Tänkvärt!!!! De viktigaste faktorerna som påverkar hur bra en greenyta kan bli i rangordning!

Transkript

1

2 Dagens Program Presentation - inledning De grundläggande principerna för all växtlighet Kolhydratmetabolismen (Fotosyntes & respiration) Start workshop; Skötselstrategier mot yttre stress Yttre stressfaktorer Stress av skugga Temperaturstress Vattenstress Redovisning workshop Sammanfattning

3 Tänkvärt!!!! De viktigaste faktorerna som påverkar hur bra en greenyta kan bli i rangordning! 1. Platsen (växtförhållandena yttre stress) 2. Skötselnivån - resurser 3. Banpersonalens skicklighet 4. Konstruktionsmetod (Jim Moore USGA 2007)

4 En utmärkt referensbok för de som vill lära sig mera om dagens tema.

5 Den viktigaste biologiska processen Göteborg 14 mars 2011

6 Faktorer som påverkar fotosyntesen Temperatur CO 2 vatten Ljusintensitet Tillgänglig näring Bladytans storlek

7 Kolhydrat (socker) omsättningen hos gröna växter Fotosyntes Kolhydratproduktion. Respiration Energiproduktion där plantan nyttjar kolhydrater producerade vid fotosyntesen Energin används tillsammans med näring för att bygga upp plantan

8 Två grundläggande processer i Fotosyntesen: växter: CO 2 + H ljus C(H 2 O)n + O 2 Pågår i gröna växter när det är ljust (klorofyll) Respiration: C(H 2 O)n + O 2 Pågår i levande plantdelar dygnet runt CO 2 + H ATP

9 Fotosyntes och Respiration

10 Upptag av gas (vätska) i gröna blad

11 Växtceller med kloroplaster

12 Växtcell med kloroplast Image from Berg, L Introductory Botany - Plants, People and their Environment. Saunders College Publishing

13 Kloroplaster med klorofyll Här sker kolhydratbildningen

14 Klorofyllmolekyl

15 Fotosyntesens aktiva våglängdsomr.

16 Ljusupptag i Klorofyll (Thykaloid) Fotosyntesen Ljusreaktionen Tar elektroner från H 2 O och ger O 2 och (Energimolekyler) ATP

17 Fotosyntesen Mörkerreaktionen Calvincykeln I Kloroplast Enzymet Rubisco tar upp CO 2 med hjälp av ATP och ger hexos (kolhydrat)

18 Fotosyntesen Ljus- och mörkerreaktion

19 Cellandningen (Respirationen) Pågår i alla levande plantdelar, dygnet runt Skapar energi till växt, (blomning, underhåll etc).

20 Faktorer som påverkar Respirationen Temperatur Syre O 2 vatten Kolhydrater Tillgänglig näring

21 Mitokondrier Sköter om respirationen

22 Respirationen Glukos och O 2 energi, H 2 O och CO 2 1 Molekyl Glukos ger 36 ATP molekyler Glykolysen Glukos från fotosyntes oxideras till pyruvat och ATP Citronsyra Cykeln Mitokondrierna bryter ner pyruvat till CO 2 och ATP Andningskedjan Elektroner överförs från elektron bärare till O 2 och H 2 O proton gradient över inre mitokondie membran frigör ATP

23 Glukos från fotosyntes oxideras till pyruvat och ATP Glykolysen Sker i Cytoplasman ca 10 enzymstyrda steg

24 Citronsyracykeln Sker i Mitokondrierna fortsätter att bryta ner (oxidera) pyruvat till CO2 och ATP

25 Andningskedjan Sker i mitokondrier (oxidativ fosforylering) Elektroner överförs från elektron bärare till O 2 och H 2 O proton gradient över inre mitokondiemembran frigör ATP 1 Glukos ger 36 ATP

26 Respirationen Sker i Mitokondrierna

27 Hur används fotosyntesens kolhydrater Växt Kväve (Irreversibel volymökning) Kolhydrater (socker) Andning (respiration) Vatten ATP = energi Underhåll Näringsupptag Transport Försvar Symbioser Läckage från rötterna O 2 (ofta begränsande i jorden) Blomning / frösättning Lagring En stark planta har råd med detta!

