden worden weergegeven in Tabel 76. Het model slaagt er goed in de dagelijkse dynamiek van zwel en krimp te schatten, alsook de groei (verdikking) op lange termijn. Op zonnige dagen blijkt het model echter de krimp te onderschatten, wat duidt op het feit dat de waterpotentiaal meer negatief was dan door het model geschat (Figuur 150B). Hiervoor kunnen drie oorzaken zijn: (1) het onderschatten van de transpiratie, (2) de waterpotentiaal aan de wortelvoedingsoplossing interfase ( root ) was meer negatief in deze periode of (3) de hydraulische weerstand tussen deze interfase en het blad (R x ) was groter op deze dagen. Hierbij wijzen (2) en (3) op een tekort 193

212 aan water voor de plant. Om hier een uitspraak over te kunnen doen, zijn echter onafhankelijke metingen nodig van de bladwaterpotentiaal. In experiment 2803 werden daartoe bijkomende metingen uitgevoerd met de thermokoppel psychrometer (Wescor Inc., Logan, Utah, USA) om een dagpatroon van de totale waterpotentiaal op te meten en de parameter voor de hydraulische weerstand (R x ) beter te schatten (Figuur 151B en Figuur 151D). Het model is ook in staat om de waterpotentiaal in het xyleem (Figuur 150B) alsook de turgordruk (Figuur 150C) in het blad te simuleren. Op deze manier kunnen schokken in de turgordruk gerelateerd worden met het optreden van worteldruk. Figuur 150. Vergelijking tussen de gemeten (grijs) en gesimuleerde (zwart) bladdikte (A); de gesimuleerde totale xyleem waterpotentiaal (B) en de gesimuleerde turgordruk (C) tussen 12 februari en 3 maart Het microklimaat en de geschatte transpiratie uit Figuur 149 werden gebruikt als input data (aangepast van De Swaef et al., 2013). 194

213 Hoofdstuk 9: Effect van bladbespuitingen met calcium op rand Tabel 76. Overzicht van de parameterwaarden gebruikt voor de simulatie in Figuur 150 (De Swaef et al., 2013). Parameter Betekenis Waarde Bron (MPa) Elasticiteitsmodulus 1.99 kalibratie max (MPa -1 h -1 ) Maximale celwandextensibiliteit kalibratie k (h -1 ) Tijdsconstante van de celwandextensibiliteit r (MPa h g -1 ) Laterale hydraulische weerstand tussen xyleem en opslagweefsel root (MPa h g -1 ) Waterpotentiaal aan de wortelvoedingsoplossing interfase kalibratie 0.1 kalibratie kalibratie R x (MPa h m -2 g -1 ) Hydraulische weerstand tussen de wortel-voedingsoplossing interfase en het blad kalibratie (MPa) Grenswaarde voor celwandvorming 0.3 De Swaef & Steppe, 2010 Op bepaalde momenten kon een sterke afwijking tussen de gemeten en gesimuleerde nachtelijke bladdikte worden vastgesteld, waarbij de bladdikte (veel) sterker toenam dan het model suggereerde op basis van het microklimaat en de geschatte transpiratie, zoals in object 8.1 uit experiment 2803 waarin gebroesd en verneveld werd (Figuur 151A). Deze onderschatting van de bladdikte zien we niet terugkeren in object 7.2, waar noch verneveld, noch gebroesd werd. De parameterwaarden gebruikt voor deze simulaties worden weergegeven in Tabel 77. In Figuur 152 kan gezien worden dat het vochtdeficit (VD) beduidend hoger is in afdeling 7.2. In deze figuren duiden de pijlen aan waar het broezen startte en leidde tot een belangrijke daling in het vochtdeficit. In respons hierop zien we een sterke toename in de bladdikte, die niet door het model gesimuleerd wordt in respons op de afname van de transpiratie door het verdere toenemen van de RV. Deze extra toename kan dus vermoedelijk veroorzaakt worden doordat onder de vochtige omstandigheden in object 8.1 worteldruk werd opgebouwd. Dit was niet het geval in object 7.2, waar het vochtdeficit hoger bleef. Het worteldrukmechanisme zit niet in het model ingebouwd. Een afwijking tussen simulatie en meting kan bijgevolg duiden op het optreden van worteldruk. 195

