Licht om de wortelontwikkeling te beïnvloeden
Naast zijn essentiële rol in fotosynthese en vegetatieve groei, oefent licht een grote invloed uit op het wortelsysteem van planten.
16 november 2023
Deze laatste absorbeert de voedingsstoffen die nodig zijn voor de groei van de plant. Gezonde en goed ontwikkelde wortels zorgen dus voor een goede opbrengst en een bevredigende productiekwaliteit.
Figuur 1: Verschillende wortelklassen waargenomen bij aardbeien, afhankelijk van de gebruikte lichtbehandeling. Bron: R. Quenum, 2019
Een direct effect van licht op de wortels
In tegenstelling tot luchtorganen vermijden plantenwortels licht tijdens hun ontwikkeling; dit fenomeen wordt negatief fototropisme* genoemd. Een lage blootstelling van wortels aan licht zorgt ervoor dat hun groei versnelt om aan lichtstraling te ontsnappen (Burbach et al., 2012). Fytochromen (belangrijkste receptoren voor rood en verrood licht, zie het artikel Fotomorfogenese in planten) bevinden zich inderdaad ook in de wortels ( Costigan et al., 2011). Ze nemen deel aan het vermijden van lichtbronnen (Correl en Kiss, 2005) als onderdeel van fototropisme. Ze detecteren lichtstraling en veroorzaken een verandering in de richting van de wortelgroei om hieraan te ontsnappen. In Figuur 1 vertonen wortels die worden blootgesteld aan een lichtbron een veel grotere mate van afleiding: 78% van de wortels die aan licht worden blootgesteld, wijken af op zoek naar duisternis (Burbach et al., 2012). Verrode, ultraviolette (UV) stralen, maar ook rood en blauw licht kunnen door wortels worden waargenomen en hun ontwikkeling beïnvloeden (Costigan et al., 2011).
Grafiek 1: Percentage wortels dat is omgeleid, afhankelijk van de toegepaste lichtbehandeling. Lichtbehandeling: wit licht. Volgens Burbach et al., 2012
De hoeveelheid ontvangen licht heeft ook invloed op de ontwikkeling van het wortelstelsel. Bij aardbeien is zowel het aantal wortels als de lengte ervan maximaal bij een lichtintensiteit van 90 µmol.m-2.s-1 – daarboven is het wortelstelsel minder ontwikkeld (Zhenget al., 2019).
Een indirect effect van licht op het wortelstelsel
Licht heeft ook indirect effect op het wortelstelsel van planten. Het gebruik van verschillende lichtspectra op de bovengrondse delen wijzigt inderdaad de ondergrondse ontwikkeling van de wortels. Fotosynthese is het belangrijkste proces dat betrokken is bij het stimuleren van wortelgroei bij blootstelling aan een lichtbron (Kurata en Yamamoto, 1997). Zwakke wortels zijn immers niet in staat voldoende voedingsstoffen aan de bovengrondse delen te leveren (Johkan et al., 2010). Dit is de reden waarom overvloedige biomassa, begunstigd door aanzienlijke fotosynthese, een duidelijkere wortelontwikkeling genereert.
Bovendien wordt de wortelstrekking gestimuleerd door licht. Het is vooral de blootstelling aan verrood die wortelverlenging veroorzaakt (Kurata en Yamamoto, 1997; Costiganet al., 2011) door de werking van fytochromen (Kurata en Yamamoto, 1997; Correl en Kiss, 2005). ) gelegen in het bovengrondse deel van planten.
Wortelklassen van sla.
Het percentage vertegenwoordiging van elke klasse wordt aangegeven. Begrippen met dezelfde letter verschillen bij de drempel van 5% niet significant van elkaar.
WW: Warm wit; RB: Rood – Blauw; NL: Verrood
Onze tests hebben de invloed van licht op de wortelontwikkeling van sla aangetoond (grafiek 2). Klasse 1 bevat de planten met de kleinste wortelsystemen, terwijl klasse 3 de planten met de meest uitgebreide wortelontwikkeling samenbrengt.
Licht is een essentiële parameter voor de wortelontwikkeling van planten. Het is een sleutelparameter van de kweekomgeving, waarvan de controle de opbrengst en kwaliteit van de productie garandeert. Gezonde en krachtige wortels zullen ook beter bestand zijn tegen ziekteverwekkers in de bodem*.
Gravitropisme: Het vermogen van een organisme om zijn ontwikkeling te sturen op basis van de zwaartekracht.
Jasmonaten: plantenhormonen die verantwoordelijk zijn voor het remmen van kieming en wortelverlenging.
Bodempathogenen: ziekteverwekkers die zich in de bodem ontwikkelen.
Fototropisme: vermogen van een organisme om zijn ontwikkeling te oriënteren op basis van de richting van de lichtbron.
Bibliografie
Burbach, C., Markus, K., Zhang, Y., Schlicht, M. en Baluska, F., 2012. Fotofoob gedrag van maïswortels. In: Plantsignalering en -gedrag. Diefstal. 7, blz. 874 – 878
Correll, MJ en Kiss, JZ, 2005. De rol van fytochromen bij verlenging en gravitropisme van wortels. In: Planten- en celfysiologie. Diefstal. 46, (2), blz. 317 – 323
Costigan, S.E., Warnasooriya, S.N., Humphries, B.A. en Montgomery, B.L., 2011. Wortelgelokaliseerde fytochroomchromofoorsynthese is vereist voor fotoregulatie van wortelverlenging en heeft invloed op de wortelgevoeligheid voor jasmonzuur in Arabidopsis. In: Plantenfysiologie. Diefstal. 157, blz. 1138 – 1150
Kiss, J.Z., Mullen, J.L., Correll, M.J. en Hangarter, R.P., 2003. Fytochromen A en B bemiddelen door rood licht geïnduceerd positief fototropisme in wortels. In: Plantenfysiologie. Diefstal. 131, blz. 1411 – 1417
Kurata, T. en Yamamoto, K. T., 1997. Lichtgestimuleerde wortelverlenging in Arabidopsis thaliana. In: Journal of Plant Physiology. Diefstal. 151, blz. 346 – 351
UNIFA. Het wortelsysteem. UNIFA [online]. [Betreden op 24 juli 2020]. Beschikbaar op: https:/ /fertilisation-edu.fr/nutrition-des-plantes/les-mecanismes-d-absorption-des-elements-nutritifs/le-systeme-racinaire.html
Yokawa, K., Fasano, R., Kagenishi, T. en Baluska, F., 2014. Licht als stressfactor voor plantenwortels – geval van wortelhalotropisme. In: Grenzen in de plantenwetenschap. Diefstal. 5, blz. 10. DOI 10.3389/fpls.2014.00718
