Het gewas centraal

11/14/2008
Aanleiding
Het gewas centraal
Ep Heuvelink & Leo Marcelis
Wageningen UR: ! Leerstoelgroep Tuinbouwketens
! WUR Glastuinbouw
Met medewerking van: Menno Bakker, Benno Burema, Anja Dieleman,
Tom Dueck, Frank Maas, Nieves Garcia, Filip van Noort
Energiebesparing
Nieuwe teeltsystemen bijv. (semi) gesloten telen
Productieverhoging
Kwaliteitsverbetering
Centrale vraag is steeds: hoe reageert het gewas en wat
betekent dit voor de fysiologie van de plant
Balans assimilatenaanmaak en gebruik (vraag)
Wat komt er aan de orde?
Balans tussen aanmaak en gebruik van assimilaten
Aanmaak
Ademhaling
Fotosynthese
• lichtonderschepping
• fotosynthese
Assimilaten
Gebruik: de vraag naar assimilaten ! sinksterkte
Orgaanaanleg, knopuitloop en abortie
Conclusies
gewichtstoename
[Licht en CO2]
Langzaam,
zware organen
Snel klaar, kleine
organen
Temperatuur,
Sinks
Effect van licht en temperatuur op diameter Gerberabloem
Bloemdiameter
(cm)
Bloemdiameter
Balans tussen aanmaak en gebruik is essentieel
Licht, CO2,
temperatuur, RV
Groei
125 µmol m!2 s!1 > 10.000 lux
63 µmol m!2 s!1
12
hoog licht
laag licht
11
10
laag
gemiddeld
hoog
Temperatuur
ontwikkeling [Temperatuur]
Bron: F. van Noort
1
11/14/2008
De stappen om tot gewasproductie te komen
De stappen om tot gewasproductie te komen
Bladoppervlakte-index
Bladoppervlakte-index
Lichtonderschepping
Lichtonderschepping
Aanmaak
Assimilaten
Fotosynthese
Ademhaling
Fotosynthese
Drooggewichtstoename (groei)
Ademhaling
Drooggewichtstoename (groei)
Wortel Stengel Blad Bloemen/Vruchten
Wortel Stengel Blad Bloemen/Vruchten
Gebruik assimilaten
Ontwikkeling van bladoppervlak
Vooral toename met de temperatuur
[voorbeeld paprika]
In mindere mate speelt ook licht en CO2 een rol
(bijv. bij komkommer)
Van groot belang is de bladdikte: als dunner blad, dan snellere
groei van jonge planten
Groeisnelheid jonge planten
__________________________________________________________________________
Relatieve
Groeisnelheid
(g per g per dag)
“Fotosynthese”
(mg per cm2 per dag)
‘Bladdikte’
(mg/cm2)
__________________________________________________________________________
Anjer
0.04
0.42
10.8
Tomaat
0.21
0.39
2.0
__________________________________________________________________________
Dikker blad is de reden dat jonge anjerplanten veel langzamer
groeien dan jonge tomatenplanten
Bron: G.T. Bruggink
Aanpassing aan lichtintensiteit
zonneblad
Bladoppervlakte!index (LAI) hangt af van:
Plant! of stengeldichtheid
↓
Aantal bladeren per stengel
↓
Bladgrootte
(bladplukken: jong en/of oud blad)
(cultivar effect, concurrentie)
schaduwblad
2
11/14/2008
De stappen om tot gewasproductie te komen
Zorg voor een LAI van circa 3, anders
geen optimale fotosynthese
metingen op komkommerbedrijven
Lichtonderschepping
Ademhaling
Fotosynthese
Drooggewichtstoename (groei)
Wortel Stengel Blad Bloemen/Vruchten
Lichtonderschepping (%)
Bladoppervlakte-index
100
75
50
25
0
0
1
2
3
4
LAI
Effect van bladplukken bij paprika op fotosynthese en
verdamping
Bladoppervlakte!index in de teelt
Chrysant
zomer
Bladoppervlakte-index
8
100%
80%
6
Paprika
winter
fotosynthese
verdamping
60%
40%
4
20%
2
0%
0%
0
0
50
100
150
200
250
300
350
Dagen na planten
20% 40% 63% 88%
percentage geplukt blad
Bladplukken in augustus tot zelfs 63%: geen effect op
fotosynthese, wel minder verdamping energiebesparing!
