Van licht naar glastuinbouwproduct

Licht legt een hele weg af voordat het door planten in de fotosynthese gebruikt kan worden om bloemen en vruchten te maken.

(1) Het begint met zonlicht. In het hoofdstuk Zonlicht in Nederland leest u over globale straling, spectrum, direct en diffuus licht en het belang van de locatie.
(2) De straling die aankomt bij de kas wordt door de onderdelen van de kascontructie (metaal, glas, schermen, lampen, etc.) gereflecteerd, geabsorbeerd of doorgelaten(transmissie). Wolken, tuinbouwglas en schermen kunnen de kwaliteit en verstrooiing van het licht veranderen.
(3) Het licht dat wordt doorgelaten kan worden aangevuld met assimilatielampen.
(4) Voordat het licht gebruikt kan worden in de fotosynthese moet het worden opgevangen door de bladeren van het gewas. Het bladoppervlakte van een gewas bepaalt o.a. de mate waarin licht wordt onderschept. Met de dichtheid van de planten (planten/m²) en gewashandelingen kan men invloed uitoefenen op de LAI en de hoeveelheid licht die wordt onderschept.

LAI

De bladoppervlakte index (Leaf Area Index, LAI) drukt het oppervlakte blad uit per oppervlakte van de kas (m2/m2).
Met een hogere LAI vangt een plant meer licht. Bij een te hoge LAI concureren de bladeren van verschillende planten om het licht.
Het kost daarnaast suikers om de weefsels van de bladeren te onderhouden. De ideale LAI is afhankelijk van de verwachtte lichtsom.

(5) Licht dat op een blad valt kan worden geabsorbeerd, gereflecteerd of doorgelaten.

Transmissie, reflectie en absorptie van bladeren

Bladeren laten lage waardes zien van transmissie en reflectie in het paars-blauwe licht (400-500 nm), hogere waardes in groen (500-600 nm), gevolgd door een afname in geel en rood (530-700nm) (figuur). In het verrood (700-800nm) nemen zowel de transmissie als reflectie sterk toe. De absorptie van licht door bladeren is het hoogst in paars- blauw licht (tussen 350 en 500 nm) en in een deel van het rood (670-690 nm). Groen licht (tussen 500 en 600 nm) en verrood licht (vanaf 700 nm) worden in relatief mindere mate geabsorbeerd.

Percentages reflectie, transmissie en absorptie van het licht (350 nm-750nm) vallend op de bovenzijde of de onderzijde van tomatenbladeren.

(6) De energie uit het geabsorbeerde licht wordt gebruikt in de fotosynthese. Fotosynthese is het proces in de bladeren waarbij CO₂ via de huidmondjes opgenomen wordt en met behulp van de energie uit het licht omgezet wordt in suikers. De suikers die in de fotosynthese aangemaakt worden zijn de bouwstoffen die een plant nodig heeft om te kunnen groeien, weefsels, knoppen, bloemen en vruchten te maken.

Fotosynthese

Het fotosyntheseproces bestaat uit twee deelprocessen: de lichtreactie en de donkerreactie. In de lichtreactie wordt de energie van licht omgezet in chemische energie (ATP en NADPH) door fotosystemen II en I. Het licht wordt geabsorbeerd door pigmenten (zoals chlorofyl) die zich in de chloroplasten bevinden. De energie uit een geabsorbeerd foton wordt overgedragen op een elektron, deze gaat dan vanuit de grondtoestand naar een “aangeslagen” toestand met een hoger energieniveau. In aangeslagen toestand is een elektron instabiel en valt het snel terug naar de grondtoestand of draagt het de energie af. Dit kan op vier manieren:

Er wordt een foton met een langere golflengte afgestaan: fluorescentie
De energie wordt omgezet in warmte
De energie wordt overgedragen aan een ander molecuul
De energie wordt overgebracht naar een reactiecentrum van een fotosysteem en kan gebruikt worden om ATP en NADPH te vormen.

ATP en NADPH (energie) worden in de donkerreactie gebruikt om suikers te maken uit CO₂ (C₆H₁₂O₆).

Schematische weergave van de fotosynthese met daarin de deelprocessen van de lichtreactie en de donkerreactie. Schematische weergave van het elektronentransport van fotosysteem II naar fotosysteem I.

(7) Fotosynthese vind plaats in de bladeren (sources). De geproduceerde suikers worden tussen de weefsels (sinks) van de plant verdeeld. Dit heet assimilaten verdeling (assimilate partitioning). Er gaan suikers naar:

De onderhoudsademhaling, om bestaande weefsels in stand te houden.
Nieuwe weefsels, voor de groei van de plant.
Reproductieve organen, de glastuinbouwproducten; bloemen en vruchten.

De hoeveelheid en de kwaliteit van het licht hebben invloed op de hoeveelheid suikers in het eindproduct. Daarmee heeft het invloed op de kwaliteit en de opbrengst. Assimilatiebelichting kan de kwantiteit en kwaliteit van de totale hoeveelheid licht beïnvloeden.

Schematische weergave van licht tot glastuinbouwproduct.

Rapporten & Artikelen

Assimilaten uit een komkommerblad: waar gaan ze heen? PDF en link