k u n d i g e i n s t i t u t e n v a n 7 - 1 7 o k t o b e r 1 9 6 2 d o o r
d r . W . v a n D r i e l D o e l v a n de r e i s .
1. Uitwisseling van e r v a r i n g e n betreffende de b i o c h e m i s c h e a s p e c t e n van de ijzervoeding van de plant en gebruik van synthetische chelaten d a a r b i j ,
2. V e r z a m e l i n g van gegevens voor de formulering van de t e c h n i s c h e e i s e n voor de c o n s t r u c t i e van een g r o e i k a b i n e t .
Bij het e e r s t e punt w e r d bij elk bezoek e e r s t een k o r t exposé (15-25 minuten) gegeven van d o e l s t e l l i n g , werkwijze en r e s u l t a t e n van het eigen onderzoek, w a a r n a m e e s t a l een s t e r k g e r i c h t e d i s c u s s i e volgde. Op deze wijze w e r d het m e e s t e profijt getrokken van de e r v a -r i n g e n van de desbet-reffende o n d e -r z o e k e -r s . D a a -r n a a s t zijn ook a n d e -r e o n d e r w e r p e n aan de orde g e w e e s t . De instituten, de o n d e r z o e k e r s en de door hen b e s t u d e e r d e o n d e r w e r p e n w a r e n uitgekozen door b e s t u d e -ring van de Index of A g r i c u l t u r a l R e s e a r c h , Scientific R e s e a r c h in B r i t i s h U n i v e r s i t i e s en de l a a t s t e j a a r b o e k e n van de i n s t i t u t e n
R o t h a m s t e d , Macauly, Long Ashton en E a s t Mailing, D a a r n a a s t was u i t e r a a r d in de loop d e r j a r e n door l i t e r a t u u r o n d e r z o e k een indruk v e r k r e g e n , aan welke o n d e r w e r p e n op bepaalde p l a a t s e n g e w e r k t w e r d . 8 oktober 1962, National Institute of A g r i c u l t u r a l E n g i n e e r i n g , Growth
C h a m b e r D e p a r t m e n t (dr. G . A . C a r p e n t e r ) .
Het N . I . A . E . heeft een a p a r t e afdeling voor de b e s t u d e r i n g van de t e c h n i s c h e en t h e o r e t i s c h e a s p e c t e n van de c o n s t r u c t i e van g r o e i k a -m e r s en - k a b i n e t t e n . Tot nu toe is v o o r a l veel aandacht b e s t e e d aan het licht. De b e l i c h t i n g s i n t e n s i t e i t en de gelijkmatige v e r d e l i n g van het licht in het kabinet zijn ongetwijfeld de knelpunten. De conditionering" ( t e m p e r a t u u r en vochtgehalte) is t e c h n i s c h geen p r o b l e e m ; het i s e e r - ' d e r de moeilijkheid een e c o n o m i s c h a a n v a a r d b a r e oplossing te r e a l i s e -r e n . De i n d u s t -r i e heeft veel belangstelling voo-r dit p -r o j e c t en heeft r e e d s een of m e e r p r o t o t y p e n volgens NIAE-ontwerp g e m a a k t . Het NIAE heeft nu v i e r g r o e i k a b i n e t t e n w a a r o n d e r een c o m m e r c i ë l e versie«
V o o r ons zijn de volgende punten van belang:
In verband m e t een optimale lichtverdeling wordt een kabinet gun-s t i g e r geacht dan een g r o e i k a m e r . E e n vierkant kabinet igun-s w e e r b e t e r dan een l a n g g e r e k t .
C o n s t r u c t i e - en exploitatiekosten worden vooral bepaald door de v e r l a n g d e l i c h t i n t e n s i t e i t . P r a k t i s c h b e r e i k b a a r i s m o m e n t e e l 1 / 4 - 1 / 5 van vol zonlicht. Ook een vochttoestand die s t e r k afwijkt van de n a t u u r -lijke, v e r e i s t k o s t b a r e m a a t r e g e l e n .
Een koeling nodig om de w a r m t e d e r l a m p e n af te v o e r e n in twee t r a p p e n is e c o n o m i s c h e r dan een koeling in één t r a p , omdat dan m i n d e r vocht aan het s y s t e e m wordt onttrokken.
Als l i c h t b r o n voldoet een r e e k s T. L, -buizen (fluorescentiebuizen) uitstekend; om e e n optimale b e d r i j f s t e m p e r a t u u r voor de buizen t e v e r -z e k e r e n (30°C) m o e t de-ze af-zonderlijk t h e r m o s t a t i s c h g e r e g e l d worden, bijv. m e t een v e n t i l a t o r die a u t o m a t i s c h a f g e s c h e r m d w o r d t . De afscheiding t u s s e n kabinet en l a m p e n r u i m t e kan m e t het m i n s t e l i c h t v e r l i e s m e t een bepaalde p l a s t i c folie worden b e w e r k s t e l l i g d . De l i c h t o p -b r e n g s t van T . L . --buizen v a r i e e r t m e t de netspanning; deze moet dus g e s t a b i l i s e e r d zijn. Omdat de lichtopbrengst gedurende de e e r s t e 1000
-2-- 2
b r a n d u r e n s t e r k afneemt, i s het b e t e r de buizen e e r s t g e d u r e n d e deze tijd buiten het kabinet te l a t e n b r a n d e n (onder s t a n d a a r d c o n d i t i e s ) . De hoeveelheid licht kan nog verhoogd worden door twee r i j e n T . L . b u i -zen boven e l k a a r te m o n t e r e n . Voor een g r o t e r e b e d r i j f s z e k e r h e i d is het van belang een goed m e r k v e r l i c h t i n g s a r m a t u u r t e gebruiken, bijv. van P h i l i p s .