214 Figuur 151. Gemeten (zwart) en gesimuleerde (grijs) bladdikte in object 8.1 tijdens experiment 2803 (A); Gesimuleerde (grijs) en gemeten (zwart) totale xyleem waterpotentiaal in object 8.1 tijdens experiment 2803 (B); Gemeten (zwart) en gesimuleerde (grijs) bladdikte in object 7.2 tijdens experiment 2803 (C); Gesimuleerde (grijs) en gemeten (zwart) totale xyleem waterpotentiaal in object 7.2 tijdens experiment 2803 (D). Tabel 77. Overzicht van de parameterwaarden gebruikt voor de simulaties in Figuur 151. Parameter Object 8.1 Object 7.2 Bron (MPa) kalibratie max (MPa -1 h -1 ) kalibratie k (h -1 ) kalibratie r (MPa h g -1 ) kalibratie root (MPa h g -1 ) kalibratie R x (MPa h m -2 g -1 ) Kalibratie met behulp van data van thermokoppel psychrometer (MPa) De Swaef & Steppe,

215 Hoofdstuk 9: Effect van bladbespuitingen met calcium op rand Figuur 152. Vochtdeficit gemeten boven het gewas in object 8.1 (groen) en object 7.2 (rood). De pijlen duiden aan waar het broezen startte. Conclusies Tijdens het TIPRELET-project werd een mechanistisch model voor sla ontwikkeld, dat groei en transpiratie linkt aan de dagelijkse variaties in bladdikte. Dit model werd op verschillende datasets getest en het bleek onder een brede range van omstandigheden goed te presteren. Het laat toe om een beter inzicht te krijgen in de mechanismen en drijvende processen in de plant en helpt om sensordata correct te interpreteren. Het model laat toe om moeilijk meetbare variabelen (turgordruk, totale waterpotentiaal ) op continue wijze te schatten. Afwijkingen tussen modelsimulatie en meting kunnen wijzen op een mechanisme dat niet is opgenomen in het model en aldus kon worteldruk, die een belangrijke rol speelt in randpreventie, worden gedetecteerd in objecten waar de RV werd verhoogd THERMALE BEELDEN IN HET RANDONDERZOEK Binnen enkele van de uitgevoerde experimenten werd een combinatie van thermale en visuele beelden ingezet om na te gaan of deze innovatieve techniek in staat is om de bladzones te identificeren waar de eerste randsymptomen zich manifesteren. Het gebruik van thermale en visuele beelden werd reeds met succes toegepast om virus- en schimmelaantastingen te detecteren (Chaerle et al., 2007). Daarnaast werd ook het effect van gootverwarming en belichting met SON-T en LED op de planttemperatuur bestudeerd. 197

216 Voor de thermale metingen werd gebruik gemaakt van een thermale camera (FLIR A325 sc, FLIR Systems, Inc., USA). Visuele beelden werden gemaakt met een webcam (Logitech) of een camera (Nikon). Randdetectie en -preventie In Figuur 153 wordt een visueel beeld vergeleken met het overeenkomstig thermale beeld. De zones die door rand werden aangetast kunnen op het thermale beeld duidelijk onderscheiden worden als warmere zones. Op deze manier kan het necrotische weefsel onderscheiden worden van het gezond bladweefsel. Om deze techniek echter te kunnen gebruiken ter preventie van rand, moet een afwijking kunnen worden gedetecteerd vooraleer de zichtbare schade optreedt en het weefsel afsterft. Dit is bijvoorbeeld mogelijk indien de stomata voorafgaand aan de symptoomvorming sluiten, waardoor die zone in het blad minder kan koelen en bijgevolg warmer wordt dan het omliggend gezond weefsel. Het effect van veranderingen in respiratiesnelheid door randaantasting op de bladtemperatuur is eerder klein in vergelijking met het effect van veranderingen in transpiratie door het sluiten van stomata (Jones, 2004), waardoor de invloed hiervan kan worden verwaarloosd. A B Figuur 153. Vergelijking tussen het thermaal (A) en visueel (B) beeld van een kropsla. De witte markeringen duiden zones aangetast door rand aan. In Figuur 154 wordt het verschil in temperatuur weergegeven tussen zones die later in het experiment werden aangetast door rand en zones die vrij van rand bleven. Hieruit kan vooreerst worden vastgesteld dat er veel ruis aanwezig is met heel sterk wisselende temperatuursverschillen tijdens de dagperiode (A). Tijdens de nacht zien we dat de verschillen kleiner worden en nagenoeg afwezig zijn (B). De verschillen in instraling en bladoriëntatie kunnen een verklaring geven voor de sterke schommelingen tijdens de dag, terwijl dit effect in de nacht minder uitgesproken is. Op het eind van de periode zien we tijdens de nacht een indicatie van warmere zones waar later rand optreedt (C). Echter, de grote scatter in de data maakt het moeilijk om hieruit harde conclusies te trekken. In Figuur 155 wordt geïllustreerd hoe verschillen in instraling en bladoriëntatie over een dag leiden tot grote temperatuursverschillen binnen de krop. Dit verschil kan oplopen tot 7 C. Deze temperatuursverschillen worden tevens sterk beïnvloed door het microklimaat waaraan de plant onderhevig is. Dit benadrukt de nood aan geavanceerde beeldverwerking om het gebruik van thermale beelden in randpreventie mogelijk te maken. Verder onderzoek hiernaar is bijgevolg zeker nodig. 198

