Storskala fotosyntesemålinger i veksthus Innledningen til en ny æra i reguleringen av veksthusklimaet?

Transkript

1 Storskala fotosyntesemålinger i veksthus Innledningen til en ny æra i reguleringen av veksthusklimaet? Leiv M. Mortensen (Bicotec/NMBU) Frode Ringsevjen (Wiig gartneri)

2 I Gartneryrket s 100 års-jubileum utgave i 2003 ble ideen lansert om å måle fotosyntesen kontinuerlig i kommersielle veksthus. Takket være initiativ av Frode Ringsevjen, Wiig gartneri, er dette nå i ferd med å bli virkelighet. RFF Vest finansierer ca. 50% av det tre-årige prosjektet «Fotosyntesemålinger som redskap for å øke produktiviteten i veksthus» Prosjektet er et samarbeid mellom: Wiig gartneri, Orre Miljøgartneriet, Nærbø Praxair Norge, Bicotec, Sandnes

3 (CO 2 -kons. inn i systemet CO 2 -kons. ut av systemet) x luftmengde passert plantene gir fotosyntesen per tidsenhet Eks. (800 ppm 750 ppm) x 50 m 3 luft per m 2 og time gir 2500 ml CO 2 som tilsvarer 4,5 g CO 2 Nutrient

4 Litt historikk: Fotosyntesekamre gjennom årene

5 Potteroser fotosyntese gj. snitt av 5 soldager i mai Lys PFD (µmol m -2 s -1 ) µmol mol -1 CO µmol mol -1 CO 2 Time (h) Fotosyntese Taper 48% fotosyntese/vekst ved 370 ppm i forhold til 800 ppm 22 C CER (ml CO 2 h -1 ) Environm entally friendly developm ent of Norwegia Time (h) n greenhou se

6 CO2- opptak W/m2 Tomatplante (PhD student Arne Hückstädt) Globalstråling 50 Temperatur ( C) Bag 1 Bag 2 Bag 3 Bag Ved høyt CO 2 nivå opprettholdes en høy fotosyntese selv ved svært høye temperaturer Fotosyntese Environm entally friendly developm ent of Norwegia n greenhou se Fotosyntesen holder seg høy ved svært høye temperaturer noen timer ved høyt CO2 nivå

7 «Kubo ultra climate greenhouse» designet av Thomas Larssen Ltd.

8 Wiig gartneri, Orre ca. 10 daa modifisert Kubo veksthus med varmepumpe og energilagring (design Frode Ringsevjen) CO2 fra naturgass og tank Klimakammer på begge sider av veksthuset (her vist på den ene siden)

9 Etter en omfattende jobb med å få representative målinger av CO2-kons. inn og ut av plantekulturen begynner resultatene å bli til dels meget bra! 50 m 3 luft per m 2 gjennom tomatkulturen per time Fotosyntesen = g CO2/m2/time

10

11 g CO2/MJ/m2 Gjennomsnitt av 1-4 oktober med ppm CO2. CO2 opptak (g/m2 time) som funksjon av innstråling (W/m2)

12 11 dager med CO2 opptak (g CO2 / m2 per MJ) som funksjon av CO2-nivå. Ett punkt er gjennomsnitt av en timer med lys.

13 Redusert fotosyntetisk effektivitet per MJ midt på dagen knyttet til CO2-kons., lysmetning, vannstress/stomatalukking etc..

14 Det tar tid (3-6 uker?) før en økt fotosyntese gir seg utslag i økt høsting av tomater dette blir en av analyseutfordringene

15 Sjekk av bladtemperaturer 18/9-18, Kl Innstråling ute : 400w/m2. Belysning 100% (210 w/m2) Målt lysnivå horisontalt: 800µmol m2 s Licor quantum sensor) Målt bladtemperatur: Max 31,5 belyste blader i topp/ topp Min 23,6 C bunn, blader i skygge Maks frukt temp: 31,9 (perletomat ca 13 gram, grønn)

16 Fotosyntesekammer i tomatkulturen Fotosyntesekammer plassert i Miljøgartneriet på Jæren

17 Lysnivå i umol/m2/s CO2 Veksthus Store utfordringer med raske variasjoner i CO2 og lysforhold

18 27. august

19 27. august Fotosyntesen målt hvert 10. minutt Fotosyntesen følger lysnivået, men er svært avhengig av CO2-kons. Resultatene indikerer at ved høyt lysnivå og høy temperatur reduseres fotosynteseeffektiviteten etter et par timer (vannstress/stomatalukking?)

20 Vi ønsker å maksimalisere fotosyntesen til enhver tid. Hva ønsker vi å få svar på i den sammenheng? En ny utgave av fotosyntesekammeret blir nå plassert i Kubo veksthuset Veksthus a. Sjekk mot klima utenfor b. Lysnivå. c. Daglengde d. CO 2 nivå e. Luftfuktighet f. Etc. Vekstkammer a. Sjekke mot veksthus b. Effekt av NOx c. Effekt av CO2 d. (Effekt av mellomlys, lysstyrke ) Datafangst a. Visualisere CO2- opptak, fordampning og relevante klimadata fortløpende. b. Lage nødvendige variasjoner i klima og lete etter sammenhenger mellom varierende klimadata (lys nivå og lengde, CO2, fuktighet, bladareal, eller andre faktorer) og fotosyntese/vekst

21 Takk til Regionalt Forskningsfond Vestlandet for den økonomiske støtten til prosjektet! Takk for oppmerksomheten!