εp er høstindekset, altså mængden af den totale biomasse energi i den høstede del. εp er i dag ca. 0,60 for nutidige afgrøder og tæt på det teoretiske maksimum. Hvis vi ser på udbyttet af vores afgrødeplanter i de sidste halvtreds år, er det i store træk et resultat af forbedringer i εp og εi. Mere specifikt høstindekset med korte strå og flere kerner, større blade, hurtigere dækning af jorden efter fremspiring samt forhindring af lejesæd. Forædling har således langt hen ad vejen forbedret og optimeret effektiviteten af det opfangede fotosyntetisk relevante lys (εi) og høstindekset (εp). Aftagende forbedringer i udbyttet gennem forædling det seneste årti og ny forskning tyder på, at det vil være svært at optimere de underlæggende processer for disse to parametre yderligere (2). Dette kunne tyde på, at vi er tæt på det teoretiske maksimum for både εp og εi. Dog er en forlængelse af vækstsæsonen stadig en mulighed, hvorved afgrøden udnytter vand og næring bedre og ikke mindst udnytter den periode, hvor der er rigelig med solindstråling. En parameter kan potentielt optimeres Ser vi på ligningen for det genetiske potentiale oven for, er der én parameter, omsætningseffektiviteten (εc), som potentielt kan optimeres. Omsætningseffektiviteten (εc) relaterer sig direkte til de basale processer i fotosyntesen - altså lyshøstning, elektrontransport og CO2-fiksering. Disse er parametre, som ikke har haft stor bevågenhed i forædling, da det ikke har været muligt at etablere en entydig korrelation mellem udbytte og de basale processer. Samtidig har der været en opfattelse af, at udbytte er begrænset af sink-effekti- Der er gode muligheder for at forbedre den primære fotosyntese og dermed omsætningseffektiviteten, som på nuværende tidspunkt kun er ca. 20 pct. af det teoretiske maksimum vitet, altså transport til lagerorganer såsom kerner eller knolde og ikke den basale fotosyntesekapacitet (3). Der er voksende evidens for, at man faktisk kan for- bedre omsætningseffektiviteten (εc). Fx har forsøg med sojabønner tilført forøget CO2 vist, at fotosyntesen, via εc, kan vokse med ca. 18 pct. (2). Der er således et uudnyttet potentiale for at forbedre fotosyntesen via εc, men kan det også lade sig gøre uden at forøge den tilfør- te CO2? Hvad udad tabes … Teoretiske betragtninger og beregninger viser, at den maksimale omsætningseffektivitet (εc) (hvor meget af energien i solens stråler der kan omsættes til biomasse) er 4,6 pct. for C3 planter og 6,0 pct. for C4 planter (2) (boks 2 s. 18). Den faktisk målte, maksimale omsæt- ningseffektivitet (εc) er som regel kun ca. en tredjedel af dette - svarende til en omsætningseffektivitet (εc) på 1,5 pct. (for C3) og 2 pct. (for C4). › Strategi 1. Udvid det spektrum af lys, afgrøden kan udnytte 2. Hurtigere recovery efter lysstress 3. Omdanne C3 planter til C4 fotosyntese 4. Indføre CO2/HCO3 koncentrationsmekanismer 5. Indføre carboxysom systemer (CO2-koncentrationsmekanisme) fra cyanobakterier 6. Indføre pyrenoid CO2 koncentrationsmekanismer fra alger 7. Udskift Rubisco med en type, som er tilpasset den nuværende CO₂ -koncentration 8. Undgå fotorespiration (en proces hvor O2 binder sig i stedet for CO2 og altså fører til mindre fotosyntese) 9. Optimer regenerering af ribulose-1.5 bisphosphate (RubP), som er det molekyle, CO2 indbygges i 10. Transmitter mere lys ned i afgrøden, så bladene i bunden bidrager til fotosyntesen Effekti- vi tetsfor øgelse 10-30 pct. 30 pct. 30 pct. 5-10 pct. 60 pct. 60 pct. 15-30 pct. 15 pct. 60 pct. 15-60 pct. Tabel: Oversigt over strategier, der kan forbedre fotosyntesens omsætningseffektivitet (εc) i C3 afgrøder forudsagt af den matematiske model (4). MAD NOK ÅR 2050? MOMENTUM+ NR. 2 2018 17 FOTO: BERT WIKLUND
Download PDF fil
Arkiv