Plantengroei analyse (3) - Groeianalyse

Plantengroei analyse (3) - Groeianalyse
Menachem Dinar, PhD – Paskal Technologies
In deze serie hebben de vorige artikelen een algemene uitleg over het systeem verstrekt en
voorbeelden gegeven van de mogelijkheid om de verschillen in de kas te analyseren, te
vergelijken tussen de verschillende technologieën en proeven uit te voeren.
In dit hoofdstuk wordt de capaciteit van het systeem beschreven om de kweker te helpen,
afhankelijk van de reactie van de plant, zichzelf of de agro-technische activiteiten aan te
passen, rekening houdend met het klimaat en irrigatie. Het systeem kan goed zijn voor de
ervaren kweker, die bekend is met geavanceerde klimaatbeheersing technologieën, en voor
kwekers die van eenvoudige technologieën gebruik maken.
Alle hier gepresenteerde feiten zijn gebaseerd op de nauwe samenwerking tussen kwekers
en proefstations in Israël, Nederland en Canada, die in de afgelopen drie jaar heeft
plaatsgehad.
De onderzoek heeft betrekking op de volgende onderwerpen:
1. Dagelijks gewicht accumulatie
2. Integratie van voorspellingen als onderdeel van agro teelt-technische overwegingen
3. Analyse van de relatie tussen gewicht accumulatie en milieu teelt omstandigheden
3.1 Straling
3.2 Temperatuur
3.3 Irrigatie
3.4 E.C.
1. Dagelijks gewicht accumulatie
Het systeem biedt versgewicht gegevens van een enkele stengel, inclusief de bladeren, de
stengel en de vruchten. De accumulatie van versgewicht is het resultaat van de ontwikkeling
en de groeiprocessen die vóór het meten plaatsvinden. Gelijktijdig worden de klimaat en
irrigatie gegevens via een verbinding met de klimaat computer van de kweker verzameld.
Het dagelijkse gewicht accumulatie proces voor kastomaten kan worden gekenmerkt door 5
groeiperiodes, die beïnvloed worden door verschillende milieu factoren. Het doorgronden
van de milieu factoren maakt een goede technische aanpassing gedurende de dag mogelijk,
zoals gepresenteerd in grafiek nr. 1
Grafiek nr. 1: onderverdeling van de dag in 5 perioden en de belangrijkste factoren die elke
periode beïnvloeden:
De grafiek beschrijft het dagelijkse gewicht accumulatie proces (rode lijn) en de groei per uur
op elk moment (blauwe lijn).
1.
Eerste periode - 's nachts, voor zonsopgang (post na-nacht temperaturen) - de
gewicht accumulatie is vooral afhankelijk van de temperatuur.
2.
Tweede periode - tijdens zonsopgang, de beschikbaarheid van water in de substraat
en de temperatuur zijn direct van invloed op de gewicht accumulatie.
3.
Derde periode - in de ochtend en in de middag is de gewicht accumulatie vooral een
gevolg van de waterhuishouding, die bepaald wordt door zowel de mate van
transpiratie als de opname van water door de plant: klimaat factoren, zoals straling,
temperatuur en vochtigheid (vochtdeficit) zijn de belangrijkste factoren die de mate
van transpiratie beïnvloeden.
4.
Vierde periode - tijdens de middag- en avonduren treedt een versnelde wateropname
op, waarin de plant een grote hoeveelheid water absorbeert (opladen). Dit proces
wordt veroorzaakt door mogelijke water verschillen tussen de plantenwortels en de
substraat. In dit geval wordt de plant vooral beïnvloed door de hoeveelheid
beschikbaar water in de ondergrond en de elektrische geleidbaarheid van het water.
(Ec)
5.
Vijfde periode - de periode van de voor nacht wordt vooral beïnvloed door de
temperatuur.
2. Integratie van voorspellingen bij agro teelt-technische overwegingen
Het beheer van de groeiprocessen is ook gebaseerd op processen die gedurende de vorige
dag plaatsvonden, vooral in combinatie met de voorspelling van straling en temperatuur.
