Eendenkroos: een nieuw Nederlands eiwitgewas. Cees Gauw. Ph.D. kandidaat & docent tuin- akkerbouw. www. h o g e s c h o o l v h l

Eendenkroos: een nieuw Nederlands eiwitgewas Cees Gauw Ph.D. kandidaat & docent tuin- akkerbouw.

1 w w w. h o g e s c h o o l v h l . n l

Inhoud • • • • •

Introductie waarom kroos Eendenkroossoorten Groeicondities Eiwit-groeicondities Eigen experimenten

• Evt. toegift ziekten en plagen in eendenkroos w w w. h o g e s c h o o l v h l . n l

Een van de belangrijkste plantaardige bronnen van eiwit is soja

Wereldwijd wordt er naar schatting 241 miljoen ton soja/jaar geproduceerd. Met een gemiddelde opbrengst van 2,3 ton/ha (V.S. 2,7 ton/ha). 3 Faostat.fao.org

w w w. h o g e s c h o o l v h l . n l

Teelt eiwitrijke gewassen in Nederland

de Rooij, 2013


Vraag naar eiwitrijke producten • Grote vraag naar eiwithoudende gewassen. – Veevoederindustrie gebruikt gemiddeld 1.800.000 ton soja/jaar 1 – Voor humaan gebruik en technische wordt 135.300 ton soja/jaar gebruikt 1 – Hiervoor is samen 708000 ha/jaar nodig

• De prijs van eiwitpreparaten en eiwithoudende materialen was in 2011:2 – – – – – – – –

Sojameel (40%) Sojaconcentraat (70%) Soja-isolaat (>90%) Aardappeleiwit (veevoeder) Aardappeleiwit (voedsel) >> Sojaboon Soja perskoek Maïs

€ 0,80 € 2,00 € 3,00 € 0,80 € 3,00 € 0,41 € 0,30 € 0,12

5 1. Hoste & Bolhuis, 2010 2. Mulder, van den Broek, Sanders, Bruins, & Scott, 2013


QuickScan duurzaamheid soja vs. eendenkroos

Eendenkroos komt voornamelijk goed uit de vergelijking door • Voedingsmiddelengebruik, • Gewasbeschermingsmiddelengebruik, • Teeltmogelijkheden, • Ruimtegebruik. de Wolff, Schipper, de Wit, de Groot, & van der Woude Ongepubliceerd


Soorten in Nederland In Nederland 3 families, minstens 6 soorten. • Definitieve morfologische determinatie is zeer lastig. Lemna spp. • Klein kroos (L. minor) – – – –

•

Bultkroos (L. gibba) – – –

•

Veel onderzocht Lijkt veel op L. minor maar dan dikkere fronds Voor promotieonderzoek.

Puntkroos (L. trisulca) – – –

•

Een van de meest onderzochte kroossoorten Geschikt voor toxiciteits-testen (veel over bekend) ~3 mm breed plat

Onderwater groeiend kroos Puntig ~3 mm

Dwergkroos (L. minuta) –

Kleinste Lemnasoort in Nederland


Soorten in Nederland In Nederland 3 families, minstens 5 soorten. Spirodela sp. • Veelwortelig kroos (Spirodela polyrrhiza) – –

De grootste kroossoort in Nederland (0,5-1 cm). Vaak rode onderkant

Wolffia sp. • Wortelloos kroos (Wolffia arrhiza) – – – – –

Zeer klein kroossoort (1-2 mm). Lijken op hele kleine eitjes Geen worteltjes Lekkerste? Wordt o.a. gegeten in Thailand

Christian Fischer


Groei kroos • Voornamelijk vegetatieve voortplanting. – Elke frond kan ongeveer 20 dochterfronds vormen. – Enige tijd na de vorming van de dochterfrond zal ook deze nieuwe dochterfronds gaan vormen. – Dit betekend dat exponentiele groei kan plaatsvinden totdat er een tekort ontstaat. – Door rond het breekpunt van B en C te telen is continuë exponentiele groei mogelijk, en daardoor zeer hoge opbrengsten. • Onder Nederlandse condities verwacht ik ongeveer 10-30 ton d.s./ha.

