Transport HCO3
Transport, in een plant vindt fotosynthese voornamelijk plaats in de bladeren,
maar de wortels hebben natuurlijk ook suikers nodig. Hetzelfde geldt voor
wateropname, dat vindt in de wortels plaats, maar ook de bladeren hebben
water nodig. Hier komen de vaatbundels aan te pas die bast- en houtvaten
bevatten. Belangrijke zaken die door de vaatbundels vervoert worden zijn:
nutriënten, informatie (hormonen), energie en water.
Overzicht boom, in de afbeelding is weergegeven hoe de verschillende stoffen
de boom in en uit gaan. Zo zie je dat suiker eigenlijk alle twee de kanten opgaat.
Xyleem, vormt de houtvaten die voornamelijk water en nutriënten vanuit het
wortelstelsel naar de bladeren vervoeren. Verder zijn dit dode verhoute cellen.
Floëem, vormt de bastvaten en verzorgt het transport van assimilaten zoals
glucose. Het floëem bestaat uit levende cellen. De stroom gaat richting de plek
met de grootste suikerbehoefte.
Water en productiviteit, een plant heeft water nodig om te overleven en te
kunnen groeien. In de grafiek is te zien dat de productiviteit (g/m 2/yr) toeneemt
wanneer de regenval toeneemt en dus de hoeveelheid water. In heel veel
gebieden op de wereld wordt landbouw gelimiteerd door de hoeveelheid water
en niet persé door de hoeveelheid licht, FS of nutriënten in de bodem.
Verdamping, om één molecuul CO2 op te nemen als plant, worden er
maar liefst 250 H2O moleculen verdampt. Je hebt dus heel veel water
nodig om überhaupt aan FS te kunnen doen. Je ziet in de afbeelding
dat het water vanuit de vaatbundels door de waterfilm over de
celwanden naar buiten beweegt.
Transpiratiesnelheid, de snelheid waarmee verdamping/transpiratie plaatsvindt
varieert per soort plant. Zo zie je in de grafiek dat waterplanten heel veel
transpireren, maar dat is niet erg, aangezien ze in het water leven. Verder zie je dat
CAM planten de laagste snelheid hebben (hoge WUE).
Factoren transpiratie, de transpiratie is in de formule aangegeven met E wat staat
voor evapotranspiration waarin evaporation staat voor de verdamping aan het
oppervlakte en transpiration voor de hoeveelheid water die door de huidmondjes naar buiten kan.
Verder staat g voor geleidbaarheid van water, wi voor de waterdampspanning intern en w a voor de
waterdampspanning in de lucht.
( mol
mol mol )
mmol H 2 O mmol H 2 O mol
E=g w∗( wi−wa ) 2
= 2
∗ −
m ∗s m ∗s
wa, wordt niet beïnvloed door de plant, maar wi wordt wel beïnvloed door de
buitenlucht.
wi, wordt beïnvloed door de temperatuur van het blad, want als de temperatuur
hoger is, verdampt de waterfilm sneller in de luchtholtes dan wanneer heet koud is.
We gaan er vanuit de relatieve luchtvochtigheid (RH) 98% is in een blad en dat die
dus bijna verzadigd is.
Geleidbaarheid, bestaat uit meerdere onderdelen:
- gc, de geleidbaarheid van de cuticula, deze is erg waterafstotend en heeft dan ook
een hele lage geleidbaarheid.
- gs, de geleidbaarheid van de stomata, hier heeft de plant controle over. Hoe meer
stomata een plant heeft, hoe hoger de geleidbaarheid kan zijn. Verder maakt het
natuurlijk ook uit of ze open of dicht staan. (Bovenste waarde tabel is
open en onderste waarde is gesloten.)
- gb, geleidbaarheid van de boundary layer (grenslaag), rondom het blad
is een zone van lucht die de uitwisseling tussen het blad en de omgeving
erg beïnvloedt. Deze grenslaag wordt door de vorm en grootte van het blad bepaald.
