Terug naar de basis: chemische processen temperatuur afhankelijk

Veel processen in een plant zijn in de kern terug te voeren op chemische reacties. Je zou het niet zeggen als je naar een plant kijkt, maar toch is dit wel zo. Allerlei chemische reacties liggen aan de basis van de plantgroei en -ontwikkeling. Zoals met vrijwel alle chemische reacties het geval is, geldt dat ook voor de processen in de plant: ze zijn temperatuur afhankelijk. Hoe hoger de temperatuur, hoe sneller veel chemische reacties verlopen.

De conclusie zou in theorie dus eenvoudig kunnen zijn: hoe warmer het in de kas is, des te sneller de plant groeit en ontwikkelt. Maar, zo eenvoudig is het helaas niet helemaal. De werkelijkheid is net even wat complexer. Om hier inzicht in te krijgen, onderscheiden we een aantal processen in de plant: 1 fotosynthese, 2 ademhaling, 3 de effecten van verdamping op de gewastemperatuur, 4 uitstraling en gewastemperatuur.

1.    Fotosynthese

Het basisproces in de plant is fotosynthese. Een chemisch proces waarbij CO₂ en water onder invloed van energie uit zonlicht (of kunstlicht) wordt omgezet in glucose. Dit proces staat dus onder invloed van licht: meer licht, is meer glucoseproductie. Een chemische reactie waarbij ook temperatuur invloed heeft op de snelheid van de fotosynthese.

Deze grafiek rechts geeft de fotosynthesesnelheid weer bij een instraling van 500 W/m2 en een temperatuurbereik van 15 tot 40 °C. Het optimum ligt zo rond de 25 °C. Tussen 15 en 25 °C zie je een (lichte) toename van de fotosynthese, zoals volgens de algemene regel: een hogere temperatuur geeft een snellere reactie. Vanaf 25 °C neemt de fotosynthesesnelheid echter af. Hoe zit dat? Bij hogere temperaturen ontstaan in de plantencellen meer afvalstoffen die verstorend werken op een optimaal verlopend proces.

Voor een optimale fotosynthese is het dus van groot belang om zowel te lage als te hoge gewastemperaturen te voorkomen. Vooral die laatste zijn erg nadelig.

2.    Ademhaling

Ook een plant haalt adem. Tenminste, als je ademhaling definieert als het binnenhalen van zuurstof om daarmee allerlei levensprocessen in de plant te laten plaatsvinden. Kort samengevat komt dit proces neer op het volgende: glucose + O₂ (zuurstof) = energie. Deze energie wordt voor verschillende doeleinden gebruikt, namelijk groei en onderhoud.

• Groei: de vrijgekomen energie koppelt een ander deel van de glucose aan nutriënten en water. Zo ontstaan nieuwe plantencellen.
• Onderhoud: de vrijgekomen energie houdt plantenweefsel intact en repareert eventuele beschadigingen.

Beide processen zijn ook sterk temperatuur afhankelijk: hoe hoger de temperatuur, des te meer ademhaling plaatsvindt en hoe meer glucose wordt ‘verstookt’. Enerzijds voor meer groei, anderzijds voor meer onderhoud.

Bij hogere temperaturen van boven de 25 à 30 °C neemt eigenlijk alleen de onderhoudsademhaling nog toe. Dan wordt er dusdanig veel glucose ‘opgesoupeerd’ aan onderhoud dat er minder overblijft voor groei. Daarom is het belangrijk om te hoge temperaturen te voorkomen.

Wat geldt voor te hoge temperaturen, geldt net zo goed voor te lage temperaturen. Bij lagere temperaturen verloopt de ademhaling namelijk erg traag. Er vindt dan dus weinig omzetting plaats van door fotosynthese gevormde suikers. Dat kun je soms zien aan de kleur van de bladeren, die kleuren dan wat paarsachtig. Ze zitten vol met suikers van de fotosynthese, maar deze worden slechts gedeeltelijk verwerkt door het ademhalingsproces.   

Balans tussen licht en temperatuur

Het beste is dat licht en temperatuur gelijke tred met elkaar houden. Met andere woorden, bij meer lichttoetreding hoort een hogere temperatuur. Op die manier blijft de plant mooi in balans en worden geproduceerde suikers nuttig gebruikt en omgezet in groei. Dat is ook één van de basisprincipes van Plant Empowerment.

Natuurlijk is hier ook een grens aan. Een te hoge temperatuur is immers nadelig voor een goed verloop van de fotosynthese én leidt tot relatief veel verliezen aan suikers voor onderhoud en herstel van beschadigingen aan plantenweefsels.

Het is dus de kunst om temperatuur en licht goed met elkaar in balans te houden. Dat is goed mogelijk met de beschikbare hulpmiddelen in de kas: verwarming, ventilatie en scherming. Maar ook met mistsystemen, waarmee de temperatuur naar wens verlaagd kan worden (en de luchtvochtigheid verhoogd).

