Inhoud. Zuiniger met CO 2 bij gelijkblijvende of hogere productie? Intro fotosynthese: het belang van CO 2 Onderzoek luie bladeren Discussie

Transcriptie

1 Zuiniger met CO 2 bij gelijkblijvende of hogere productie? Sander Hogewoning (Plant Lighting BV) i.s.m. Govert Trouwborst (Plant Lighting BV) Sander Pot (Plant Dynamics BV) Stefan Persoon (Inno Agro BV) Ary de Jong, Jeroen Sanders en collega s (Demokwekerij Westland) CO 2 bijeenkomst glasgroenten 29 oktober 2014 Inhoud Intro fotosynthese: het belang van CO 2 Onderzoek luie bladeren Discussie 1

2 Fotosynthese Twee deelreacties: Lichtreactie: Energie wordt opgeslagen Donkerreactie: Energie wordt gebruikt en CO 2 vastgelegd. Lichtreactie Donkerreactie Reactie van fotosynthese op CO 2 Netto fotosynthese ( µmol CO2 m -2 s -1 ) CO2-gehalte bij buitenlucht CO 2 in blad (ppm) CO 2 respons lijkt op lichtrespons! eerst enorme toename fotosynthese, daarna afvlakking 2

3 Licht- en donkerreactie PGA Verhouding rood/groen belangrijk voor productiviteit Verhouding rood/groen is afhankelijk van: CO 2 concentratie in het blad, bepaald door CO 2 concentratie rondom het blad en de huidmondjes-geleidbaarheid Carboxylase/oxygenase verhouding Rubisco Belang CO 2 Hoeveel licht mag je verliezen als je daardoor meer CO 2 in je kas kan houden? 3

4 NB Op de CO 2 middag werden hier 3 grafieken besproken. Die grafieken maakten inzichtelijk dat bij veel instraling veel meer te winnen valt met het behouden van iets meer CO 2 in de kas, dan dat aan productie verloren wordt door een flinke hoeveelheid licht te verliezen. Telers doen er dus goed aan hier rekening mee te houden in voorjaar en zomer met schermen/ coaten/ bevochtigen kasdek, waardoor de kastemperatuur onder controle blijft, ramen verder dicht kunnen, en CO 2 dus beter behouden blijft. De 3 grafieken zijn geen openbare kennis en worden daarom niet meegestuurd. Heeft veel CO 2 ook nadelen? Netto fotosynthese ( µmol CO2 m -2 s -1 ) CO2-gehalte bij buitenlucht CO 2 in blad (ppm) CO 2 respons lijkt op lichtrespons! eerst enorme toename fotosynthese, daarna afvlakking Hoog CO 2 heeft ook nadelen: rookgasverontreiniging luie bladeren 4

5 FACE : Free Air CO 2 Enrichment Tarwe, rijst, soja, mais, bomen..kasgewassen???? Voorbeeld literatuur lange-termijn effect hoog CO 2 Bron: Komatsu et al

6 Luie bladeren Luie bladeren Sluitende huidmondjes (korte termijn) Minder huidmondjes (lange termijn)? Verminderde werking sleutelenzym Rubisco Sleutelenzym RUBISCO: CO 2 -binder 25-50% van alle oplosbare eiwitten in bladeren=rubisco Productie Rubisco op aarde geschat op 1000 kg/ seconde!! Wereldwijde zoektocht naar efficiënter Rubisco gaande Zolang CO 2 hoog is in de kas misschien geen probleem, maar als in het voorjaar de ramen open gaan.? Opzet fundamenteel onderzoek paprika en tomaat 6

7 Proefopzet Cabine 6 Cabine 5 Cabine ppm CO2 continu RV continu hoog 1000 ppm s ochtends s middag 400 ppm RV continu hoog 1000 ppm CO2 continu RV continu hoog 1000 ppm CO2 continu en hoge RV s middag 400 ppm en lage RV 1000 ppm CO2 continu RV continu hoog 400 ppm CO2 continu RV continu hoog Cabine 1 Cabine 2 Cabine 3 Twee meetmomenten: Korte acclimatietijd: (400 en 1000 ppm continu) Rubisco-aanpassing? Bladeren anatomisch gevormd bij plantenkweker dus zelfde bij alle behandelingen Lange acclimatietijd: (alle behandelingen) Rubisco-aanpassing? Bladeren anatomisch gevormd bij verschillend CO 2. Tegelijkertijd meting van CO 2 -opname &verdamping en daaruit te berekenen de fotosynthese en huidmondjes-geleidbaarheid Meting tomaat en paprika in najaar 2013 en paprika nogmaals voorjaar