Bron: J.H. Lee (chrysant)
Bron: T. Rijsdijk (paprika)
De stappen om tot gewasproductie te komen
Fotosynthese
Bladoppervlakte-index
Lichtonderschepping
Fotosynthese
Ademhaling
Drooggewichtstoename (groei)
Wortel Stengel Blad Bloemen/Vruchten
Licht levert de energie voor de plant om uit
kooldioxide (CO2) en water (H2O) suikers te maken
3
11/14/2008
Interactie licht en CO2
-2
Netto bladfotosynthese
-1
Photosynthesis (µmol CO2 m s )
Aanpassing aan lichtintensiteit
zonnebladeren
schaduwbladeren
licht
30
2000 umol m-2 s-1
1000 umol m-2 s-1
20
500 umol m-2 s-1
250 umol m-2 s-1
100 umol m-2 s-1
10
0
300
500
700
900
CO2 (ppm)
Bron: J. A. Dieleman
Huidmondjes
Transport van CO2 vanuit de kaslucht het blad in
CO2 kaslucht
Dunne laag lucht = grenslaag
Huidmondje
Licht heeft meeste invloed: gaan open o.i.v. licht
Sluiten door hoog vochtdeficiet
Sluiten door hoog CO2
Waterdamp
CO2
Grenslaag
Sluiten door lage en
hoge temperaturen
Dwarsdoorsnede blad
Als blad max fotosynthese bij 500
µmol/m2/s
(100W/m2)
dan gewas pas
bij 1000 µmol/m2/s (200 W/m2)
Fotosynthese
2
(µ
µ mol / m vloer / s)
gewas
40
2
Fotosynthese
(µ mol / m blad / s)
blad
20
lai
lai
lai
lai
lai
40
6
3
2
1
0.5
20
0
0
0
400
800
1200
PAR (µ
µ mol m s )
-2
-1
0
400
800
1200
µmol m s )
PAR (µ
-2
Totaal
drooggewicht
) -2)
Total
dry weight(g(mg2m
Is er invloed van de vraag naar assimilaten op de aanmaak ervan?
Fotosynthese blad is niet gelijk aan gewas
1.2
3 vruchten per tros
7 vruchten per tros
0.8
0.4
0.0
60
100
140
180
Dag inDay
het of
jaaryear
-1
Nee, alleen in zeer extreme gevallen (bijv. alle vruchten eraf)
4
11/14/2008
Diffuus licht – beter benutten van natuurlijk licht
Experiment in Bleiswijk 2008
Winter: 80% diffuus licht
Zomer: 60% diffuus licht
Voordelen:
Gelijkmatig licht (geen slagschaduw)
Beter lichtdoordringing in het gewas
Minder kans op lichtverzadiging
Milder micro!klimaat
Controle
Haze
Model : 6% productieverhoging in voorjaarsteelt
komkommer bij volledig diffuus licht
25
15
5
-5
0
400
800
Licht op blad (µmol PAR/m2/s)
Licht op blad (µ
µmol PAR
1200
m2
d1)
0%
30%
70%
83%
80%
Diffuus licht: 9% hogere komkommerproductie
(gepland in maart)
Onder in gewas
75
+9.2%
35
25
diffuus
15
5
normaal
-5
0
400
800
1200
blad (µmol PAR/m2/s)
LichtLicht
opop blad
(µ
µmol PAR m2 d1)
Hoog diffuus
Transmissie 83%
!2)
Productie
(kg m(kg/m2)
Cumulatief productie
Boven in gewas
Netto fotosynthese,(µ
(µmol/m2/s)
Netto fotosynthese
µ
mol m2 s1)
Netto fotosynthese, (µmol/m2/s) 2 1
Netto fotosynthese
(µ
µ mol m s )
Fotosynthesecapaciteit (normaal en diffuus glas)
35
Laag diffuus
+6.5%
50
25
Hoog diffuus
Laag diffuus
Controle
0
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Weeks
Weken
Bron: T. Dueck
Bladoppervlakte-index
Lichtonderschepping
Fotosynthese
Ademhaling
Drooggewichtstoename (groei)
Wortel Stengel Blad Bloemen/Vruchten
Bruto! en netto fotosynthese
CO2flux (g CO2 m2 d1)
De stappen om tot gewasproductie te komen
Bron: T. Dueck
100
Bruto
80
Netto
60
40
Ademhaling
20
0
5
15
25
35
Temperature (oC)
Ademhaling neemt sterk toe met temperatuur
5
11/14/2008
Verdeling van de assimilaten: wat speelt een rol?