28 Stress på grund av skugga

29 Ljusinstrålning mot en bladyta Ljusinstrålning (från solen eller en lampa) Reflektion av & tillbaka Transmission genom bladet

30 Lägre ljusintensitet

31 Plantan & ljusintensiteten Kompensations punkten 150 µmol/m 2 /s 1800 mmol/m 2 /s

32 Plantan & ljusintensiteten Ca 800 mmol/m2/s Mättnadspunkten 0 mmol/m2/s 1800 mmol/m2/s

33 Ljusintensitetens Mättnadspunkt Vid denna ljusintensitetsnivå, fångar plantan upp maximalt med energi genom fotosyntesen Redan vid lätt skugga från ex.vis lätta moln sjunker ljusintensiteten snabbt under mättnadspunkten Hur lång tid man har ljusmättnaden under dygnet spelar stor roll för enregiinlagringen - märks tydligast på hösten

34 Är fotosynteskapaciteten (bladytan) tillräckligt på hösten? Bör klipphöjden ökas? 3 mm 4.5 mm 5 mm 7.5 mm Krypven Trygve Aamlid bioforsk Rödsvingel

35 Fotosyntes - Ljuskvalité Vid fotosyntes är inte alla färger i ljusspektrumet lika viktiga Endast en del av ljuset absorberas av klorofyllet och andra pigmenter Denna absorberbara del av spektrummet kallas PAR Photosynthelically Active Radiation (Fotosyntetiskt aktiv strålning)

36 Absorption av klorofyll a & b Dessa våglängder reflekteras av bladet eller passerar igenom det Våglängder i nanometer

37 Ändringar i mikroklimatet beroende på skugga utöver bristen på ljus Mindre luftrörelser Högre luftfuktighet Längre perioder med dagg Högre CO 2 -nivåer Jack Fry Ph.D. Kansas St. Univ. & Bingru Huang Ph.D. Rutgers univ.

38 Viktiga effekter av skugga på gräs Anatomiskt Tunnare kutikula Mindre kloroplaster Morfologiskt Tunnare smalare blad Längre blad och internoder Mindre skottäthet Mer upprätt växtsätt Jack Fry Ph.D. Kansas St. Univ. & Bingru Huang Ph.D. Rutgers univ.

39 Viktiga effekter av skugga på gräs Fysiologiska Högre klorofyllinnehåll Större produktion av gibberellinsyra Mindre fotosyntes Mindre respiration Mindre Transpiration Högre vätskeinnehåll Mindre kolhydratreserver Jack Fry Ph.D. Kansas St. Univ. & Bingru Huang Ph.D. Rutgers univ.

40 Vad man kan förvänta sig av skuggade greener Tunnare gräsbestånd Blöta under längre tid Mer sjukdomar Sämre slitagestyrka Sämre läkningsförmåga Jack Fry Ph.D. Kansas St. Univ. & Bingru Huang Ph.D. Rutgers univ.

41 57º 30º 20. juni 20.september Tag foton vid olika tidpunkter på året

42 Dokumentera skuggproblemen Ny typ av ljusmätare Mäter totala instrålningen under dagen

43 Dokumentera skuggproblemen Iphone applikation

44 Skötsel av gräs i skugga Viktigaste redskapet for att få en stark gräsplanta?

45 Skötsel av gräs i skugga Gräsarter/sorter Välj mer skuggtoleranta Klipphöjder höga Näring lågt N, Högt Fe & K Bevattning mindre mängd och frekvens Luftning Oftare för att förbättra dränering & minska kompaktion Fungicider Noggrannare kontroll av svamptryck Användning av PGR Kontrollera vertikal tillväxt och förbättra kvalitén Jack Fry Ph.D. Kansas St. Univ. & Bingru Huang Ph.D. Rutgers univ.

46 Skuggtolerans hos våra vanliga gräs Rankning Mycket bra Mindre bra Dåligt Gräsart Brunven Rödsvingel Hårdsvingel fårsvingel Creeping bentgrass Rödven Ängsgröe vitgröe Rajgräs Jack Fry Ph.D. Kansas St. Univ. & Bingru Huang Ph.D. Rutgers univ.

47 Primo och skugga Primo har visat sig höja kvalitén särskilt på gräs i skugga Tätheten hos krypven förbättrades med nästan 20% med Primo i en studie i Michigan under 80% skugga. Jack Fry Ph.D. Kansas St. Univ. & Bingru Huang Ph.D. Rutgers univ.

