Zuiniger met CO2 bij gelijkblijvende of hogere

Zuiniger met CO2
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)
CO2 bijeenkomst glasgroenten
29 oktober 2014
Inhoud
Intro fotosynthese: het belang van CO2
Onderzoek luie bladeren
Discussie
1
Fotosynthese
Twee deelreacties:
Lichtreactie: Energie wordt opgeslagen
Donkerreactie: Energie wordt gebruikt en CO2 vastgelegd.
Lichtreactie
Donkerreactie
-2 -1
Netto fotosynthese ( µmol CO2 m s )
Reactie van fotosynthese op CO2
25
CO2 respons lijkt op
CO 2-gehalte bij buitenlucht
20
lichtrespons!
eerst enorme toename
fotosynthese, daarna afvlakking
15
10
5
0
0
500
1000 1500
CO2 in blad (ppm)
2000
2
Licht- en donkerreactie
PGA
Verhouding rood/groen belangrijk voor productiviteit
Verhouding rood/groen is afhankelijk van:
CO2 concentratie in het blad, bepaald door CO2 concentratie rondom
het blad en de huidmondjes-geleidbaarheid
Carboxylase/oxygenase verhouding Rubisco
Belang CO2
Hoeveel licht mag je verliezen als je daardoor meer CO2
in je kas kan houden?
3
NB Op de CO2 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 CO2 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 CO2 dus beter behouden blijft.
De 3 grafieken zijn geen openbare kennis en worden daarom niet meegestuurd.
-2 -1
Netto fotosynthese ( µmol CO2 m s )
Heeft veel CO2 ook nadelen?
25
CO2 respons lijkt op
CO 2-gehalte bij buitenlucht
20
lichtrespons!
eerst enorme toename
fotosynthese, daarna afvlakking
15
10
Hoog CO2 heeft ook
nadelen:
5
0
• rookgasverontreiniging
• ‘luie bladeren’
0
500
1000 1500
CO2 in blad (ppm)
2000
4
‘FACE’: Free Air CO2 Enrichment
Tarwe, rijst, soja, mais, bomen…..kasgewassen????
Voorbeeld literatuur
lange-termijn effect hoog CO2
Bron: Komatsu et al 2013
5
‘Luie’ bladeren
Luie bladeren
Sluitende huidmondjes (korte termijn)
Minder huidmondjes (lange termijn)?
Verminderde werking sleutelenzym Rubisco
•
•
•
•
Sleutelenzym RUBISCO: CO2-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 CO2 hoog is in de kas misschien geen probleem,
maar als in het voorjaar de ramen open gaan….?
Opzet fundamenteel onderzoek paprika en tomaat
6
Proefopzet
Cabine 6
Cabine 5
Cabine 4
400 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 CO2.
Tegelijkertijd meting van CO2-opname &verdamping en daaruit te
berekenen de fotosynthese en huidmondjes-geleidbaarheid
Meting tomaat en paprika in najaar 2013 en paprika nogmaals voorjaar 2014
7
Paprika, aanpassingen op korte termijn?
Fotosynthese-respons op CO2
28
CO 2-opname (µmol/m2/s)
24
20
16
400 ppm
12
8
1000 ppm
4
0
0
200
400
600
800
1000 1200 1400
CO2 kas (ppm)
Korte termijn: al ontwikkelde bladeren blootgesteld aan hoog of laag CO2
Geen verschil in helling, dus geen verschil Rubisco-capaciteit
Rendement CO2 benutting bij paprika voorjaar:
CO2 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
100
15%
17%
200
47%
48%
300
74%
76%
400
100%
100%
600
126%
133%
700
133%
140%
800
136%
144%
1000
139%
147%
1200
140%
146%
Vrij snel CO2-verzadiging (in tegenstelling tot najaarsmetingen waar
huidmondjes slechts halfopen waren)
Nb op de meetdagen liep in de namiddag ook de Gs omlaag!
8
Paprika: aanpassingen lange termijn van Rubisco?
Lange termijn = bladeren volledig ontwikkeld onder laag of hoog CO2
Fotosynthese-respons op CO2
CO2-opname (µmol/m2/s)
40
36
32
28
24
20
16
12
8
4
0
400 ppm
1000 ppm
0
200
400
600
800
1000 1200 1400
CO2 rondom blad (ppm)
Dus als de ramen open gaan produceren de ‘1000-ppm-bladeren’ minder.
Fors verschil in helling curve (n=13)!
dus aanpassing in Rubisco-capaciteit
capaciteit Rubisco 30% lager bij permanent hoog CO2
Rubisco-capaciteit
Vcmax
Jmax
400 ppm
91.6
179.9
1000 ppm
64.4
169.8
Capaciteit Rubisco 30% lager bij permanent hoog CO2
9
Rendement CO2-benutting paprika.....
CO2 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
100
14%
8%
200
46%
32%
300
74%
53%
400
100%
73%
600
134%
106%
700
141%
118%
800
149%
127%
900
151%
134%
1000
153%
141%
1200
155%
151%
1400
155%
156%
400 ppm-bladeren in voorjaar: 22 tot 28% meer fotosynthese bij een zelfde
CO2 niveau. In het najaar was het effect kleiner (±7%)
Najaarsmetingen tomaat: Geen ‘luie bladeren’
CO2 kas
In ppm
Fotosynthese-respons op CO2
CO2-opname (µmol/m2/s)
24
20
16
12
400 ppm
bladeren
1000 ppm
bladeren
% t.o.v. 400ppm
% t.o.v. 400ppm
100
14%
21%
200
48%
54%
300
77%
79%
400
100%
100%
600
126%
125%
700
130%
129%
800
130%
130%
900
131%
130%
1000
133%
129%
8
400 ppm
1000 ppm
4
0
0
200
400
600
800 1000 1200 1400
CO2 kas (ppm)
Fotosynthese tomaat al bij laag CO2 verzadigd!
Bij tomaat ‘luie bladeren’ ook minder relevant…
10
Samenvattend
Korte termijn aanpassing:
Geen ‘luie bladeren’
Paprika al bij 700 ppm vrijwel CO2 verzadigd!
In de namiddag werd Gs beperkend! Oorzaak nog onbekend
Lange termijn:
Tomaat geen ‘luie bladeren’ (najaar) en al bij 600-700 ppm CO2-verzadigd
Paprika voorjaar 30% lagere Rubisco-capaciteit bij continu hoog CO2
najaar slechts 10% lagere Rubisco-capaciteit. Effect licht?
In wisselcabines ‘luiheid’ niet volledig voorkomen.
De ‘so what’ vraag…
Niveau CO2 verzadiging direct praktisch bruikbaar
Wie meer doseert dan de verzadigende waarden kan direct besparen.
Belang CO2 versus licht in de zomer goed in de gaten houden!
Afstemmen strategie schermen/coaten in voorjaar en zomer: Houd CO2 in kas!
Spectaculair effect ‘luie bladeren’ paprika gemeten. Wat kunnen we
daarmee?
Voorkomt een matigere CO2 concentratie (bijv. 700 pm) ‘luie bladeren’?
Gaat een alternerende CO2 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
Dank voor uw aandacht!
Sander Hogewoning
06 14271525
Sander Pot
06 12885226
Stefan Persoon
06 47366020
[email protected]
www.plantlighting.nl
[email protected]
www.plant-dynamics.nl
[email protected]
12

Download Report