Assimilatenverdeling
• Aanmaak (hoeveel is er te verdelen?)
= verdeling van de groei over de verschillende
organen aan de plant
(wortels, bladeren, stengels, bloemen/vruchten)
• Transportafstand
• Niet constant
• Sinks (groeiende organen)
• Belangrijk voor de opbrengst
• Balans vegetatief/generatief
Aantal vruchten
Fractie naar de vruchten
Effect van aanmaak op verdeling assimilaten
in komkommer (lange termijn: 60 dagen)
Fractie naar de vruchten
Groeisnelheid ( g per dag)
Effect van aanmaak op verdeling assimilaten
in komkommer (korte termijn: 4 dagen)
Lichtniveau (%)
Lichtniveau (%)
Illustratie: Wilma Slegers
Sinksterkte = vraag naar assimilaten
Suikertransport in de plant
BLAD
fi = Si / ΣSS
Sink strength
(g/day)
Sinksterkte
(g per
dag)
Sink strength
of aeen
fruit vrucht
Sinksterkte
van
Days
after
Dagen
naanthesis
bloei
fi = fractie assimilaten toebedeeld aan orgaan i
Si = sinksterkte van orgaan i (vraag naar assimilaten)
ΣSS = totale sinksterkte van alle organen
VRUCHT
6
11/14/2008
Grote invloed van aantal vruchten op de
assimilatenverdeling
komkommervruchten
300
30°C
25°C
200
20°C
17.5
100
0
0
100
200
300
400
Temperatuursom na bloei (°C d)
Fraction
fruits
Fractie
naar detovruchten
Groeisnelheid
(g d-1)
Sinksterkte
(g per dag)
Sinksterkte neemt toe met de orgaantemperatuur
0.6
0.4
0.2
0.0
0
1
2
3
4
5
6
7
Number
of fruits
truss
Aantal
vruchten
perper
tros
Tomaten aan één stengel (∆,) of twee stengels (,)
Drooggewicht
D ry w e ig h t (g)
(g )
Transport path
Heeft afstand invloed op de
verdeling tussen vegetatieve en
generatieve groei ?
750
plant
500
250
fruit
vruchten
0
60
100
140
of year
DagDay
in het
jaar
Geen effect van transportafstand op de
assimilatenverdeling
Ook bij rozen wordt momenteel aanname van één
assimilatenpool onderzocht: afgedekt bladpakket
Sturen assimilatenverdeling: jong blad plukken
Groter deel van de suikers gaat naar de vruchten
(vrucht : blad verhouding is hoger)
Maar:
Minder bladoppervlak (LAI) en daarom misschien
minder groei en opbrengst
7
11/14/2008
Vruchten krijgen :
3
3
_____________ = 0.5
__________ = 0.6
(3+1+1)
(3+1+1+1)
Cumulatief vrucht! en totaalgewicht,
fractie naar de vruchten en gemiddelde LAI
Behandeling = plukken van jonge blaadjes
___________________________________________________
Behandeling
Plaatje concurrentievoordeel (mijn artikel Onder Glas)
DWvruchten DWtotaal
Fvruchten
LAIav
(kg m!2) (kg m!2)
(m2 m!2)
___________________________________________________
Controle
2.93
4.26
0.69
2.48
1 van de 6
2.90
4.08
0.71
2.06
1 van de 3
2.79
3.79
0.74
1.63
________________________________________________
Oud blad wekelijks geplukt tot net boven de rijpende tros
Tomaat geteeld vanaf 1 december tot 26 november
Gele getallen = ‘vraag naar assimilaten’
Cumulatief vrucht! en totaalgewicht,
fractie naar de vruchten en gemiddelde LAI
Blad plukken bij Anthurium
Behandeling = plukken van jonge blaadjes
Altijd 3 volgroeide bladeren per plant
___________________________________________________
Behandeling
DWvruchten DWtotaal
Fvruchten
LAIav
(kg m!2) (kg m!2)
(m2 m!2)
___________________________________________________
Controle
2.92
4.25
0.69
2.41
1 van de 6
3.01
4.24
0.71
2.38
1 van de 3
3.11
4.22
0.74
2.33
________________________________________________
_______________________________
Behandeling
Cyclus!