217 Hoofdstuk 9: Effect van bladbespuitingen met calcium op rand A A A C B B Figuur 154. Vergelijking tussen de temperatuur van de aangetaste en de niet-aangetaste bladzones. Een positief temperatuursverschil duidt op een hogere temperatuur van de door rand aangetaste zones. Figuur 155. Illustratie van tijdsafhankelijke temperatuursverschillen in een krop als gevolg van instraling, richting van de instraling en bladoriëntatie. 199

218 Effect van gootverwarming Binnen experiment 2103B werd met behulp van de thermale camera nagegaan wat het effect was van gootverwarming op de planttemperatuur. De metingen toonden aan dat de verwarmde goten duidelijk konden worden onderscheiden van de normale goten met behulp van een thermale camera. Uit deze metingen bleek dat de planttemperatuur ongeveer 1 C en 1.5 C warmer waren op de verwarmde goten in vergelijking met de normale goten tijdens respectievelijk de nacht (Figuur 156A) en de dag (Figuur 156B). De perspottemperatuur lag daarentegen zo n 3 tot 5 C hoger op de verwarmde goten. A B Figuur 156. Effect van gootverwarming op de planttemperatuur tijdens de nacht (A) en tijdens de dag (B). Effect van belichting met SON-T en LED Binnen experiment 2103B werd ook het effect van belichting met LED of SON-T bestudeerd. Hierin werd met behulp van de thermale camera het effect op planttemperatuur en de homogeniteit van de planttemperatuur nagegaan. Dit wordt weergegeven in Figuur 157. De planten onder SON-T belichting (Figuur 157A) hadden nauwelijks een hogere temperatuur (13.2 C ± 0.4 C) dan planten die groeiden onder LED-belichting (Figuur 157B) (12.9 C ± 0.3 C). Het verschil bleek tevens niet statistisch significant. Uit de beelden kan ook gezien worden dat de opwarming van het gewas niet homogeen is en er warmere en koudere zones terug te vinden zijn. Deze heterogeniteit lijkt sterker aanwezig onder SON-T belichting (de zwarte markering duidt een beduidend warmere zone aan), waar dichter bij de lamp een hogere planttemperatuur kon worden geregistreerd. Ook bij LED-belichting bleek de temperatuur niet homogeen verdeeld, al leek de heterogeniteit iets minder uitgesproken dan bij SON-T belichting. Een mogelijke verklaring voor deze niet-homogene temperatuursverdeling onder de LED belichting was de beschaduwing van het gewas door het zware kader waarin de LEDs werden gemonteerd. 200

219 Hoofdstuk 9: Effect van bladbespuitingen met calcium op rand A B Figuur 157. Thermaal beeld van kropsla groeiend onder SON-T belichting (A) en LED-belichting (B) tijdens experiment 2103B. Conclusies Met behulp van thermale beelden kon het effect van belichting en gootverwarming op de planttemperatuur en de homogeniteit van de planttemperatuur succesvol worden bestudeerd. Necrotische zones in het bladweefsel, aangetast door rand, konden met een thermale camera worden gedetecteerd als warmere zones in het blad, doordat dit weefsel niet langer transpireert. Echter, om thermale beelden in randpreventie te gebruiken is er nood aan geavanceerde beeldverwerking en verder onderzoek. 201