Data uit de Kas: Fotosynthese Efficiëntie – Deel 1

In de glastuinbouw speelt data inmiddels een belangrijke rol in het optimaliseren van teeltomstandigheden. Door het analyseren van diverse waarden, zoals fotosynthese efficiëntie (FE) en lichtintensiteit, kunnen kwekers beter begrijpen hoe hun gewassen reageren op verschillende omgevingsfactoren. In dit artikel bespreken we de fotosynthese efficiëntie van een orchidee in de winter, aan de hand van data verzameld in MyLedgnd door een fotosynthese efficiëntie sensor en een PAR-sensor.

Fotosynthese efficiëntie geeft aan hoe goed een plant het licht dat hij ontvangt omzet in suikers, de energiebron die hij nodig heeft om te groeien. In de winter is dit proces extra belangrijk, omdat er minder natuurlijk zonlicht beschikbaar is. Hoe efficiënter een plant licht kan omzetten, hoe beter het in staat is om biomassa op te bouwen en energie vast te leggen. De lampen in de kas zijn dan een belangrijke bron van licht.

Een sensor meet de fotosynthese efficiëntie (FE) van de orchidee, en de PAR-waarde geeft aan hoeveel licht er op de plant valt. Dit wordt weergegeven in een grafiek, met twee lijnen die ons belangrijke inzichten bieden.

In onderstaande grafiek (grafiek 1) zien we twee  lijnen:

1. Fotosynthese-efficiëntie (FE), gemeten door een sensor.
2. PAR-waarden, die de hoeveelheid licht beschrijven die het gewas bereikt.

Grafiek 1

Wat onmiddellijk opvalt, is het moment waarop de lampen om 8 uur ’s ochtends aangaan (grafiek 1, nummer 1). Bij het inschakelen van de lampen zien we een directe daling van de fotosynthese efficiëntie van 79% naar 65% (grafiek 1, nummer 2). Dit is een normaal fenomeen; wanneer de planten plotseling worden blootgesteld aan meer licht, worden ze minder efficiënt in het omzetten van dat licht naar suikers. Dit resulteert dus in een lagere efficiëntie.

Grafiek 2

In dezelfde grafiek hierboven (zien we dat de fotosynthese efficiëntie snel stabiliseert. De FE blijft de rest van de dag rond de 65% hangen (grafiek 2, nummer 1), wat betekent dat de plant, ondanks de lagere efficiëntie, het binnenkomende licht redelijk consistent kan blijven verwerken. Hieruit blijkt dat de orchidee niet overbelast wordt door de plotselinge lichttoename.

Tussen ongeveer 11:00 en 15:00 nemen we iets interessants waar: de PAR-lijn blijft stijgen terwijl de FE verder daalt (grafiek 2, nummer 2). Dus des te meer licht er op het gewas valt, hoe minder efficiënt de plant het licht omzet naar suikers. Wat er nu gebeurt kun je vergelijken met een motor van een auto: des te harder je rijd hoe meer benzine je gaat verbruiken. De plant moet dus harder werken omdat er te veel licht op het gewas komt waardoor hij minder efficiënt is.

Grafiek 3

Rond 16:00 zien we in grafiek 3 aan de gele PAR lijn dat de lichtintensiteit tot ongeveer 20:30 stabiel blijft. De Led-verlichting staat aan en geef ongeveer 40 micromol aan licht. Het gewas wordt blootgesteld aan een constante hoeveelheid licht. Op basis van de data zien we een opvallend verschijnsel; de fotosynthese efficiëntie neemt langzaam af (Grafiek 3, nummer 1).

Dit suggereert dat de orchidee zijn malaatvoorraad mogelijk begint uit te putten. Malaat is een stof die ’s nachts door de plant wordt opgeslagen en overdag gebruikt wordt om de fotosynthese te ondersteunen. Wanneer de malaatvoorraad uitgeput raakt, kan de plant niet langer dezelfde fotosynthese-efficiëntie behouden, zelfs niet bij een stabiele lichtintensiteit.

Mallaat, ook wel bekend als appelzuur, is een organisch zuur dat een belangrijke rol speelt in de stofwisseling van planten. Bij orchideeën, zoals de Phalaenopsis, blijven de huidmondjes overdag gesloten om waterverlies te beperken. De plant gebruikt dan de ’s nachts opgebouwde voorraad mallaat, die wordt omgezet in CO₂ om de fotosynthese voort te zetten. ’s Nachts nemen de huidmondjes CO₂ op en zetten dit om in mallaat, dat dient als bron van koolstof overdag. Wanneer de mallaatvoorraad uitgeput raakt, heeft de plant geen CO₂ meer beschikbaar voor de aanmaak van suikers via fotosynthese.

Op dit moment worden de lampen in de kas rond acht uur ’s ochtends aangezet en blijven ze aan tot half acht ’s avonds. Gedurende deze tijd ontvangt de orchidee een constante lichtintensiteit van ongeveer 40 µmol, wat voldoende is om de plant in de winter van het nodige licht te voorzien. De huidige strategie lijkt er wel aan voorbij te gaan aan de mogelijkheid om de energie-efficiëntie te verbeteren door de malaatvoorraad van de plant beter te benutten.

kas rond 17:00 de lampen geleidelijk te gaan dimmen. De plant laat zien dat hij rond 16:30 al minder efficiënt met het licht om kan gaan. Dit bespaart energie zonder dat de plant significant aan fotosynthese vermogen verliest, aangezien de plant op dat moment toch minder efficiënt is in het omzetten van licht in suikers.

Door de lampen geleidelijk te dimmen, kunnen telers niet alleen energie besparen, maar zo belasten ze de plant ook minder. Dit zal op langere termijn bijdragen aan een gezondere teelt. Deze aanpak is vooral belangrijk in de winter, wanneer het energieverbruik in kassen hoog is door de extra verlichting die nodig is om het gebrek aan natuurlijk zonlicht te compenseren.

De fotosynthese-efficiëntie van orchideeën tijdens de wintermaanden is een complex proces dat sterk afhankelijk is van de beschikbare lichtintensiteit en de malaatopslag in de plant. Door gebruik te maken van data uit de kas kunnen telers in MyLedgnd een beter inzicht krijgen in hoe hun gewas reageert op verschillende lichtniveaus en op basis daarvan hun strategie aanpassen voor een optimale groei en energie-efficiëntie.