Bloem!
bladsnoei
duur
gewicht (g)
_______________________________
Oud blad
62.4
29.1
Jong blad
58.0
29.5
__________________________
Oud blad per 3 geplukt elke keer zodra LAI>3
Tomaat geteeld vanaf 1 december tot 26 november
Bron: N. Garcia
Aantal
bloemen
per(plant
plant-1)
Number
of flowers
Meer organen als er meer assimilaten beschikbaar zijn:
Aantal bloemen per plant (incl. bloemknoppen) bij snijchrysant
Onregelmatige vruchtzetting paprika
35
30
25
Lange dag:
2 weken
1 week
0 weken
20
15
10
5
Tweede zetsel
Lege oksels
0
32
48
64
80
-2
Plant density (planten
(plants mper
)
Plantdichtheid
m2)
Bron: S. Carvalho
Eerste zetsel
[
[
[
Plant
ResearchInternational
International
Plant Research
8
11/14/2008
Invloed van plantafstand op de rij op gemiddeld vruchtzettings!
percentage voor paprika geteeld van januari tot juli
Vruchtzetting better (minder abortie) bij hogere
verhouding tussen aanbod en vraag naar assimilaten
Vruchtzetting
(%)
16
20
32
0.27
0.40
0.80
100
50% leaves
Abortion
(%)
(Abortie (%)
Afstand op de rij
(m)
80
100% leaves
60
40
20
Conclusie: Meer assimilaten (meer licht, ruimere
plantafstand, meer blad) geeft betere vruchtzetting
0
00
2
4
6
0.33
0.66
1
Vegetative
growth
(g
/
d)
(Assimilaten Aanbod/Vraag)
Plant
ResearchInternational
International
Plant Research
Plant
ResearchInternational
International
Plant Research
Roos: Groeiende scheuten remmen de uitloop van okselknoppen
Aantal uitlopende okselknoppen na oogst van een bloemtak
100
Aantal knoppen dat
uitloopt
Scheuten met bloem (%)
Roos: meer licht → minder loze scheuten
(minder bloemabortie)
80
60
40
20
0
3
2
1
0
0
0
100
200
300
1
2
3
4
Aantal groeiende scheuten
2 ss-1)
1)
PARlicht
licht (µ
(umol
m-2
PAR
µmol m
Bron: F. Maas
Bron: B. Burema
Conclusies
Totale groei bepaald door fotosynthese en lichtonderschepping (bladoppervlak)
Balans nodig tussen vegetatief/generatief voor maximale productie en kwaliteit
Homogenere lichtverdeling hogere productie
Bladoppervlak: • in jong gewas snel opbouwen
• later vaak te veel blad (jammer van de assimilaten,
Bedankt voor uw aandacht
© Wageningen UR
extra verdamping en energiegebruik)
Abortie organen neemt toe als verhouding aanbod/vraag assimilaten afneemt
9
11/14/2008
Afsplitsingssnelheid van Hibiscus bladeren
2 rassen
600
400
Bladeren per dag
Totaal drooggewicht (g m-2)
Lichtbenuttingsefficientie (LUE, g MJ1) in de winter: 3
plantdichtheden en of + assimilatiebelichting bij snijchrysant
LUE = 5.0
200
Controle
Ass. belicht
0
0
50
100
150
Gemiddelde temperatuur
Opgevangen licht (MJ m-2)
Karlsson e.a., 1990
Bladoppervlak
stengel)
Leaf area (m
(m22 per shoot)
Bladoppervlak paprika neemt lineair toe met temperatuursom
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
0
500
1000
1500
2000
2500
Temperature sum (°C d)
Temperatuursom
Symbolen staan voor
diverse proeven
10