Cross, 2002

Fase A: lagfase Fase B: exponentiele groeifase Fase C: transitiefase Fase D: equilibrium fase


De groei van kroos is afhankelijk van onder andere nutriëntlevels, pH, temperatuur, licht en een aantal biotische factoren.1

1. Kufel, Strazalek, Wysikinska Blardzaka, Okninska & Rys 2012


Groeifactoren - plantdichtheid

11 Frédéric, Samir, Louise, & Abdelkrim, 2006


Groeifactoren – temperatuur en CO2

Lasfar, Monette, Millette, & Azzouz 2007 Landolt & Kandeler, 1987 Ook uit eigen observatie blijkt een behoorlijk snellere groei bij verhoogde CO2 concentraties.


Groeifactoren - NP

[conc. N]

[conc. P]

13 Lasfar, Monette, Millette, & Azzouz, 2007


Groeifactoren - Lichtintensiteit

Fig 2.22 Landolt & Kandeler, 1987

Lichtbron

Indicatie lux

Indicatie sterkte*

Assimilatie verlichting

8.000 lux

± 100-180 µmol/m²s

Direct zonlicht

100.000 lux

± 1.200 µmol/m²s

Daglicht, indirect zonlicht

10.00020.000 lux

± 125-250 µmol/m²s

Bewolkte dag

1.000 lux

± 30 µmol/m²s

* Ruwe schattingen


Opbouw • Ongeveer 6-20% is droge stof. • Hiervan is ongeveer: Eiwit Koolhydraten As Ruwe vezels Lipiden

min. 6,8 14 12 5,7 1,8

max. 45 43,6* 27,6 16,2 9,2 *80% mondeling gerapporteerd

* Landolt & Kandeler, 1987


Eiwit concentratie varieert sterk In de literatuur worden geregeld cijfers tussen de 20-40% gepubliceerd.


Eendenkroos eiwitconcentratie • Op dit moment is de aanname dat: – Dat de eiwitconcentratie afhankelijk is van de groeicondities.1 – Waarbij een snellere groei resulteert in meer eiwit en minder as en vezels.2

• Dit vertaald zich onder andere in: – Onder natuurlijke, arme, omstandigheden bevat kroos meestal tussen de 15-25% eiwit en 15-30% ruwe vezel 2, 3. • Zo bevatte kroos uit de vijver in Prinsentuin Leeuwarden afgelopen jaar bij meerdere metingen gemiddeld 19,3% eiwit.

– Onder ideale omstandigheden 35-43% eiwit en 5-15% ruwe vezel 2,3. • En hetzelfde kroos onder meer geconditioneerde omstandigheden al tot 29% eiwit.

• Dit betekend voor het telen dat het verstandig is om zo dicht mogelijk bij de optima te telen.

1.

2. 3.

Landesman, Chang, Yamamoto, & Goodwin, 2006 Skillicorn, Spira, & Journey, 1993 Leng, Stambolie, & Bell, 1995


Eiwit en plantdichtheid • Kroosdichtheid lijkt maar een marginale invloed op eiwitgehalte te hebben. • Het moment dat plantdichtheid echter voor een reële concurrentie om groeifactoren zorgt kan redelijkerwijs aangenomen worden dat plantdichtheid wel een sterk effect heeft op het eiwitgehalte. – Bij een hoge plantdichtheid zal er in ieder geval minder licht en nutriënten per plant beschikbaar zijn.

Lemna

Kg natgewicht m2

0,25

0,50

1,0

1,5

Celwandfractie%

32,9

34,4

32,2

32,9

Ruw eiwit%

11,8

11,4

12,0

12,2

Totaal beschikbare koolhydraten%

12,2

14,1

13,7

13,9

As%

25,5

27,1

25,6

23,5

18

Figuur: Frédéric, Samir, Louise, & Abdelkrim, 2006

Tucker 1981: nergens significant w w w. h overschil geschoolvhl.nl

Eiwit en temperatuur • Tussen temperatuur en eiwit lijkt een verband te zijn.

1

– Zowel in wortels als fronds.

