Licht om wortelontwikkeling te beïnvloeden
Naast de essentiële rol in fotosynthese en vegetatieve groei, heeft licht een grote invloed op het wortelstelsel van planten.
16 november 2023
Wortels nemen de voedingsstoffen op die nodig zijn voor de groei van planten. Gezonde en goed ontwikkelde wortels zorgen daarom voor een goede opbrengst en een bevredigende productkwaliteit.
Figuur 1: Verschillende wortelklassen waargenomen bij aardbeien op basis van de toegepaste lichtbehandeling. Bron: R. Quenum, 2019
Direct effect van licht op wortels
In tegenstelling tot bovengrondse organen vertonen wortels van planten negatief fototropisme, waarbij ze licht vermijden tijdens hun ontwikkeling. Een lage blootstelling van wortels aan licht versnelt hun groei om aan lichtstraling te ontsnappen (Burbach et al., 2012). Fytochromen, de belangrijkste receptoren voor rood en verrood licht (zie het artikel over Fotomorfogenese bij planten), bevinden zich ook in de wortels (Costigan et al., 2011). Ze spelen een rol bij het vermijden van lichtbronnen (Correl en Kiss, 2005) in de context van fototropisme. Ze detecteren lichtstraling en zorgen voor een verandering in de groeirichting van de wortels om aan licht te ontsnappen. In Figuur 1 is te zien dat wortels die worden blootgesteld aan een lichtbron een veel hogere afwijkingssnelheid vertonen: 78% van de wortels die aan licht worden blootgesteld, wijken af op zoek naar duisternis (Burbach et al., 2012). Verrood, ultraviolet (UV)-stralen, evenals rood en blauw licht kunnen door de wortels worden waargenomen en hun ontwikkeling beïnvloeden (Costigan et al., 2011).
Grafiek 1: Percentage van afgebogen wortels op basis van de toegepaste lichtbehandeling. Lichtbehandeling: wit licht. Volgens Burbach et al., 2012
De hoeveelheid ontvangen licht beïnvloedt ook de ontwikkeling van het wortelstelsel. Bij aardbeien bereiken het aantal en de lengte van de wortels hun maximum bij een lichtintensiteit van 90 µmol·m⁻²·s⁻¹, waarna het wortelstelsel minder goed ontwikkeld is (Zheng et al., 2019).
Een indirect effect van licht op het wortelstelsel
Licht heeft ook een indirect effect op het wortelstelsel van planten. Het gebruik van verschillende lichtspectra op de bovengrondse delen verandert namelijk de ondergrondse ontwikkeling van wortels. Fotosynthese is het belangrijkste proces dat betrokken is bij het stimuleren van wortelgroei wanneer planten aan een lichtbron worden blootgesteld (Kurata en Yamamoto, 1997). Zwakke wortels zijn niet in staat om voldoende voedingsstoffen naar de bovengrondse delen te leveren (Johkan et al., 2010). Daarom leidt een overvloedige biomassa, bevorderd door een sterke fotosynthese, tot een meer uitgesproken wortelontwikkeling.
Bovendien wordt wortelverlenging ook gestimuleerd door licht. Blootstelling aan ver-rood licht, in het bijzonder, induceert wortelverlenging (Kurata en Yamamoto, 1997; Costigan et al., 2011) via de werking van fytochromen (Kurata en Yamamoto, 1997; Correl en Kiss, 2005) die zich in de bovengrondse delen van planten bevinden.
Wortelklassen van sla
Het percentage van elke klasse wordt weergegeven. Modaliteiten met dezelfde letter verschillen niet significant van elkaar bij een drempel van 5%.
WW: Warm wit;
RB: Rood – Blauw;
FR: Verrood
Onze proeven hebben de impact van licht op de wortelontwikkeling van sla aangetoond (Grafiek 2). Klasse 1 bevat planten met de kleinste wortelstelsels, terwijl Klasse 3 planten omvat met de meest significante wortelontwikkeling. Licht is een cruciale parameter voor de wortelontwikkeling van planten. Het is een sleutelparameter in de teeltomgeving en de beheersing ervan zorgt voor een goede opbrengst en productie van hoge kwaliteit. Gezonde en krachtige wortels zijn bovendien beter bestand tegen bodembewonende ziekteverwekkers.
Definities:
Gravitropisme: Het vermogen van een organisme om zijn ontwikkeling te oriënteren volgens de zwaartekracht.
Jasmonaten: Plantenhormonen die verantwoordelijk zijn voor het remmen van kieming en wortelverlenging.
Bodembewonende ziekteverwekkers: Ziekteverwekkers die zich in de bodem ontwikkelen.
Fototropisme: Het 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