De uiteinden van de T . L . -buizen die geen of niet uniform licht geven, m o e t e n buiten het kabinet vallen. De h o r i z o n t a l e en v e r t i c a l e licht verdeling wordt s t e r k v e r b e t e r d indien de wanden een t o t a l e l i c h t -reflectie v e r t o n e n , en het kabinet bij benadering v i e r k a n t i s . A l s r e f l e c t e r e n d m a t e r i a a l i s een spiegel het b e s t e , m a a r ook Al-folie of g e m e t a l i s e e r d e t e r y l e n e f o l i e (Melinex, I. C. I. ) k a n w o r d e n a a n b e -volen. Het is opvallend dat m e t s p i e g e l s i e d e r randeffect verdwijnt, omdat de p l a n t e n oneindig vaak w e e r s p i e g e l e n , w a a r d o o r elke plant a l s het w a r e in e e n oneindig u i t g e s t r e k t e populatie s t a a t .
E e n c o m m e r c i e e l g r o e i k a b i n e t van 130 x 130 c m bij 90 c m hoog, dat a a n bovengenoemde e i s e n voldoet, kost in Engeland ƒ 2 2 . 0 0 0 , - . Bij 240 volt netspanning i s de a a n s l u i t w a a r d e van de v e r l i c h t i n g 26 a m p e r e , de m a x . w a a r d e voor de v e r w a r m i n g 25 a m p e r e en voor de koeling 8 a m p e r e , s a m e n dus 59 a m p e r e . Het gemiddelde v e r b r u i k ligt u i t e r a a r d aanzienlijk l a g e r .
De c o n s t r u c t i e k o s t e n kunnen i e t s gedrukt w o r d e n door een k l e i n , goed g e ï s o l e e r d v e r t r e k in te r i c h t e n a l s g r o e i k a b i n e t , w a a r b i j de eigenlijke k w e e k r u i m t e m e t r e f l e c t e r e n d m a t e r i a a l wordt a f g e s c h e r m d . E e n b e s p a r i n g in i n s t a l l a t i e - en b e d r i j f s k o s t e n geeft dit e c h t e r n i e t . L i t . r G . A . C a r p e n t e r , L. J. Mousley, J . A g r . E n g . R e s . 5 (I960) 2 8 3 - 3 0 6 . 9 oktober 1962: R o t h a m s t e d E x p e r i m e n t a l Station, H a r p e n d e n .
D r . P i r i e , hoofd van de b i o c h e m i s c h e afdeling heeft voor de ontvangst en het p r o g r a m m a g e z o r g d . Behalve enkele o r i ë n t e r e n d e g e -s p r e k k e n heb ik niet u i t v o e r i g m e t h e m van gedachten g e w i -s -s e l d .
D r . HUMPHREYS (botanische afdeling) w e r k t over b l a d g r o e i , s p e c i a a l in verband m e t g i b e r e l l i n e w e r k i n g en m e t die van de d w e r g g r o e i b e -v o r d e r e n d e , q u a t e r n a i r e a m m o n i u m -verbindingen (bij-v. CCC). Het blijkt dat bij t o e p a s s i n g van h e t l a a t s t g e n o e m d e type verbindingen h e t bladoppervlak s t e r k t o e n e e m t , m a a r de afstand d e r i n t e r n o d i ë n af-n e e m t . De fotosyaf-nthese gaat e c h t e r a c h t e r u i t omdat e r m i af-n d e r steaf-ngel b e s c h i k b a a r is om s u i k e r s in op t e hopen. Ook bij bespuiting m e t
g i b e r e l l i n e z u u r op a a r d a p p e l b l a d t r a d e e n s t e r k e g r o e i b e v o r d e r i n g in h e t blad op, m a a r niet in de s t e n g e l s . De l e n g t e g r o e i bleek h i e r t e v e n s af t e hangen van de b e s c h i k b a r e bodem stikstof: weinig N wel, v e e l N geen l e n g t e g r o e i .
Bespuitingen m e t g i b e r e l l i n e z u u r hadden ook invloed op k n o l p r o -ductie, k n o l v o r m en lengte van de r u s t p e r i o d e .
Enkele i n t e r e s s a n t e methoden w e r d e n e r b e s p r o k e n en g e d e m o n -s t r e e r d :
De telling van het aantal cellen p e r bladschijfje. De bladschijfjes w e r d e n behandeld m e t p e c t i n a s e en EDTA, w a a r d o o r na twee dagen incubatie alle cellen los van e l k a a r k w a m e n en net a l s b l o e d l i c h a a m p j e s onder de m i c r o s c o o p geteld kunnen worden.
P r o e v e n m e t bewortelde b l a d s t e k k e n . Snijbonen worden opge-kweekt tot het e e r s t e p a a r b l a d e r e n goed ontwikkeld"is; deze worden m e t b l a d s t e e l afgesneden en beworteld op Hoagland-oplossing (halve
s t e r k t e , no. 1) eventueel m e t 10 d . p . m . indolazijnzuur (IAA) a l s groeistof. De twee b l a d e r e n zijn genetisch geheel gelijk en v e r t o n e n
niek. Bij proeven over de invloed van de worteltemperatuur op synthese en chlorophyllvorming bleek dat bij lage temperatuur de foto-synthese wel, maar de chlorophyllvorming niet geremd werd. Het is dus van groot belang de worteltemperatuur te beheersen. Niet alle bladstekken bewortelen even gemakkelijk; aardappelblad vormt een callusweefsel; pas bij behandeling met 40 d . p . m . IAA worden wortels gevormd.
Dr. MANN (biochemische afdeling) houdt zich met zijn medewer-k e r s al jaren bezig met het onderzoemedewer-k van de eigenschappen van het plantenenzym amine oxydase. Het is gelukt een zuiver enzympreparaat te bereiden, waarmee alle verdere onderzoekingen worden uitgevoerd. De enzymactiviteit wordt geremd door enkele chelaten (als DDC, o-phenanthroline, hoge concentraties EDTA), wat erop zou kunnen wijzen dat het enzym een metaal bevat als prosthetische"groep. Het a b -sorptie spectrum is sterk afhankelijk van de oxydatie-reductie toestand van het enzym. E r zijn sterke aanwijzingen dat het amine-oxydase een koperenzym is; Cu kan met DDC afgesplitst worden onder verlies van activiteit; na toevoeging van Cu wordt de activiteit hersteld. De waar-digheid van het koper vertoont geen veranderingen bij de enzymwer-king.