3.    Effecten van verdamping op de gewastemperatuur

De temperatuur van het gewas wordt in hoge mate bepaald door de ingestelde stooktemperatuur, die samen met de raamstand grotendeels bepaalt wat de luchttemperatuur is. Toch is dit niet het enige. Daarnaast spelen ook de gewasverdamping en in- en uitstraling een rol in de warmtebalans van de plant en daarmee de gewastemperatuur.

Gewasverdamping is een proces waarbij vloeibaar water wordt omgezet in water in dampvorm. Een proces dat in hoofdzaak in de bladeren van de plant plaatsvindt. Een belangrijk proces, omdat de gewasverdamping het transport van nutriënten vanuit de wortels naar de groeiende delen van de plant regelt.

Daarnaast zorgt de verdamping ook dat de plant zichzelf koelt. Verdamping kost namelijk energie en deze energie onttrekt de plant aan de verdampende bladeren. Een goed verdampend gewas voelt dan ook koel aan. Dat het hier om aanzienlijke hoeveelheden energie gaat, geeft de volgende berekening duidelijk weer:

• 1 liter water verdampen kost 2256 kJ.
• De verdamping van een volgroeid tomatengewas loopt in de zomer op tot 0,5 liter/m2.uur. Bij snijbloemen is dat 0,3 liter. Bij potplanten vaak veel lager.
• Deze verdamping ‘kost’ tussen de 676 en de 1128 kJ/m2.
• De totale globale straling op het midden van een zonnige dag is ongeveer 2160 kJ/m2.uur.
• Een aanzienlijk deel daarvan wordt dus ‘afgevoerd’ door de gewasverdamping. Zonder verdamping zou een gewas dan ook te veel opwarmen.

Wat kun je hier als teler aan doen? In ieder geval zorgen voor een goede gewasverdamping. Echter, hartje zomer is je invloed hierop vrij beperkt. Een keer bereik je het maximum, meer heeft een plant dan niet in huis. Om dan de planttemperatuur onder invloed van een hoge instraling niet te veel te laten oplopen, is schermen tegen te felle zon noodzakelijk. Vooral bij gewassen met een beperkte verdampingscapaciteit, zoals de meeste potplanten.

4.    Uitstraling en gewastemperatuur

Planten ontvangen niet alleen straling van de zon (instraling), maar stralen zelf ook warmtestraling uit (uitstraling). Dat vindt plaats als planten naar voorwerpen ‘kijken’ die kouder zijn dan de plant zelf. In een kasomgeving is dat vrijwel altijd het kasdek. Hoe kouder het kasdek, des te meer uitstraling vanuit het gewas richting dat kasdek zal gaan. Het is dus van belang na te gaan welke factoren de kasdektemperatuur beïnvloeden:

• Buitentemperatuur
• Windsnelheid
• Neerslag
• Bewolkingsgraad

Vooral de bewolkingsgraad blijkt behoorlijk wat invloed te hebben. Hoe helderder de hemel, hoe meer het kasdek zelf warmte uitstraalt naar boven toe en daardoor kouder wordt.

Om te weten hoeveel warmte-uitstraling op een bepaald moment plaatsvindt, is een pyrgeometer erg geschikt. Hiermee stel je de uitstraling naar boven toe vast. Zodra de uitstraling groter wordt dan de instraling, vindt afkoeling van het gewas plaats. Bedenk daarbij dat de uitstraling bij een heldere hemel kan oplopen tot 90 W/m2. Als de instraling van de zon daaronder terechtkomt in de middaguren, dan begint de afkoeling van het gewas. Door dit proces kan het gewas, en dan vooral de bovenkant ervan, afkoelen tot wel 3 °C beneden de luchttemperatuur. Niet handig, want hierdoor wordt de groei afgeremd én neemt ook de kans toe op (lokale) condensatie op het gewas.

Sluit op tijd het scherm

Wat kun je hier als teler tegen doen? Je scherm op tijd sluiten. Niet pas bij zonsondergang, maar zodra de bovengenoemde balans tussen in- en uitstraling negatief wordt. Meestal is dat in de winter al snel twee uur voor zonsondergang. Wel handig om daar een zo transparant mogelijk energiescherm voor te gebruiken, zodat je niet onnodig veel groeilicht tegenhoudt. Anders is het middel weer erger dan de kwaal. Luxous 1147 FR wordt mede om deze reden zo veel toegepast in zowel groente- als sierteelt.  

Contact

		Hugo Plaisier hugo.plaisier@ludvigsvensson.com +31 6 55 398 202
		Ton Habraken ton.habraken@ludvigsvensson.com +31 6 52 67 41 45