8 Paprika, aanpassingen op korte termijn? CO 2 -opname (µmol/m 2 /s) Fotosynthese-respons op CO ppm 1000 ppm CO 2 kas (ppm) Korte termijn: al ontwikkelde bladeren blootgesteld aan hoog of laag CO 2 Geen verschil in helling, dus geen verschil Rubisco-capaciteit Rendement CO 2 benutting bij paprika voorjaar: CO 2 kas In ppm 400 ppm bladeren % t.o.v. 400ppm bij 400 ppm blad 1000 ppm bladeren % t.o.v. 400ppm bij 400 ppm blad % 17% % 48% % 76% % 100% % 133% % 140% % 144% % 147% % 146% Vrij snel CO 2 -verzadiging (in tegenstelling tot najaarsmetingen waar huidmondjes slechts halfopen waren) Nb op de meetdagen liep in de namiddag ook de Gs omlaag! 8

9 Paprika: aanpassingen lange termijn van Rubisco? Lange termijn = bladeren volledig ontwikkeld onder laag of hoog CO 2 CO 2 -opname (µmol/m 2 /s) Fotosynthese-respons op CO 2 Dus als de ramen open gaan produceren de 1000-ppm-bladeren minder. Fors verschil in helling curve (n=13)! dus aanpassing in Rubisco-capaciteit 400 ppm 1000 ppm CO 2 rondom blad (ppm) capaciteit Rubisco 30% lager bij permanent hoog CO 2 Rubisco-capaciteit Vcmax Jmax 400 ppm ppm Capaciteit Rubisco 30% lager bij permanent hoog CO 2 9

10 Rendement CO 2 -benutting paprika... CO 2 kas In ppm 400 ppm bladeren % t.o.v. 400ppm bij 400 ppm blad 1000 ppm bladeren % t.o.v. 400ppm bij 400 ppm blad % 8% % 32% % 53% % 73% % 106% % 118% % 127% % 134% % 141% % 151% % 156% 400 ppm-bladeren in voorjaar: 22 tot 28% meer fotosynthese bij een zelfde CO 2 niveau. In het najaar was het effect kleiner (±7%) Najaarsmetingen tomaat: Geen luie bladeren CO 2 kas In ppm 400 ppm bladeren 1000 ppm bladeren CO 2 -opname (µmol/m 2 /s) Fotosynthese-respons op CO ppm ppm CO 2 kas (ppm) % t.o.v. 400ppm % t.o.v. 400ppm % 21% % 54% % 79% % 100% % 125% % 129% % 130% % 130% % 129% Fotosynthese tomaat al bij laag CO 2 verzadigd! Bij tomaat luie bladeren ook minder relevant 10

11 Samenvattend Korte termijn aanpassing: Geen luie bladeren Paprika al bij 700 ppm vrijwel CO 2 verzadigd! In de namiddag werd Gs beperkend! Oorzaak nog onbekend Lange termijn: Tomaat geen luie bladeren (najaar) en al bij ppm CO 2 -verzadigd Paprika voorjaar 30% lagere Rubisco-capaciteit bij continu hoog CO 2 najaar slechts 10% lagere Rubisco-capaciteit. Effect licht? In wisselcabines luiheid niet volledig voorkomen. De so what vraag Niveau CO 2 verzadiging direct praktisch bruikbaar Wie meer doseert dan de verzadigende waarden kan direct besparen. Belang CO 2 versus licht in de zomer goed in de gaten houden! Afstemmen strategie schermen/coaten in voorjaar en zomer: Houd CO 2 in kas! Spectaculair effect luie bladeren paprika gemeten. Wat kunnen we daarmee? Voorkomt een matigere CO 2 concentratie (bijv. 700 pm) luie bladeren? Gaat een alternerende CO 2 concentratie het optreden van luie bladeren tegen? onderzoek wisselcabines duidt erop dat dit ten dele kan. Kunnen luie bladeren weer actief worden? Zo ja, hoe snel gaat dat dan? 11

12 Dank voor uw aandacht! Sander Hogewoning Sander Pot Stefan Persoon