Dr. PIERPOINT (biochemische afdeling) houdt zich bezig met de mitochondrienstofwisseling in plantenmateriaal en beoogt dit ook te doen met met virus besmet materiaal. Met d r . Pierpoint heb ik uitvoe-rig gediscussieerd over enzym extracties, over de localisatie van enzymen in de verschillende celfracties, over celfractionering en d e r g e -lijke problemen. Een modificatie van "sucrose density gradient" centri-fugering en bemonstering na de scheiding werd gedemonstreerd.
Dr. MARGARET HOLDEN (biochemische afdeling) houdt zich bezig met de chlorophyllafbraak in suikerbietenblad, met het doel deze ook te~~ vervolgen in met virus besmet materiaal. Het valt bij dergelijke projec-ten vaak op dat de verschijnselen bij de gezonde plant al zo gecompli-ceerd zijn, dat men aan geïnfecteerd of ziek materiaal niet toekomt. E r zijn al jaren onderzoek nodig om de juiste methoden te ontwikkelen" en aan te passen. Met d r . Holden is uitvoerig gesproken over de bepa-ling van bladkleurstoffen en de rol van het enzym chlorophylls e e bij de chlorophyllsynthese.
Dr. JENKINSON (afdeling scheikunde van de grond) werkt over de omzetting van organische verbindingen in de grond. Mede omdat d r , Jenkinson mijn dissertatie bestudeerd had, volgde er een vruchtbare en interessante discussie over zijn werk. Dit bestaat uit opkweken van '~ planten in 14ço2atmosfeer, humificeren van de oogstprodukten en v e r -volgen van de l^C02-vorming (mineralisatie) en de ^ C - v a s t l e g g i n g in de loop der jaren. De experimenten worden met verschillende grond-soorten zowel in het laboratorium als in het veld uitgevoerd. Onafhan-kelijk van grondsoort (pH hoger dan 7) en van de plaats wordt steeds hetzelfde effect bereikt. De ontleding van de reeds aanwezige humus wordt door de toevoeging van gemakkelijk verteerbaar materiaal m e r k -baar versneld. Uit het verloop van de koolstofvastlegging kon berekend worden dat na één j a a r 8% van het toegevoegde organische
plantenmate-- 4
r i a a l in de levende m i c r o o r g a n i s m e n zit ( ' b i o m a s s ' ) . De h a l f w a a r d e - ~ tijd van humus is 1525 j a a r , die van toegevoegde o r g a n i s c h e m a t e r i a -l e n enke-le m a a n d e n , die van de ' b i o m a s s ' twee j a a r .
P r o e v e n over de b e s c h i k b a a r h e i d van stikstof. E r wordt s t e e d s een rechtlijnig verband gevonden t u s s e n de stikstof die g e ë x t r a h e e r d kan worden m e t een Ba(OH)2-oplossing bij het begin van de proef, en de hoeveelheid opgenomen stikstof. Bij toevoeging van s t i k s t o f ( m e s t -stoffen) v e r p l a a t s t de lijn zich evenwijdig. Met dit e x t r a c t i e m i d d e l zou een deel van de ' b i o m a s s ' en een deel van de l a b i e l e h u m u s f r a c t i e s w o r d e n g e ë x t r a h e e r d . Dit verband geldt a l l e e n voor grond m e t pH 6, 5 en h o g e r . D r . Jenkinson w e r k t ook over de invloed van p a r t i ë l e en totale s t e r i l i s a t i e van de grond op de b e s c h i k b a a r h e i d van v e r s c h i l l e n -de e l e m e n t e n en over -de niet symbiotische stikstofbinding ( A z o t o b a c t e r ) .
E e n deel van dit g e s p r e k w e r d ook bijgewoond door de h e r e n P o u w e r en van d e r Heiden ( R e s t e r e n ) die eveneens langs enkele i n s t i t u -ten r e i s d e n .
D r . MARGARET HOLDEN l i e t m i j t e n s l o t t e enkele bekende proefvelden ( o . m . het Broadbalkproefveld) zien, a l s m e d e enkele g e bouwen van het oude landgoed w a a r o p het E x p e r i m e n t a l Station g e v e s -tigd i s .
11-12 oktober 1962: University of B r i s t o l A g r i c u l t u r a l and H o r t i c u l t u r a l R e s e a r c h Station Long Ashton, B r i s t o l .
Te Long Ashton was het p r o g r a m m a opgesteld door de Scientific L i a i s o n Officer m r . M. GREENWOOD. Hij stelde mij voor aan de d i -r e c t e u -r p-rof. KEARNS en a a n de o u d - d i -r e c t e u -r p-rof. T . WALLACE, D r . E . J . HEWITT.