, Dichtheid huidmondjes, in de grafiek zie je het aantal huidmondjes per vierkante mm
weergegeven. In de Glycine max (sojaboon) zie je zowel boven- als onderop het blad
huidmondjes, al zitten er boven veel minder. Bij de malus pumila (appelboom) zie je
zelfs geen stomata aan de bovenkant. Dit komt doordat bladeren aan de boven meer
infrarood straling krijgen en daardoor dus warmer worden dan bladeren aan de
onderkant, waardoor stomata aan de onderkant minder water zullen verliezen in
vergelijking met huidmondjes op de bovenkant.
Opening huidmondjes, in de grafiek is de transpiratie
tegenover de opening van de huidmondjes
weergegeven. Je ziet dat er veel meer transpiratie is bij
bewegende lucht als de stomata verder open staan. Als
de huidmondjes niet onder spanning staan, lijken ze
recht, maar ze zwellen asymmetrisch op. Dit kan je
vergelijken met een ballon die eerst niet zo hard
opgeblazen is en die daarna opgeblazen wordt terwijl
er tape omheen zit waardoor die asymmetrisch opzwelt. Bij de ballonen is tape
verantwoordelijk voor de asymmetrische opzwelling en bij de sluitcellen/guard cellen is het
cytoskelet en de celwand daarvoor verantwoordelijk. Een sluitcel zwelt op door
wateropname.
Effect luchtbeweging, hierboven is naar de blauwe lijn gekeken waarbij je
zag dat het effect van een open huidmondje erg groot is. Bij de rode lijn,
stille lucht, is dit effect veel kleiner. Je kan dit onthouden door te
bedenken dat was aan de waslijn veel sneller droogt in de wind. Dit
verschil in effect op transpiratie in bladeren komt doordat de grenslaag
een stuk kleiner wordt wanneer het waait en daardoor vindt er meer
verdamping plaats. Hoe groter en vlakker je blad is, hoe groter de
grenslaag is. Ingesneden bladeren hebben een veel kleinere grenslaag
dan vlakke bladeren. In de afbeelding hiernaast kan je zien hoe de wind
effect kan hebben op de grenslaag en hoe harder het waait hoe meer
de grenslaag ‘verstoord’ raakt. Verder is in de grafiek weergegeven dat een groot blad (300 mm)
minder last heeft van een toename van de windsnelheid, als je naar de geleidbaarheid van de
grenslaag kijkt, dan een klein blad (3 mm). Dus hoe groter je blad, hoe groter de grenslaag en hoe
minder uitwisseling met de omgeving.
Er zijn planten die door aanpassingen, zoals bladeren die om een meristeem te wikkelen een
stilstaande lucht, creëren waardoor hun meristeem beschermt blijft en niet zal bevriezen.
gefixeerd CO2
WUE, water use efficiency, WUE= , zoals al eerder
getrasnpireerd H 2 O
aangegeven, hebben planten een hoge WUE, omdat ze ’s nachts de huidmondjes pas
openen. C3 planten hebben juist een lage WUE. Veel van onze gewassen zijn C3
planten en hebben dus veel water nodig om te kunnen groeien, maar
waterbeschikbaarheid is meestal de beperkende factor in de landbouw. Vandaar dat
er onderzoeken gaande zijn die C4 metabolisme in onze gewassen willen
importeren. Ook het veredelen van C4 planten om er gewassen van te maken is
interessant. Dit zou erg handig zijn in de landbouw door de water efficiëntie, maar
ook door de FS efficiëntie.
Huidmondjes gedrag & WUE, de huidmondjes zijn bepalend wat transpiratie
betreft. Zij hebben dan dus ook invloed op de WUE. In de grafiek zie je FS
uitgedrukt tegen de transpiratie. Hierin zie je dat de FS erg hoog is als de stomata
wijd open staan, maar dat de WUE laag is. Het tegenovergestelde zie je bij
