Wat gebeurt er in een plant tijdens droogte?

Water is essentieel voor vrijwel alle processen in een plant. Het is nodig voor fotosynthese, transport van nutriënten en de groei van cellen. Wanneer er minder water beschikbaar is dan de plant nodig heeft, ontstaat droogtestress. De plant probeert zich dan aan te passen om waterverlies te beperken en zo lang mogelijk te blijven functioneren.

Maar wat gebeurt er precies in een plant tijdens droogte? En welke gevolgen heeft dit voor groei, wortelontwikkeling en opbrengst?

Van watertekort naar droogtestress

Een plant neemt water voornamelijk op via de wortels. Via het vaatstelsel wordt het water vervolgens naar de bladeren getransporteerd. Tegelijkertijd verliest de plant water via kleine openingen in het blad, de huidmondjes.

Onder normale omstandigheden is er een voortdurende waterstroom door de plant:

Bodem → wortels → stengel → bladeren → atmosfeer

Tijdens een droge periode neemt de hoeveelheid beschikbaar water in de bodem af. Daardoor wordt het voor wortels steeds moeilijker om voldoende water op te nemen. Tegelijkertijd kan de verdamping vanuit de bladeren hoog blijven, vooral bij hoge temperaturen en een lage luchtvochtigheid.

Wanneer de watertoevoer niet meer voldoende is om het waterverlies te compenseren, ontstaat droogtestress.

De eerste reactie: huidmondjes sluiten

Een van de eerste reacties van een plant op droogte is het sluiten van de huidmondjes. Dit zijn kleine openingen in het blad die de uitwisseling van gassen regelen. Via de huidmondjes komt koolstofdioxide (CO₂) de plant binnen voor fotosynthese. Tegelijkertijd verlaat water de plant via deze openingen door verdamping. Bij droogtestress sluit de plant de huidmondjes gedeeltelijk of volledig om waterverlies te beperken. Dit is een belangrijke overlevingsstrategie, maar heeft ook een keerzijde:

Minder waterverlies → minder CO₂-opname → minder fotosynthese

De plant bespaart dus water, maar kan daardoor ook minder energie en biomassa produceren.

Wat gebeurt er met de fotosynthese?

Fotosynthese is het proces waarmee planten met behulp van licht, water en CO₂ suikers produceren. Deze suikers vormen de basis voor groei en ontwikkeling. Wanneer de huidmondjes tijdens droogte sluiten, komt minder CO₂ het blad binnen. Hierdoor kan de fotosynthese afnemen. Bij langdurige droogte kunnen daarnaast andere processen in de plant worden beïnvloed. Hierdoor neemt de groeisnelheid verder af. Voor de plant betekent dit onder andere:

• minder bladgroei;
• minder biomassaproductie;
• minder wortel- en scheutgroei;
• een vertraagde ontwikkeling;

De mate waarin dit gebeurt, hangt sterk af van het gewas, de groeifase, de duur en intensiteit van de droogte en de omstandigheden vóór en tijdens de stressperiode.

De rol van wortels

De wortel is de verbinding tussen de plant en het beschikbare water in de bodem. De hoeveelheid en verdeling van de wortels hebben daarom grote invloed op de mogelijkheden van een plant om water op te nemen.

Bij beperkte waterbeschikbaarheid kan een plant haar wortelgroei en -verdeling aanpassen. Afhankelijk van de plant en de omstandigheden kan bijvoorbeeld relatief meer energie worden geïnvesteerd in wortelontwikkeling.

Een diep en goed ontwikkeld wortelstelsel kan toegang geven tot water uit diepere bodemlagen. Maar wortelgroei alleen is niet voldoende. Ook de bodemstructuur, bewortelbare diepte, poriënverdeling en hoeveelheid beschikbaar water bepalen hoeveel water daadwerkelijk bereikbaar is voor de plant.

Een gezonde wortelzone vormt daarom een belangrijke basis voor de omgang met droogte.

Hoe reageert een plant op aanhoudende droogte?