Met d r . Hewitt i s een b r e d e d i s c u s s i e gevoerd over p r o b l e e m -stelling, methoden en r e s u l t a t e n van ons onderzoek. Doordat d r . Hewitt j u i s t bezig was m e t d r u k p r o e v e n van een r e v i e w over het s p o r e n e l e m e n t e n o n d e r z o e k , k r e e g dit g e s p r e k een bijzondere b e t e k e n i s . Bij de c o n -frontatie m e t dit z e e r volledige l i t e r a t u u r o v e r z i c h t bleek dat wij geen e s s e n t i ë l e ideeën over het hoofd g e z i e n hadden; bovendien schijnt nog niemand zich m e t onze s p e c i a l e p r o b l e e m s t e l l i n g bezig t e houden. D r . Hewitt achtte het o n d e r w e r p van groot belang voor v e r d e r e s t u d i e . Hij s u g g e r e e r d e dat m i s s c h i e n het a c h t e r b l i j v e n van de c h l o r o p h y l l s y n t h e s e t . o . v . k a t a l a s e en P e r o x y d a s e bij voeding m e t F e - E D T A , zoals wij die r e g e l m a t i g vinden, zijn o o r z a a k vindt in de waardigheid van het i j z e r nodig voor de biosynthese van deze verbindingen (bij n a d e r inzien bleek dit e c h t e r niet j u i s t t e zijn). De o n d e r s t e l l i n g die vaak in de l i t e -r a t u u -r opduikt dat chlo-rophyll in g -r o t e o v e -r m a a t in de plant aanwezig i s , wordt niet gesteund door (ongepubliceerde) e x p e r i m e n t e n van d r . Hewitt. Het i s e c h t e r l a s t i g de effecten van chlorophyllgehalte en g r o e i -snelheid te s c h e i d e n . Om dit t e b e s t u d e r e n zou gepoogd m o e t e n w o r d e n v e r s c h i l l e n in chlorophyllgehalte te v e r k r i j g e n zonder v e r s c h i l in g r o e i s n e l h e i d (dit hebben wij in enkele p r o e v e n g e r e a l i s e e r d ) .
D r . Hewitt toonde g r o t e belangstelling voor onze d o o r s t r o o m -w a t e r c u l t u u r o p s t e l l i n g , -welk ont-werp hij in de nieu-we druk van zijn
"Sand and w a t e r c u l t u r e m e t h o d s " a l s p e r s o o n l i j k e mededeling hoopt op te n e m e n . Betreffende de noodzaak van een geconditioneerde (licht, t e m p e r a t u u r , vocht) k w e e k r u i m t e voor dit type p l a n t e n b i o c h e m i s c h w e r k b e s t a a t geen twijfel.
D r . HILL-COTTINGHAM en d r , LLOYD-JONES w e r k e n a a n de m e e r f y s i s c h - c h e m i s c h e a s p e c t e n van het onderzoek over chelaten, in
het bijzonder m e t radioactief g e m e r k t e verbindingen. Bij hun o n d e r -zoek is gebleken dat de opneming van een i j z e r c h e l a a t afhangt van de i j z e r t o e s t a n d van de plant, F e - d e f i c i ë n t e planten v e r t o n e n een snelle opneming van i j z e r zonder equivalente opneming van EDTA. In b i c a r -b o n a a t m i l i e u i s e r e c h t e r geen snelle opneming van i j z e r en worden i j z e r en chelaat in equivalente hoeveelheden opgenomen. Bij gezonde planten maakt het b i c a r b o n a a t g e h a l t e geen v e r s c h i l uit: s t e e d s worden F e en chelaat in gelijke m a t e l a n g z a a m opgenomen (proeven m e t de chelaten F e E D T A en F e 1 3 8 bij t o m a t e n en bonen). Wordt deze l a n g -z a m e , equivalente opneming van i j -z e r en chelaat in detail b e s t u d e e r d , dan blijkt i j z e r toch w e e r s n e l l e r t e a c c u m u l e r e n dan chelaat, hoewel de totale opneming over i e t s l a n g e r e tijd equivalent i s . Het is dus uit deze p r o e v e n wel duidelijk dat i j z e r en chelaat g e s c h e i d e n , w a a r s c h i j n -lijk via v e r s c h i l l e n d e m e c h a n i s m e n worden opgenomen, en dat a l t h a n s in deze p r o e v e n , het chelaat aan of in de w o r t e l ontleed wordt, Of l a -t e r in de plan-t w e e r een r e c o m b i n a -t i e o p -t r e e d -t , is nie-t me-t1 z e k e r h e i d
aangetoond, m a a r wel w a a r s c h i j n l i j k (mede n a a r aanleiding van onze p r o e v e n ) . Hoewel het chelaat EDTA een z e e r stabiele verbinding i s , k a n zij toch onder invloed van het licht ontleden. In w a t e r i g e oplossing t r e e d t al een l a n g z a m e d e c a r b o x y l a s e op. De v r a a g is nu of chelaat in de plant ook onder invloed van het licht ontleedt. P l a n t e n in h a l f d u i s t e r of in d i r e c t zonlicht vertoonden e c h t e r wat dit betreft geen v e r s c h i l . Hetzelfde gold voor EDDHA (Chel 138). Uit p r o e v e n m e t 1 4C - c h e l a t e n
(EDTA, EDDHA) blijkt dat in 6-8 weken t e n hoogste 50% van het chelaat a l s zodanig v e r d w e n e n i s . E e n g e d e e l t e wordt teruggevonden a l s "CC>2 m a a r een groot deel is w a a r s c h i j n l i j k nog aanwezig a l s d i r e c t van het chelaat afgeleide verbindingen. Men moet d u s , vooral in é é n j a r i g e g e -w a s s e n , m a a r ook in m e e r j a r i g e rekening houden m e t een belangrijke a c c u m u l a t i e van chelaat in de plant.
E e n belangrijke opmerking m a a k t e d r . Hill-Cottingham over de i s o m e r i e van de h a n d e l s c h e l a t e n . Z o a l s ook op ons l a b o r a t o r i u m is gevonden, zijn de h a n d e l s c h e l a t e n geen z u i v e r e verbindingen, m a a r m e n g s e l s , w a a r s c h i j n l i j k van i s o m e r e n . Het is z e e r wel mogelijk dat de stabiliteit van deze i s o m e r e n niet gelijk i s , waaruit belangrijke con-sequenties betreffende i n t e r p r e t a t i e van c o n c u r r e n t i e p r o e v e n volgen. Voor s e r i e u s w e r k zou het nodig zijn deze i s o m e r e n t e s c h e i d e n . Dit zou bijv. van belang kunnen zijn voor onze p r o e v e n over de c o n c u r r e n -t i e van k u n s -t m a -t i g chelaa-t m e -t de na-tuurlijke chela-ten binnen de p l a n -t . Met m e n g s e l s van i s o m e r e n van chelaten zou wel eens geen effect g e -vonden kunnen w o r d e n .