De combinatie van de informatie, afkomstig van de plantengroei metingen, klimaat gegevens
van de vorige dag en de klimaat verwachting voor de volgende dag, geeft de kweker de
mogelijkheid de teelt-technische activiteiten te optimaliseren.
Bijvoorbeeld: de hoge straling van de vorige dag, samen met een verwachting van hoge
straling de volgende dag, maakt een stijging van de temperatuur gedurende de nacht en de
volgende dag mogelijk (tabelnr. 1).
Het volgende voorbeeld illustreert de veranderingen welke de kweker overdag kan maken
als gevolg van de condities van de vorige dag. Het is mogelijk de temperatuur te verhogen
indien het stralingsniveau de vorige dag hoog was en een hoge straling verwacht wordt.
Tabelnr. 1 - Combinatie van metingen op vorige dag en weersvoorspelling.
3. Analyse van de groei van planten en milieu teelt-technische
omstandigheden is voor de kweker een efficiënte methode om een
snelle verbetering in de groeisnelheid te realiseren
Het systeem maakt een snelle evaluatie van de relatie tussen de klimaat omstandigheden
en het groeiproces mogelijk. De evaluatie is gebaseerd op de dagelijkse groei en op een
vergelijking tussen de groeisnelheid op verschillende dagen. Het systeem ontvangt alle
klimaat gegevens van de computer van de kweker en verstrekt groeiprestatie gegevens.
3.1: De parameter die vooral van invloed is op de groeisnelheid is straling.
Grafiek nr. 2: De Groeisnelheid is recht evenredig met de Straling:
Straling heeft een directe en een indirecte invloed op de versgewicht accumulatie.
De directe invloed op de groeisnelheid wordt uitgedrukt door fotosynthese processen, die
bepalen hoeveel assimilaten later naar de verschillende plantenorganen worden
getransporteerd. Deze processen worden gevolgd door de opname en transport van water
en mineralen, welke het definitieve versgewicht en de commerciële opbrengst van de plant
bepalen.
Het indirecte effect van straling op de versgewicht accumulatie is vooral een gevolg van het
effect op de transpiratie: er is een lineaire correlatie tussen transpiratie en straling.
De pool van assimilaten, die door de fotosynthese processen is gecreëerd, heeft een effect
op de dagelijkse groei en het effect op de groei zet zich de volgende dag door.
Bijvoorbeeld: een lage straling op een bepaalde dag gaat niet noodzakelijkerwijs gepaard
met een laag gewicht accumulatie op die dag, indien de straling de vorige dag hoog was en
de gevormde pool van assimilaten voldoende was om groei op de volgende dag
waarborgen.
De onderstaande grafiek (3) illustreert het lange-termijn effect van straling. De plantengroei
werd niet beïnvloed door een enkele dag met lage straling, omdat de pool van assimilaten
van de vorige dag aan de groei de volgende dag bijdraagt, "a".
Grafiek nr. 3: Groeisnelheid op dagen met straling fluctuaties
b: Hoge straling gaat gepaard met
negatieve waterbalans en lage
groeisnelheid
‫בגדילה בגדילה טובה‬
a: lage straling gaat gepaard met
een goede groei
‫בגדילה בגדילה טובה‬
Hoge straling gaat soms gepaard met een aanzienlijke daling van de accumulatie van het
gewicht gedurende de dag (zie grafiek 3 b). Dit heeft te maken met het effect van de straling
op de waterbalans: de opnamesnelheid van het water door de plant is lager is dan de
transpiratie. Meestal herstelt de plant zich na deze periode, maar soms wordt werkelijke
schade aan het groeiproces toegebracht.
Dit fenomeen kan worden voorkomen of verminderd door het beïnvloeden van de factoren
die de waterhuishouding beïnvloeden, zoals irrigatie, zonwering of het verminderen van het
vochtdeficit door het toevoegen van mist of druppels met sprinklers.