Wanneer droogtestress aanhoudt, verandert er steeds meer in de plant. De plant gaat haar beschikbare energie en assimilaten anders verdelen. Waar onder gunstige omstandigheden veel energie wordt geïnvesteerd in groei en ontwikkeling, verschuift de prioriteit tijdens droogte steeds meer naar overleving en bescherming.De plant kan de groei vertragen, de verdamping beperken, de verhouding tussen wortel- en bovengrondse groei aanpassen en suikers en andere verbindingen anders verdelen. Ook worden verschillende natuurlijke beschermingsmechanismen geactiveerd. Hierdoor kan een plant tijdelijk minder hard groeien, maar wel langer blijven functioneren onder moeilijke omstandigheden.

Droogte heeft daarnaast invloed op processen in de plant waarbij reactieve zuurstofverbindingen ontstaan. Deze verbindingen komen ook onder normale omstandigheden voor en spelen een rol in verschillende biologische processen. Bij stress kunnen ze echter in grotere hoeveelheden ontstaan. Wanneer de productie en opruiming hiervan uit balans raken, kan oxidatieve stress ontstaan.

De plant beschikt over natuurlijke beschermingsmechanismen om deze verbindingen te reguleren. Hoe goed een plant deze stress kan opvangen, bepaalt mede hoe lang zij een periode van droogte kan doorstaan.

Wanneer het watertekort verder toeneemt, stapelen de effecten zich op. De groei wordt sterker geremd en bij ernstige droogtestress kunnen bladeren slap gaan hangen, verkleuren of afsterven. Ook wortelgroei, bloei, vruchtzetting en de ontwikkeling van vruchten kunnen worden beïnvloed. Uiteindelijk kunnen zowel opbrengst als kwaliteit afnemen.

Wanneer deze effecten optreden, verschilt per gewas en groeifase. Een korte periode van droogte tijdens een minder kritische groeifase hoeft bijvoorbeeld niet dezelfde gevolgen te hebben als watertekort tijdens bloei of vruchtvorming.

Droogte is meer dan alleen een gebrek aan water

Droogte is meer dan alleen een gebrek aan water. De reactie van een plant op droogte wordt niet alleen bepaald door de hoeveelheid water in de bodem. Ook andere factoren spelen een rol, zoals bijvoorbeeld bodemstructuur, en de hoeveelheid organische stof. Daardoor kan hetzelfde gewas op twee verschillende percelen heel verschillend reageren op dezelfde droge periode.

Droogtestress is daarmee meer dan alleen een tekort aan water. Het is een complex proces waarbij de plant haar groei, waterhuishouding, energieverdeling en beschermingsmechanismen voortdurend aanpast aan de omstandigheden.

Wat kan een teler beïnvloeden?

Niet iedere factor is te beïnvloeden, maar een teler kan wel werken aan de omstandigheden waarin een gewas droogte moet doorstaan.

Een aantal belangrijke aangrijpingspunten zijn:

Bodem: een goede bodemstructuur en voldoende organische stof kunnen bijdragen aan een betere waterhuishouding.

Beworteling: een goed ontwikkelde en diepere wortelzone kan de toegang tot beschikbaar bodemwater vergroten.

Watermanagement: gericht beregenen en rekening houden met de waterbehoefte van het gewas kunnen helpen om water efficiënter in te zetten.

Teeltstrategie: rassenkeuze, gewasrotatie en het moment van verschillende teeltmaatregelen kunnen invloed hebben op de weerbaarheid van het gewas.

Plantondersteuning: biostimulanten kunnen, afhankelijk van samenstelling, gewas en omstandigheden, onderdeel zijn van een bredere strategie om natuurlijke processen van de plant tijdens perioden van abiotische stress te ondersteunen.

Samenvatting

Droogtestress is dus een complex proces waarbij meerdere systemen in de plant tegelijkertijd reageren. De plant probeert waterverlies te beperken, haar energie anders te verdelen en beschermingsmechanismen te activeren. Hoe goed een gewas met droogte kan omgaan, wordt bepaald door de combinatie van bodem, wortels, plant, teeltstrategie en weersomstandigheden.

Daarom begint omgaan met droogte niet pas wanneer het gewas zichtbaar slap staat. Een goede bodem, een sterke wortelzone en een passende teeltstrategie kunnen de basis vormen voor een gewas dat beter voorbereid is op perioden van watertekort.

De belangrijkste vraag is dan ook niet alleen: hoeveel water heeft een plant nodig? Maar vooral: hoe kunnen we de bodem en de plant zo ondersteunen dat beschikbaar water zo efficiënt mogelijk wordt benut en het gewas beter kan omgaan met droogtestress?