D r , DAVENPORT heeft onderzoek v e r r i c h t over de r e l a t i e t u s s e n de plantevoeding en de h a e m - v e r b i n d i n g e n in het blad (niet gepubliceerd)," De verhouding c h l o r o p h y l l / F e en h a e m / F e is t a m e l i j k constant, bij a l l e r -l e i v o r m e n van c h -l o r o s e en in zeven p -l a n t e n s o o r t e n (indien F e b e p e r k e n d i s ) . Alleen bij M n g e b r e k w e r d een uitzondering gevonden, w a a r s c h i j n lijk omdat Mn e e n bijzondere r o l speelt bij de b e s c h e r m i n g van c h l o r o -phyll tegen verbleking in het licht. D r . Davenport achtte het t o t a l e h a e m a t i n e - g e h a l t e een goede m a a t s t a f voor het fysiologisch a c t i e v e i j z e r in de p l a n t . H a e m a t i n e v e r b i n d i n g e n in de c h l o r o p l a s t zijn c y t o -c h r o o m f en b ^ , in de m i t o -c h o n d r i e n -cyto-chroom -c, -c J ? ) en in het c y t o p l a s m a k a t a l a s e en p e r o x y d a s e . Al deze h a e m a t i n e verbindingen zijn s a m e n te bepalen als pyridine-haemochromogeen. Deze bepaling is m i j g e d e m o n s t r e e r d en verloopt a l s volgt. Het v e r s e blad wordt g e m a -l e n in 100% aceton; d a a r n a wordt over k i e z e -l g u r (ce-lite a n a -l y t i c a -l filteraid) g e f i l t r e e r d . Na u i t w a s s e n wordt het p r é c i p i t a n t opgenomen
f o
in 30% p y r i d i n e in w a t e r . Met Na£S204 (vast) wordt in vacuo g e r e d u -c e e r d (Thunbergbuisje). Met de ZEISS-WINKEL m i -c r o s p e -c t r o s -c o o p wordt het a b s o r p t i e s p e c t r u m bekeken, waarbij een specifieke d o n k e r e band optreedt in het groene deel van het s p e c t r u m (met h a e m a t i n uit bloed te c o n t r o l e r e n ) . Door m e t een p r i s m a de s t r a l e n b u n d e l d e e l s door het m o n s t e r , d e e l s door een bekende s t a n d a a r d te leiden, kan de methode voor kwantitatief w e r k gebruikt w o r d e n . D r . Davenport m a a k t e duidelijk dat deze m e t h o d e in p r i n c i p e b e t e r was dan die welke op het Macauly Institute wordt g e b r u i k t . .Ook over de e x t r a c t i e van de c y t o p l a s m a - e n z y m e n k a t a l a s e en p e r o x y d a s e w e r d e n nuttige s u g g e s t i e s gegeven; zo zou bij OENOTHERA de e x t r a c t i e van c h l o r o p l a s t e n p r o t é i n e
s t e r k beïnvloed w o r d e n door de a a r d van de gebruikte buffer. Dit r e sultaat hebben wij inmiddels ook bij tomatenblad gevonden. De m o e i -lijkheden die ten a a n z i e n van de e n z y m a c t i v i t e i t e n optreden door zuur c e l s a p , kunnen v e r m e d e n w o r d e n door niet e r w t e n ( P i s u m sativum) te w e r k e n . Van belang was ook de e r v a r i n g van d r , Davenport dat bij i j z e r g e b r e k het aantal c h l o r o p l a s t e n niet g e r i n g e r is dan bij gezonde planten, m a a r dat zij m i n d e r ontwikkeld zijn. Ook dit was een c o n c l u
-sie die wij r e e d s m e e n d e n te kunnen t r e k k e n uit ons m a t e r i a a l .
D r . ANDERSON (microbiologische afdeling) werkt m e t de autotrofe N i t r o s o m o n a s over het m e c h a n i s m e van de n i t r i f i c e r i n g van a m m o n i a k via h y d r o x y l a m i n e tot n i t r a a t . Deze oxydatie leidt alleen bij o n b e s c h a -digde cellen tot n i t r a a t . Bescha-digde cellen geven a l l e e n een oxydatie van h y d r o x y l a m i n e . De v e r s c h i l l e n d e mogelijkheden van het m e t a b o -l i s m e van NH2OH w e r d e n b e s p r o k e n .
D r . NICHOLAS (hoofd m i c r o b i o l o g i s c h e afdeling) leidt het w e r k van v e r s c h i l l e n d e o n d e r z o e k e r s over het a n o r g a n i s c h e s t i k s t o f m e t a b o -l i s m e van m i c r o ö r g a n i s m e n .
Het m e c h a n i s m e van de n i t r a a t r e d u c t i e door NEUROSPORA CRASSA (alle t u s s e n p r o d u k t e n , de d a a r v o o r nodige enzymen, de c o -factoren, de rol van Cu, F e , Mn en Mo) wordt b e s t u d e e r d . Ook over de valenties van de m e t a l e n a l s deze actief zijn bij de e n z y m w e r k i n g e n , wordt onderzoek v e r r i c h t .