3.2 Het blijkt dat temperatuur een belangrijke klimaatfactor is, die door kwekers gebruikt
kan worden om de groeiprocessen te beheren of de vegetatieve/generatieve verhouding aan
te passen. In het huidige werk werd uitgebreide informatie verzameld met betrekking tot het
effect van de temperatuur op de groei van planten.
Momenteel kan een kweker pas na enkele dagen feedback ontvangen over het effect van de
temperatuur op de groeiresultaten. Door het gebruik van het groeianalyse systeem kunnen
de veranderingen in temperatuur bijna on-line worden gevolgd.
De volgende grafiek (4) beschrijft het effect van de dag en de nacht temperatuur regimes op
de groei in de nacht en in de ochtend. In deze twee gevallen werd de verhoging van de
temperatuur begeleid door een verbetering van de groei.
Grafiek nr. 4: Het effect van de temperatuur overdag en 's nachts op de groeisnelheid. In
twee gevallen was de groeisnelheid voor hoge temperaturen hoger, vergeleken met de
dagen met lage temperaturen.
Temperatuur effect 's nachts
Temperatuur effect overdag
3.3 Irrigatie: Irrigatie is zeker een van de meest relevante factoren die het groeiproces
beïnvloeden.
Het systeem maakt het mogelijk om zeer snel en nauwkeurig het effect van de irrigatie
timing, de drainage snelheid en het Ec niveau in de omgeving van de wortels, op de
groeisnelheid te volgen.
De eerste irrigatie van de dag of nacht irrigatie, beïnvloedt de groei in de ochtend evenals de
groei in de latere uren. In sommige gevallen werd bevonden, dat irrigatie in de late ochtend
de groei overdag vertraagt, waarschijnlijk als gevolg van de beschikbaarheid van water.
Natuurlijk zijn kwekers bezorgd te vroeg te irrigeren door verwachte problemen zoals
Botrytis, enz. en dit moet in aanmerking worden genomen.
Grafiek nr. 5 beschrijft de afhankelijkheid tussen het watergehalte in de substraat in de
ochtend wanneer de irrigatie begint, en de groeisnelheid in de ochtend en late uren. Slechte
beschikbaarheid van water ging gepaard met een vertraging in de groei overdag.
Het lijkt erop dat irrigatiebeheer nog verder onderzoek nodig heeft. De reactie van de plant
op veranderingen in het beschikbare watergehalte moet nog goed bestudeerd worden. Het
groei analysesysteem kan hierbij zeer behulpzaam zijn.
Grafiek nr. 5: Relatie tussen het niveau van het Watergehalte (blauw) en de Groeisnelheid
(rood) Een laag watergehalte niveau in de ochtenduren wordt begeleid door een vertraging
van de groei gedurende de dag.
3.4 Elektrische geleidbaarheid (Ec): Het effect van de elektrische geleidbaarheid (Ec) in de
omgeving van de wortels op de groei is uitermate significant. De bemesting formules, de
waterkwaliteit en de strategie van de kweker bepalen het Ec niveau in de groei van het
substraat. De wateropname kan door de plant worden beïnvloed door een combinatie van
vele factoren, waaronder het Ec niveau in het substraat. Een hoog Ec niveau bij de wortels
kan de wateropname te verminderen.
Zoals eerder vermeld (artikel nr. 1), wordt de groeiperiode in de middag en in de avonduren
gekenmerkt door wateropname en snelle groei. Het watergehalte in het substraat is de enige
waterbron, aangezien er tijdens deze uren niet wordt geïrrigeerd. Gewoonlijk is er in deze
periode een toename van het Ec niveau omdat de plant meer water dan mineralen opneemt.
Het handhaven in deze fase van een laag Ec niveau zal bijdragen aan de opname van water
en aan hogere groeiniveaus. (Grafiek 7).
Grafiek 7: Ec niveau in de groei ondergrond