• Onbekend of dit gelijk oploopt met de optimum temperatuur. 2.

1. Lasfar, Monette, Millette, & Azzouz, 2007 2. Lehman, Silk, Knight 1980


Eiwit en CO2 en lichtintensiteit • Zowel CO2 en lichtintensiteit direct van invloed op de fotosynthese. • Rubisco is een van de belangrijkste eiwitten in het fotosynthese proces en vormt een zeer groot gedeelte van het krooseiwit. • Echter de lage respons van Rubisco op zowel een lichtintensiteitsproef (0-2000 µmol/m²s) als een CO2 (0-1150 µmol/mol) proef doet vermoeden dat 30-50% van het Rubisco niet geactiveerd word zelfs onder goede groeicondities1.

Both from: Landolt & Kandeler, 1987 1. Martindale & Bowes 1996


Eiwit en fosfaat •

Fosfaat wordt onder andere gebruikt voor energietransport binnen de plant. –

–

In deze lijkt het indirect van invloed op eiwitpercentage van de plant. Wordt later verder besproken.

[conc. P] Lasfar, Monette, Millette, & Azzouz, 2007


Eiwit en stikstof en zwavel •

Eiwit bestaat voor een belangrijk deel uit stikstof en zwavel. – Er is een significant verband tussen opgeloste stikstof in water en opgenomen stikstof 1. – Een optimum lijkt rond de 48 mg N/l te liggen.

•

Eenzelfde verband kan verwacht worden tussen zwavel (sulfaat) en eiwit . – Hogere opname van NH4+ zorgt voor meer incorporatie van S042- in eiwit (normaal ~25:1 ratio) 2.

[conc. N] Lasfar, Monette, Millette, & Azzouz, 2007

Onderzoek

Stikstof en eiwit concentratie (mg N/l en % eiwit)

Mohedano, Velho, Costa, Hofmann, Filho 2012 L. punctata

14

44

28%

35%

Tu, Dong & Preston 2012 Duckweed

0

24

48

72

96

120

23,4%

23,4%

28,0%

30,6%

25,9%

26,4%

3,9

8,9

13,9

28,5

54,6

±10%

±10%

±11%

±13%

±16%

Landesman, Parker, Fedler & 0 Konikoff 2005 ±9% L. obscura

1. Kufel, Strazalek, Wysikinska Blardzaka, Okninska & Rys 2012

2. Brunhold & suter 1984


Voorbereidend inhoudstoffen experiment

Om een inschatting te kunnen maken van de reactiesnelheid en reactie-intensiteit is er een extra kleinschalig experiment uitgevoerd.


Voorlopige resultaten onderzoek naar invloed teeltcondities op eiwitfractie Eiwit concentratie over tijd = L. minor - kloonmix A 30,00

25,00

Eiwitpercentage

7,1 mM NO3-, 0,5 mM HPO4220,00 0,71 mM NO3-, 0,5 mM HPO42-

15,00

• 2 kroosmixen met L. minor. • ±450 cm2 bakken. • 4 behandelingen • 4 herhalingen • Wekelijks ±50cm2 geoogst.

0,0 mM NO3-, 0,5 mM HPO42-

10,00

7,1 mM NO3-, 0,0 mM HPO42-

5,00

0,00 0

5

10

15

20

25

30

35

Dagen na inzet

*

* Eiwitconcentratie d21 valt laag uit door misgaan destructiestap


Voorlopige resultaten onderzoek naar invloed teeltcondities op eiwitfractie Eiwit concentratie over tijd = L. minor - kloonmix B 30,00

25,00

Eiwitpercentage

7,1 mM NO3-, 0,5 mM HPO4220,00 0,71 mM NO3-, 0,5 mM HPO42-

15,00

• 2 kroosmixen met L. minor. • ±450 cm2 bakken. • 4 behandelingen • 4 herhalingen • Wekelijks ±50cm2 geoogst.