48 Gräsklipp i % av kontrollruta Vägt gräsklipp av krypven behanlat med trinexepac-ethyl (Primo) Core-aerify Primo Control Dagar efter behandling file:///c:/documents%20and%20settings/hp_owner/clipping PGR's weights of creeping bentgrass plots treated with trinexepac-ethyl

49 Stressfaktor Temperatur Göteborg

50 Orsaker till Temperaturstress För höga temperatur För låga temperaturer Ofullständig härdning Is- och vattenskador Frystorka Reservnäringsutarmning

51 Värmestress uppstår vid temperaturer över 35 o C

52 Gräsets härdning påverkas av Temperatur Ljus Omgivande miljö Genetiska egenskaper Gräsplantans status

53 Positiva faktorer hos växt för optimal härdning Slutar tillväxt tidigt på höst Härdar snabbt, gärna vi hög temperatur Avhärdar långsamt Stimuleras ej så lätt till tillväxt

54 Optimalt väder för härdning Klara, soliga dagar Stegvis temp. sänkning (diff. dag/natt) Temperaturintervallet: +8 till 0 grader under 1 månad

55 Härdning Vad händer i plantan Tillväxt avstannar Fortsatt fotosyntes (< 0 grader fotosyntes upphör) Hormonbalans ändras Cellmembranets genomsläpplighet ändras Fritt vatten minskar Fördelning av kolhydrat ändras Ökning av proteiner och fetter (skydd substans)

56 Frostskada Mekaniska skador ex. Spel på frost! Hög vattenhalt i gräset Krossade celler i tillväxtpunkten - död Genom härdning lägre vattenhalt = tåligare

57 Skada på tillväxtpunkt Celldelning sker i tillväxtpunkt Död tillväxtpunkt: Ingen återhämtning/tillväxt Tillväxtpunkt: gräs Tillväxtpunkt ofta skyddad just under markytan

58 Frysskador i växten Årstidsskiften : Sen höst / tidig vår Extrem kyla eller snabba temperaturfall på ohärdat gräs Varm temp på våren startar plantan problem om temperaturen sjunker Växlingar tö/frysning

59 Frysskador i växten (Crown Hydration) Iskristaller bildas inne i cellen/mellan som punkterar cellmembran Ju högre vatteninnehåll i växten desto större risk för cellskador Ökad risk; ytor som håller vatten Vanligt vid extrema växlingar i temperatur Ofta sen vinter

60 Hur och var uppstår skadan? Bladanlag Tillväxtpunkt Rotanlag

61 Tillväxtpunkt Invintrad cell

62 Cell förbereder tillväxt Cell börjar att ta upp vatten

63 Iskritallerna växer och dehydrerar cellen

64 Skada i cellens membran läckage av lösta ämnen

65 Reservnäringsutmattning Respiration pågår även under vintern Dåligt med ljus, skadad växt, långvarigt snötäcke, svamp, sen N-gödsel Respiration: C 6 H 12 O 6 + O 2 CO 2 + H Energi

66 Reservnäringsutmattning Låg instrålning Ev. icke optimal gödsling N mm Långvarigt snö/istäcke Skador på växt, Slitage svamp

67 Reservnäringsupplagring Störst lager vid invintring, lägst i mars-maj Mest reservnäring finns i stjälk, utlöpare och blad Prioritering av reservnäring: Hög prio: Tillväxt, Andning, Underhåll Låg prio: Lager, Reserver

68 Torkskador (decissation) Torra vindar och låg relativ luftfuktighet Plantan kan inte ersätta vattnet som torkar bort eftersom marken är frusen Höjdpunkter, lutande ytor, kraftiga vindar Frystorka

69 Tjock Thatch Frystorka Tjock Thatch = Stor risk för Frystorka Photo courtesy of Dave Minner

70 Undvik uttorkning på våren Skydda plantorna mot uttorkning Täck greenerna med dressmaterial, eller med duk! Starta bevattningen så fort som möjligt, eller använd vattentunna!

71 Kvävning Vad händer med gräset under Solid is? inget gasutbyte i plantan Brist på syre(o 2 ) (anaerb miljö) Ansamling av giftiga gaser och nerbrytprod. CH 4, CO 2, etanoler, H 2 S, smörsyra mm Cellprocesserna avtar och planta dör

72 Syrebristskador Gräs på jord med högre organiskt innehåll är mycket mer utsatta för syrebristskador. Poa annua är känsligare för syrebristskador än vengräs Plantor som inte är tillräckligt härdade aktivitet under isen.