De denitrificatie wordt b e s t u d e e r d m e t PSEUDOMONAS
AERUGINOSA. Ook h i e r b i j w o r d e n a l l e enzymologische aspecteji eri de v e r s c h i l l e n d e wegen die mogelijk zijn, bekeken. De n i t r i f i c a t i e wordt m e t NITROSOMONAS en m e t NITROBACTER vervolgd, de stikstofbin-ding m e t AZOTOBACTER VINELANDII. Bij deze onderzoekingen wordt van de m e e s t m o d e r n e methoden gebruik g e m a a k t . Men werkt m e t
r a d i o i s o t o p e n ( l ^ C , 13]\j(ÇyCi0tron)), m e t stabiele isotopen ( ^ N , m a s
-s a -s p e c t r o m e t e r ) ; Mo wordt bepaald m e t e l e c t r o -s p i n r e -s o n a n t i e - m e t i n g e n . Het onderzoek is s t e r k b i o c h e m i s c h - e n z y m o l o g i s c h g e o r i ë n t e e r d , en is erop g e r i c h t de r e a c t i e m e c h a n i s m e n te o n t w a r r e n om m e t behulp van de v e r w o r v e n kennis het stikstofprobleem des te effectiever te k u n -nen aanpakken.
D r . C. BOULD (hoofd afdaling s p o r e n e l e m e n t e n ; p r a c t i s c h e t o e -p a s s i n g e n ) . Door omstandigheden bleef e r voor een g e s -p r e k m e t d r . BOULD slechts k o r t e tijd o v e r , w a a r i n enkele vaagheden over o n d e r - • zoek van s p o r e n e l e m e n t e n u i t g e w i s s e l d zijn,
De tijd die h i e r d o o r b e s c h i k b a a r kwamy is b e s t e e d door m e t een l a b o r a t o r i u m a s s i s t e n t het nieuwe W A L L A C E - l a b o r a t o r i u m (juli 19^2) t e c h n i s c h te bekijken. Indeling en afmetingen van de l a b o r a t o r i u m
w a s z e e r t e v r e d e n m e t de p l a a t s i n g van de tafels (één s m a l l e zijde t e -gen de r a a m w a n d ) . Op s o m m i g e p l a a t s e n w a s bij het r a a m t u s s e n twee
s t a n d a a r d l a b . tafels een schrijftafeltje g e p l a a t s t dat weggenomen kon worden. De onderbouw van de tafels was u i t w i s s e l b a a r ; de e l e m e n t e n w a r e n r e s p . 0, 5 en 1, 0 m b r e e d en stonden op e e n ' s t e e p ' . Van de u i t -w i s s e l b a a r h e i d -w e r d gebruik g e m a a k t , hoe-wel m e n in verhouding te veel l a d e n e l e m e n t e n had g e n o m e n . Handig w a r e n de hoog g e p l a a t s t e , vleugelvormige d e u r k r u k k e n , die gemakkelijk m e t de ellebogen te b e dienen w a r e n . A a n de wand w a r e n (naderhand) s t r i p s bevestigd w a a r a a n a p p a r a t e n , planken e n z . konden worden opgehangen. E r was v l o e r -v e r w a r m i n g , die goed -voldeed. In alle instituten w a r e n de z i t k a m e r s voor de stafleden, zo al aanwezig, klein, n a a r schatting 10-12 m ^ . Veelal hadden stafleden een p l a a t s in een kleine l a b o r a t o r i u m k a m e r , ook in de p a s gebouwde i n s t i t u t e n ,
15-16 oktober 1962: Macaulv Institute for Soil R e s e a r c h , A b e r d e e n . Op het Macauly Institute z o r g d e d r . P . C . DeKock, hoofd van de plantenfysiologische afdeling voor ontvangst en coördinatie van de b e -zoeken. Het onderzoek van de plantenfysiologische en b i o c h e m i s c h e a s p e c t e n van de ijzervoeding van de plant wordt uitgevoerd door e e n r e s e a r c h t e a m van vijf stafleden, m e t intensieve m e d e w e r k i n g op analytisch t e r r e i n door nog d r i e stafleden. Het is duidelijk dat op deze wijze een p r o b l e e m b r e e d aangepakt kan worden, .wat e s s e n t i e e l kan zijn voor de verdieping van het inzicht. D r . BACON, hoofd b i o c h e m i -sche afdeling stelde het zelfs zo dat één g e ï s o l e e r d e b i o c h e m i c u s nau-welijks i e t s zou kunnen p r e s t e r e n , omdat hij zowel wat a p p a r a t u u r als wat t e c h n i s c h - a n a l y t i s c h e e r v a r i n g e n betreft onvoldoende v o o r z i e n zou kunnen worden en dus alle tijd nodig zou hebben voor de uitwerking van methoden.
D r . P . C . DEKOCK, hoofd van de plantenfysiologische afdeling houdt zich vrijwel uitsluitend bezig m e t i j z e r c h l o r o s e . Aangezien hij a l l e in a a n m e r k i n g komende o v e r d r u k k e n t e v o r e n had o p g e s t u u r d , b e -hoefde e r over de e r v a r i n g e n niet m e e r uitvoerig te w o r d e n g e s p r o k e n en w e r d e n s l e c h t s aanvullende opmerkingen u i t g e w i s s e l d . De w e r k -hypothese dat de i j z e r t o e s t a n d van de plant adequaat b e s c h r e v e n k a n w o r d e n door de P / F e -verhouding (die samenhangt m e t F e ' ^ F e ' " , K / C a / c i t r o e n z u u r / a p p e l z u u r ) w e r d door m i j op grond van a n d e r e e r -v a r i n g e n b e s t r e d e n . Uit de d i s c u s s i e h i e r o -v e r bleek dat d r . DeKock zelf ook niet overtuigd w a s , m a a r voor de p r a k t i j k veel steun had a a n dit v e r b a n d . I n m i d d e l s heeft d r . DeKock ook de M n / F e verhouding in het s c h e m a b e t r o k k e n . Het v e r b a n d m e t de p e r o x y d a s e - a c t i v i t e i t zou mogelijk h i e r m e e samenhangen (publ. ca. a p r i l 1963 in P l a n t and Soil). Het gunstige effect van verdunning van de voedingsoplossing op de o p -neming van i j z e r hangt m i s s c h i e n s a m e n m e t de g e r i n g e r e P - o p n e m i n g (publ. in A g r o c h i m i c a 1963).