0,0 mM NO3-, 0,5 mM HPO42-

10,00

7,1 mM NO3-, 0,0 mM HPO42-

5,00

0,00 0

5

10

15

20

25

30

35

Dagen na inzet

*

* Eiwitconcentratie d21 valt laag uit door misgaan destructie


Voorlopige resultaten • Kroos ervaart een ‘schok’ bij transfer naar nieuw medium, deze duurt zeker 6 dagen. • Een hogere concentratie N is voordelig voor het percentage eiwit. – Onbekend tot welke waarden dit doorgaat. – N vermoedelijk beperkend na dag 13 bij 0,71 mM.

• Een lage concentratie P op langere termijn pas sterk negatief • Er was een duidelijk pigmentverschil te zien bij – 0,00 mM N op dag 6, – 0,71 mM N na dag 13, – 0,00 mM P na dag 21.


Nitraat gebrek 0,71 mM NO3-, 0,5 mM HPO42-

7,1 mM NO3-, 0,5 mM HPO42-

eiwit; 13,81

eiwit; 28,13

koolhydraten; 45,12

koolhydraten; 62,48

ruwe celstof; 18,98

ruwe celstof; 14,84

as; 15,01 vet; 3,77

as; 18,58

vet; 3,24

0,0 mM NO3-, 0,5 mM mM HPO42eiwit; 8,05

koolhydraten; 59,26

ruwe celstof; 19,50 vet; 2,22 as; 17,40

Ruwe cijfers: In alle gevallen wordt het gehalte koolhydraten met 6-18 % punten overschat. w w w. h o g e s c h o o l v h l . n l

Fosfaat gebrek 7,1 mM NO3-, 0,5 mM HPO42-

7,1 mM NO3-, 0,0 mM HPO42-

eiwit; 15,23

eiwit; 28,13

koolhydraten; 45,12

ruwe celstof; 18,98

koolhydraten; 61,54

ruwe celstof; 23,88

as; 15,15

as; 18,58

vet; 2,77 vet; 3,24

Ruwe cijfers: In alle gevallen wordt het gehalte koolhydraten met 6-18 % punten overschat. w w w. h o g e s c h o o l v h l . n l

Voorlopige resultaten • Koolhydraten worden waarschijnlijk met 6-18% overschat. • Desondanks; lage N en P concentraties lijken bevorderlijk voor koolhydraat concentratie. • Ruwe celstof, as en vet lijken niet direct beïnvloed te worden door N tekort. • Ruwe celstof mogelijk wel door P.


Ruwe opbrengstberekening •

•

7,1 mM NO3-, 0,5 mM HPO42– Totaal ds was 7,27g – 5,43g groei/21d – ≥ 15,5 ton ds/ha/jaar – ≥ 4,4 ton eiwit/ha/jaar – 7 ton koolhydraat/ha/jaar?

•


•


𝑂𝑝𝑏𝑟𝑒𝑛𝑔𝑠𝑡

𝑔 𝑐𝑚2 𝑗𝑎𝑎𝑟

≥

𝑔 𝑐𝑚2 21 𝑑𝑎𝑔𝑒𝑛 ∗ 270 𝑑𝑎𝑔𝑒𝑛 𝐵𝑖𝑗𝑔𝑟𝑜𝑒𝑖

7,1 mM NO3-, 0,0 mM HPO42– Totaal ds was 7,16g ds – 5,32g groei/21d – ≥ 15,2 ton ds/ha/jaar – ≥ 2,3 ton eiwit/ha/jaar – 9 ton koolhydraat/ha/jaar?


Tot slot Een aantal plantenziekten en -plagen tegengekomen tijdens teelt.


Oevervliegjes

James Lindsey at Ecology of Commanster w w w. h o g e s c h o o l v h l . n l www.vanhall-larenstein.nl

Waterlilly aphid


Algen, diverse soorten


Schimmels (Pythium?)


Pyrallid mot


Azolla


Gebrekverschijnselen?


Tot slot, vragen.

w w w. h o g e s c h o o l v h l . n l www.vanhall-larenstein.nl

Eendenkroos: een nieuw Nederlands eiwitgewas. Cees Gauw. Ph.D. kandidaat & docent tuin- akkerbouw. www. h o g e s c h o o l v h l

Recommend Documents