Wat is fotosynthese en hoe werkt het?

Wanneer jij trek hebt, pak je een snack uit de koelkast. Hieruit haalt jouw lichaam de voedingsstoffen die jij nodig hebt om te kunnen functioneren. Maar waar halen planten hun voedingsstoffen vandaan? Dat doen ze op een heel andere manier dan wij: dat maken ze zelf! De manier waarop planten dat doen heeft alles te maken met: fotosynthese.

Betekenis van fotosynthese

Fotosynthese is een proces waarbij zonlicht als energiebron gebruikt wordt om koolstofdioxide (CO2) en water (H2O) om te zetten in glucose en zuurstof. Glucose is een vorm van suiker die planten nodig hebben om te overleven. De plant geeft vervolgens de zuurstof weer af aan de lucht en slaat de energie op in de glucosemoleculen. 

Formule voor fotosynthese

Wanneer we een formule voor fotosynthese zouden schrijven, zou deze er als volgt uitzien:

6CO₂ (koolstofdioxide) + 6H₂O (water) + lichtenergie -> C₆H₁₂O₆ (glucose) + 6O₂ (zuurstof)

Waar vindt fotosynthese plaats?

Het meest belangrijke deel van fotosynthese vindt plaats in de bladgroenkorrels (ook: chloroplasten), waarin energie van de zon wordt opgeslagen. In de bladgroenkorrels zit thylakoïden en hierin bevindt zich het lichtabsorberende pigment: chlorofyl. Tijdens fotosynthese absorbeert chlorofyl blauwe en rode lichtgolven en weerkaatst het groene lichtgolven. Leuk feitje: hierdoor hebben de meeste planten een groene kleur. 

Lichtafhankelijke en lichtonafhankelijke reacties

Fotosynthese is onder te verdelen in twee hoofdfasen:

• De lichtafhankelijke reacties (lichtreactie) neemt het licht dat is geabsorbeerd door de thylakoïden en zet het om in chemische energie in de vorm van de moleculen ATP en NADPH. Deze moleculen worden gebruikt bij het verdere proces in de lichtonafhankelijke reactie.

• Bij de lichtonafhankelijke reactie (donkerreactie) worden, ook bekend als de Calvincyclus, de gevormde ATP- en NADPH-moleculen gebruikt om glucose uit CO₂ en H₂O te vormen. De reactie heeft geen licht nodig, dus kan overdag en ‘s nachts plaatsvinden.  

Beperkende factoren bij fotosynthese

• Lichtspectrum: Hoe fotosynthese zich verhoudt tot de lichtgolflengte kun je zien in figuur 1. Elk pigment heeft zijn eigen optimum-golflengtegebied waarbinnen het optimaal presteert. De curve laat dus zien dat bij een bepaalde golflengte een bepaalde pigmentsoort duidelijk effectiever CO2 fixeren en dus energie leveren. Per plantensoort is deze curve iets anders, maar over het algemeen kunnen we stellen dat veel rood licht en een beetje blauw licht het beste is voor plantengroei. 
  Figuur 1.

• Fotoperiode: De fotoperiode is de lichtduur die een plant nodig heeft om goede groei te krijgen. Ook deze verschilt per plant. Zo kunnen we in de tuinbouw korte- en lange-dag-planten. 

• Lichtintensiteit: De hoeveelheid licht heeft invloed op de fotosynthese. Een hogere lichtintensiteit staat voor een snellere fotosynthese en plantengroei tot een maximum is bereikt: nog meer licht heeft geen verdere invloed op plantengroei en fotosynthese. 

• Temperatuur: Voor optimale fotosynthese is het van belang om te lage én te hoge temperaturen te voorkomen. Over het algemeen werkt fotosynthese beter met een toename van de temperatuur, alleen is daar een keerpunt in (zie figuur 2). Vanaf 25 graden neemt de snelheid van fotosynthese in dit voorbeeld af. Het zorg ervoor dat de bodemtemperatuur zo’n 20 graden Celsius is. Temperatuur is van grote invloed op de groeisnelheid. Als het te warm is (boven de 30 graden Celsius) neemt de fotosynthese af. Als het te koud vertraagt de groei, vruchtvorming en de bloei van de plant
  Figuur 2.

• CO2-concentratie: Een hoge concentratie CO2 in de lucht stimuleert de fotosynthese in een plant. Wel hebben planten de juiste balans in CO2, water en voedingsstoffen nodig om te groeien. 

• Watervoorziening: maximale groei is alleen mogelijk als de wateropname goed gaat. De plant neemt voedingsstoffen immers op via de wortels, in de vorm van vocht. Hoe meer wortels hoe meer voedingsstoffen de plant kan opnemen. Zorg er daarom voor dat de pH-waarde stabiel is, zodat de wortels niet beschadigd raken. Een probleem met de watervoorziening kunt u herkennen aan een hangend kopje.

• Luchtvochtigheid: zowel een te hoge en te lage luchtvochtigheid kan de groei van uw gewas belemmeren. Bij een te hoge luchtvochtigheid kan er minder water door de bladeren verdampen. Hierdoor zal er minder water en voedingsstoffen worden aangevoerd door de wortels. Ook is er een grotere kans op schimmelvorming. Bij een te lage luchtvochtigheid zullen er verbrandingsverschijnselen optreden, met als gevolg bladgroenverlies.

Fotosynthese verbeteren

Telers kunnen fotosynthese optimaliseren door lampen te gebruiken die de juiste PAR-straling met de juiste intensiteit afgeven. Ze moeten hierbij werken met kweeklampen die zijn ontworpen om het juiste kleurenspectrum te produceren. Fotosynthese vindt plaats op een bepaald niveau, vanaf een bepaald punt neemt het af. Extra verlichting hoeft fotosynthese dus niet te stimuleren en kan zelfs een negatief effect hebben op de gezondheid van planten. 

Er zijn nog veel andere factoren om rekening mee te houden bij het kweken onder groeilicht. Naast de intensiteit en kwaliteit van licht moet je de branduren en temperatuur in de kweekruimte in de gaten houden. 

Het is belangrijk om de impact van kweekverlichting op jouw planten te begrijpen en een lichtplan te vormen die bij alle factoren in een kas rekening houdt. Neem gerust contact met ons op om inzicht te krijgen in hoe fotosynthese helpt om jouw planten goed te laten groeien.