De v o r m w a a r i n i j z e r in de plant voorkomt, is een o n d e r w e r p van veel s p e c u l a t i e s . D r . DeKock s u g g e r e e r d e dat F e " a l s a s c o r b a a t zou v o o r k o m e n (op grond van de s t a b i l i t e i t s c o n s t a n t e niet w a a r s c h i j n -lijk) en F e ' " a l s f e r r i t i n , de verbinding w a a r i n i j z e r in het d i e r w o r d t opgeslagen. E r zijn in de m e e s t r e c e n t e l i t e r a t u u r enkele aanwijzingen dat dit fosfoprotein ook in de plant zou v o o r k o m e n .
D r . BACON (hoofd b i o c h e m i s c h e afdeling) b e s t u d e e r t m o m e n t e e l het i j z e r ( ? ) - e n z y m a c o n i t a s e , een enzym dat w e r k z a a m is in de
K R E B S - c y c l u s . De b e p a l i n g s m e t h o d e n voor het plantenenzym bleken s t e r k af te wijken van die in d i e r l i j k m a t e r i a a l ; a l l e condities m o e s t e n opnieuw v a s t g e s t e l d w o r d e n . Bij de bepaling van de e n z y m a c t i v i t e i t
-van een bladmonster bestaat het gevaar dat de activiteit gemaskeerd wordt door remmende invloeden in het milieu. Bij het malen wordt de vacuole-inhoud intensief gemengd met het cytoplasma waarbij door de aanwezigheid in het vacuolevocht van tanninen, organische anionen, en door de vaak lage pH de enzymen vaak irreversibel geïnactiveerd worden. Als in een chlorotisch blad een hogere concentratie aan orga-nische zuren optreedt dan in een gezond blad, zou daardoor een lagere activiteit gevonden worden dan met de activiteit in situ overeenkomt. Bij de bepaling van aconitase wordt veelal ter voorkoming van de destructie door het zure vacuolevocht in vacuum geïnfiltreerd met 1% ammonia. Dr. BACON is overtuigd dat de lagere aconitase-activiteit in chlorotisch blad reëel i s . In ruwe extracten wordt de aconitase-activiteit wat geremd door chelaatvormers als o^ of bipyridyl en
o-phenanthroline, in zeer zuivere preparaten echter niet. Aconitase bevat dus misschien geen ijzer als bestanddeel van het enzym, m a a r zou m o -gelijk ijzer nodig hebben voor activering of synthese.
Dr. PALMER (biochemische afdeling) verricht onderzoek over de organische planteiizuren in" verband met ijzerchlorose en met de katio-nen-anionenbalans. Bij veranderingen in de ijzertoestand van de plant zijn het vooral de citroenzuur- en appelzuurconcentraties die verande-ringen gaan vertonen. Chlorotische planten hebben meer citroenzuur en minder appelzuur, gezonde planten meer appelzuur en minder
citroenzuur. De K/Ca-verhouding hangt voornamelijk samen met appel-zuur. Als de Ca- en appelzuurgehalten van een bepaalde bladpositie in de tijd vervolgd worden, blijkt er een nauwe correlatie te zijn. Alleen bij de vergeling van het blad bij het einde van de groei daalt appelzuur en gaat Ca niet mee, terwijl citroenzuur toeneemt. Bij + en - F e gaan Ca en appelzuur ook samen, hoewel groene planten (+Fe) een andere verhouding vertonen dan chlorotische (-Fe). De verschillen in K-gehalte en citroenzuurgehalte in groen en geel blad zijn minder spectaculair. De stikstofvoeding heeft zoals v-nouds bekend, veel invloed op de ijzer-toestand van de plant. Met uitsluitend nitraatstikstof in de voedings-oplossing hopen zich meer organische zuren op in het blad dan met
ammoniumnitraat. In chlorotisch blad accumuleert relatief veel nitraat, dat bij genezing van ijzergebrek snel verdwijnt. De nitraataccumulatie bij ijzergebrek hangt mogelijk samen met de geringere protéine synthese; bij de lagere fotosynthese-activiteit komen minder suikers beschikbaar v/aardoor uiteindelijk minder aminozuren en dus ook minder eiwitten gevormd kunnen worden. Dit klopt echter niet helemaal met de veelvul-dig waargenomen accumulatie van vrije aminozuren, die erop wijst dat niet de vorming van aminozuren (indirect dus de verwerking van nitraat), m a a r de protéine synthese beperkend i s . Uiteraard speelt nitraat een belangrijke rol bij de handhaving van de kationen-anionenbalans (verg. het werk van DIJKSHOORN van het I. B.S. ). Behalve de tijdrovende bepaling van alle organische zuren na scheiding over silicagel past dr. PALMER ook specifieke bepalingsmethoden voor appelzuur en ci-troenzuur zonder voorafgaande scheiding toe. Een publikatie over het meeste wat besproken is, volgt over enkele maanden in Bioch. J.
Dr. MORRISON (biochemische afdeling) heeft zich beziggehouden met de scheidingsmethoden van de organische zuren met
silicagel-chromatografie en met ionenuitwisselaars. Daar wij zelf nogal ge-worsteld hebben met de scheiding op silicagel (synthetische mengsels gingen uitstekend, monsters niet) was een discussie met de grondleg-ger van deze uitvoeringswij ze van groot nut. De moeilijkheden die wij
•9-hadden gehad, w a r e n e c h t e r bij d r . M o r r i s o n nooit o p g e t r e d e n . Vele s u g g e s t i e s w e r d e n gedaan betreffende uitvoering en a p p a r a t u u r .