73 Istäcke är oftast inte den enda anledningen till att gräset dör Skadorna kommer oftast från: Låga temperaturer när isen bildas Växlande väder varmt /kyla Isbildning i cell som spränger cellmembran. Is leder kyla bättre än snö

74 Förutse överlevnaden på greenerna? Ta in prover under hela vintern från greenerna och sätt dom i en blomkruka i verkstaden (acklimatisering)

75 Vattenstress & bevattning

76

77 Till vad används vattnet i plantan?

78 Hur sker vattentransporten i plantan? En skillnad i vattenpotential (tryck) mellan luft och jord skapar vattentransport från rötter till bladen.

79 Luft- - lägst vattenpotential Blad lägre vattenpotential Rötter lägre vattenpotential jord högst vattenpotential

80 Transpiration kontrolleras i huvudsak av 3 faktorer Inre resistans Yttre skyddlagrets resistans Ångtrycksskillnader mellan luften och bladet

81 Vattenupptaget styrs av mängden rötter Rotmängd påverkas av: Miljö vattenhalt Temperatur Jordens egenskaper Skötsel Gödsling, bevattning klippning, luftning m.m Foto: Jack Fry & Bingru Huang

82 För mycket vatten? Vattenfylld mark - syrebrist plantan dör! Lösningen heter avvattning av något slag Foto: Jim Moore USGA

83 Förbättra infiltration och reducera kompaktion för att stimulera rottillväxt

84 Den första reaktionen på lätt torkstress är reducerad cellsträckning (växt) Därefter påverkas de båda processerna: Fotosyntes: och Lys CO 2 + H 2 0 C(H 2 O) n + O 2 Klorofyll Transpiration (avdunstning från bladverket) Sukker som båda är avhängiga av stomata i bladen Trygve Aamlid Bioforsk

85 Bladytan innehåller ett tätt nät av Stomata (klyvöppningar) Icke saftspänt: stängt Saftspänt: öppet Hos våra gräsarter är det flesta klyvöppningarna på översidan av bladen pr mm 2 på översidan pr mm 2 på undersidan (Fry & Huang 2004) Trygve Aamlid Bioforsk

86 Gräsets reaktion på ökande torkstress Lätt torkstress Bladcellerna mister % av turgortrycket Cellsträckning (växt) i bladen avtar Rötterna upprätthåller växten genom osmotisk justering. Mer av plantans fotosyntesprodukter går till rötterna. Djupare rötter. Hit kan vi med fördel stressa gräset, men inte längre! Trygve Aamlid Bioforsk

87 Gräsets reaktion på ökande torkstress Ökad torkstress klyvöppningarna stänger sig helt, antingen som en direkt följd av tryckfallet i stängningscellerna eller indirekt på grund av planthormonet absisinsyra (ABA). ABA produceras i rötterna och transporteras till bladen som en signal om att rötterna börjar att få problem med att ta upp tillräckligt med vatten. Stängda klyvöppningar betyder fotosyntesen stannar av på grund av CO 2 -brist. Trygve Aamlid Bioforsk

88 Gräsets reaktion på ökande torkstress Ytterligare ökad torkstress Turgortrycket i bladcellerna faller till 50-60%. Gräset mister elastisteten. Fotavtryck syns. Bladen blir mjuka och slappa Trygve Aamlid Bioforsk

89 Gräsets reaktion på ökande torkstress Hård torkstress Cellemembranen mister kontakt med cellväggarna p.g.a. att dessa er för styva för att följa med när cellen skrumpnar. Bestående skador på cellmembranen. Bladen vissnar och faller av.

90 Hur stor är vattenbehovet i verkligheten: Transpiration (från bladverket) + Evaporation (från jord ) = Evapotranspiration (ET) Guttation på grund av rottryck

91 En modern metod är att beräkna ET utifrån data från en väderstation som registererar solinstråling luftemperatur relativ luftfuktighet vind Detta värde kallas ET 0 (referans ET) Kan det användas direkt för att bestämma bevattningsmängder? Foto: Trygve Aamlid

92 RESULTAT Försök Landvik: Vattenförbrukning hos olika gräsarter på green 27.maj 2. juni 2009 Daily water use, mm Daily water use, mm Daily water use, mm Daily water use, mm Rödsvingel a) Festuca rubra var. 'commutata 'Center' c) Agrostis capillaris 'Barking' Rödven Förbruk vid daglig vattning till fältkapacitet Referens- ET från Väderstation Brunven Date d) Agrostis canina 'Legendary' Date e) Agrostis stolonifera 'Independence' Förbrukning utan vattning Krypven Date Date Trygve Aamlid Bioforsk

93 Konklusioner så här långt, vattenförbrukning Hos alla arter är vattenförbrukningen betydligt större den första dagen efter bevattning till fältkapacitet. För att spara på vattnet bör vi därför undvika att vattna till fältkapacitet. Genom att hålla tillbaka bevattningen kan vi reducera gräsets höjdtillväxt med ca. 20 % utan att det går väsentlig ut över färg / kvalitet. Det är klara skillnader mellan olika underarter, coh särskilt mellan olika sorter, av rödsvingel i torktolerans. I fröblandninar till fairways utan bevattning bör också sorter med långa utlöpare vara med. Trygve Aamlid Bioforsk

94 Frc Rödsvingel Frc Frr Frr Frc Frc Frr Frt Frc Frt Frr Frc Frc Frc Frc Frc Frc Frc Frr Frt Ravel 1 Spire Golf Fairway (FK) Bargold Bizet 1 Spire Arena (FK) Esquire Strand Brænderi fairway Kaitos Rajgräs SW ER 7026 Blandningar Norsk fairway Mozart 1 Ängsgröe Natasha Bareuro Vesuvius Pantion Bartender Larus Ronja Conni Limo -sine Från ett tidigare SCANTURF-försök, Landvik Foto: Trygve Aamlid

95 Hur vattnar vi bäst? Är underskottsbevattning rätt metod?

96 Vad menar vi med underskottsbevattning? Aldrig vattna till full fältkapacitet. Gräset exponeras för ett moderat, men relativt konstant underskott (lätt torkstress)

97 mm underskott Bevattningstrategier Dag nummer efter mättning av rotzonen Lite och ofta till fältkapacitet (mättningsvattning) Underskottsvattning Mycket och sällan till fältkapacitet (torkbaserat vanning)

98 Pågående försök med underskottsvattning Bioforsk Norge på green: Krypven Independence 1.0 % organisk material (torv) i rotzonen Foto Trygve Aamlid

99 Visuell kvalitet,rotmängd och spelkvalitet, första försöksperioden Visuellt helhetsintryck (1-9) Bollrull med forkortad stimpmeter (cm) Hårdhet (gravities) Torrvikt av rötter vid avslutning av första försöksperioden g/m mm depth > 50 mm depth (7 obs.) (2 obs.) (3 obs.) 1. Mättn. Vattning 6x pr vecka b b 2. fältkap. 2x pr vecka b b 3. Torkbaserad vattning 1x pr vecka a a 4. Underskottsvattning 6x pr vecka ab b 5. Underskottsvattning 2x pr vecka ab b 6. Underskottsvattning 1x pr vecka a a P-value 0.06 > > Trygve Aamlid Bioforsk

100 Aktuell summering: Underskottsvattning, var dag eller 2ggr/veckan, gav lika bra greenkvalité som torkbaserad vattning. Hårdheten i greenerna ökte i ordningsflöjden; daglig vattning - fältkapacitet underskottsvattning-torkbaserat På kort sikt hade olika vattningsstategier ingen inverkan på bollrull. Vattenförbrukningen vid underskottsvattning 2 eller 6 x pr vecka var ca 2/3 av åtgången vid vattning till fältkapacitet 1x pr vecka. Rotutvecklingen på djupet var bäst med torkbaserad vattning

101 21.juni 2010 avslutning av första försöksperioden Rutor med underskottsvattning 1x pr vecka skilde sig ut negativt Foto: Tryggve Aamlid

102 Andra åtgärder att spara vatten Mät vattenhalten i marken

103 Förbättra bevattningseffektiviteten & jämnhet med en bevattningsrevision kompletterat med handvattning Foto: Jack Fry PhD & Bingru Huang PhD

104 Minska ytorna med bevattnat gräs Foto: Jack Fry PhD & Bingru Huang PhD

105 Gräsart Stress Sammanfattning: Hur tål gräsartena för green olika stressfaktorer värme Kyla Torka Skugga Mekanisk Lite näring Svamp Krypven Brunven Rödven Rödsvingel Vitgröe Källor: Prof Aamlid, Bioforsk, Jack Fry Ph.D. Kansas St. Univ. & Bingru Huang Ph.D. Rutgers univ.prof Bert McCarty Clemson univ.

106 Slutligen - kan det vara så? De viktigaste faktorerna som påverkar hur bra en greenyta kan bli i rangordning! 1. Platsen (växtförhållandena yttre stress) 2. Skötselnivån - resurser 3. Banpersonalens skicklighet 4. Konstruktionsmetod (Jim Moore USGA 2007)