D r . URE ( s p e c t r o c h e m i s c h e afdeling) heeft de v e r s c h i l l e n d e o p stellingen en a p p a r a t e n van de s p e c t r o c h e m i s c h e afdeling g e d e m o n -s t r e e r d . Deze afdeling onder leiding van d r . MITCHELL v o e r t alle a n a l y s e s van het instituut uit die m e t s p e c t r o c h e m i s c h e m e t h o d e n zijn uit t e v o e r e n . Dit zijn alle m i n e r a l e n a n a l y s e s van m i n e r a l e n in grond, g r o n d e x t r a c t en gewas en nog vele o r g a n i s c h e a n a l y s e s , voor zo v e r dat m e t i n f r a r o o d - , u l t r a v i o l e t - of a n d e r e s p e c t r o g r a f i e mogelijk i s . Wat h i e r op i n s t r u m e n t e e l gebied b e r e i k t i s j is indrukwekkend. E r wordt g e s t r e e f d n a a r een v é r g a a n d e a u t o m a t i s e r i n g , e c h t e r niet z o n -d e r -de hoogste e i s e n te s t e l l e n aan -de b e t r o u w b a a r h e i -d van -de a n a l y s e s . Zo wordt bijv. k a l i u m v l a m s p e c t r o f o t o m e t r i s c h bepaald m e t e e n o p -stelling w a a r i n het door de L u n d e g a r d h - b r a n d e r uitgezonden licht e e r s t s p e c t r a a l g e s c h e i d e n wordt m e t een H i l g e r - s p e c t r o g r a a f ; het doorloopt v e r v o l g e n s een w a r m t e f i l t e r , een i n t e r f e r e n t i e f i l t e r en een " i m a g e c o n v e r t e r " , om het licht m e t een ' p h o s p h o r ' om te zetten in een door de fotomultiplier v e r w e r k b a r e rol.f,engte. Storingen van a n d e r e e l e m e n -t e n of van fosfaa-t -t r e d e n bij 'deze upa-tolling nie-t m e e r op. Ca en Na
kunnen a l l e e n m e t de H i l g e r s p e c t r o g r a a f en een fotomultiplier t e g e -lijk m e t K worden bepaald en op afzonder-lijke geijkte s c h a l e n d i r e c t in c o n c e n t r a t i e s w o r d e n afgelezen. Het v e r s c h i l m e t onze K i p p v l a m -fotometer i s wel z e e r groot! Magnesium wordt bepaald door meting van de a t o o m a b s o r p t i e , een nieuwe methode waarbij een m o n o c h r o m a -t i s c h e lich-tbundel door een v l a m geleid word-t w a a r i n he-t -t e bepalen element v e r s t o v e n w o r d t . Het d o o r g e l a t e n licht wordt m e t een m o n o c h r o m a t o r afgescheiden en g e m e t e n . Uit de a b s o r p t i e is de c o n c e n t r a tie van het element te b e r e k e n e n , Indrukwekkend was ook de a u t o m a -t i s c h e s p e c -t r o g r a a f , w a a r m e e geheel a u -t o m a -t i s c h -twaalf e l e m e n -t e n kwantitatief bepaald kunnen worden, t e r w i j l het a p p a r a a t ook s t e e d s de gevonden w a a r d e n t o e t s t a a n een i n t e r n e of een e x t e r n e s t a n d a a r d . L i t . : A . M . U r e , S p e c t r o c h e m i c a l Applications of e l e c t r o n i c s in soil r e s e a r c h . B r i t . C o m a , and E l e c t r o n i c s (nov. 1958).
Nieuwbouw, g r o e i k a b i n e t t e n . Het MACAUL Y-instituut had j u i s t een nieuw gebouw b e t r o k k e n (de afdeling plantenfysiologie w e r d nog afgeschilderd) zodat ook h i e r aandacht b e s t e e d i s aan uitvoering en af-werking van de l a b o r a t o r i a . E r was weinig eenheid in de indeling van de v e r t r e k k e n ; da stafleden w a r e n ook h i e r m e t kleine k a m e r s bedeeld; het gebouw had v l o e r v e r w a r m i n g ; in de l a b o r a t o r i a was een P V C - v l o e r , in de gangen l i n o l e u m . In de gang w a r e n schrobputjes voor het natte s c h o o n m a a k w e r k . De l a b . t a f e l s en de d e u r e n w a r e n van t e a k hout, de a r m a t u r e n (kranen enz, ) van eenvandere p l a s t i c . Op de afdeling plantenfysiologie w a r e n d i r e c t bij de hand voor de p r o e v e n twee g r o e i -kabinetten g e p l a a t s t n a a r A m e r i k a a n s ontwerp (National Appliance) m a a r van B r i t s e u i t v o e r i n g . De p r i j s was c a . ƒ 12.000, - p e r stuk (de A m e r i k a a n s e p r i j s was c a . ƒ 2 0 . 0 0 0 , ) . D r . DeKock w a s zo v r i e n d e lijk m i j al het f o l d e r m a t e r i a a l dat h i e r b i j te p a s gekomen w a s , t e r i n
-zage m e e t e geven. De noodzaak van een groeikabinet was ook h i e r boven a l l e twijfel v e r h e v e n . Cok op de afdeling biochemie was e e n k l i m a a t k a m e r , w a a r p l a n t e n m a t e r i a a l voor de p r o e v e n w e r d gekweekt. M e r k w a a r -dig genoeg was e r bij het ontwerpen van deze g r o e i r u i m t e n geen vooraf-gaand o v e r l e g m e t het NIAE geweest, wel achteraf;
-10-10
Nabe schouwing.
De reis heeft volledig aan het doel beantwoord. Wij zijn nu uit-stekend geïnformeerd over groeikabinetten, en kunnen wat het eigenlijke onderzoek betreft, gesterkt en met m e e r kennis van zaken v e r -der gaan. Alom werden het on-derwerp en de wijze van uitvoering van de proeven beschouwd als een nuttige aanvulling van het vele wat e l -ders reeds gedaan wordt. Het is uitstekend bevallen aan de instituten tevoren een gedetailleerde opgave te doen van onderwerpen en onder-zoekers waarmee kennis gemaakt zou kunnen worden. E r is daardoor geen enkel overbodig bezoek geweest waardoor de tijd volledig benut kon worden.
