NL1021476C2

NL1021476C2 - Werkwijze en inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal en werkwijze en inrichting voor het sorteren van plantaardig materiaal.

Info

Publication number: NL1021476C2
Application number: NL1021476A
Authority: NL
Inventors: Hendrik Jalink; Rob Van Der Schoor; Adrianus Henricus Schapendonk
Original assignee: Plant Res Int Bv
Priority date: 2002-09-17
Filing date: 2002-09-17
Publication date: 2004-03-18
Also published as: AU2003268794A1; ATE321444T1; DE60304338T2; EP1538891A1; ES2261961T3; WO2004026022A1; EP1538891B1; DE60304338D1

Description

- 1 -

5 WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET BEPALEN VAN DE KWALITEIT VAN PLANTAARDIG MATERIAAL EN WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR HET SORTEREN VAN PLANTAARDIG MATERIAAL

10 De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal, zoals bijvoorbeeld bladmateri-aal, fruit, vruchten, bessen, bloemen, bloemorganen, wortels, zaden, bollen en knollen van planten, door het 15 bepalen van een karakteristieke parameter van het fotosyn-thesesysteem van het plantaardige materiaal. De onderhavige 'I uitvinding heeft verder betrekking op een werkwijze en een i inrichting voor het sorteren van plantaardig materiaal.

Stand der techniek 20 De kwaliteitsbepaling van planten vindt nu plaats door op uiterlijke kenmerken te scoren. Deze methode is afhankelijk van de waarnemer, tijdrovend, niet geautomatiseerd en schade aan planten wordt in een te laat stadium opgemerkt. Er is een grote behoefte om de kwaliteit van 25 planten snel, niet-destructief en in een zo vroeg mogelijk stadium te meten.

Een andere bekende methode die wordt gebruikt voor de bepaling van de kwaliteit van planten, is het meten van de fotosyntheseactiviteit met de pulse amplitude modulation 30 (PAM) fluorometer van U. Schreiber, beschreven in "Detection of rapid induction kinetics with a new type of high frequency modulated chlorophyll fluorometer" Photosynthesis Research (1986) 9: 261-272. Bij deze werkwijze wordt de efficiëntie van de fotosyntheseactiviteit bepaald. Men meet 35 hiertoe eerst in het donker of bij een lage lichtintensiteit van het omgevingslicht de fluorescentie-opbrengst, FO.

Daarna wordt bij een verzadigde lichtpuls de maximale I

1 0C \ /? V £ - 2 - fluorescentie-opbrengst bepaald, Fm. Uit de twee meetsigna-len kan de efficiëntie van het fotosynthesesysteem worden berekend volgens Q=(Fm-FO)/Fm. Deze werkwijze heeft een aantal belangrijke nadelen. De meting van FO is afhankelijk 5 van de intensiteit van het omgevingslicht en deze is vaak niet constant gedurende de meting. Tevens is de meetmethode gevoelig voor de omgevingstemperatuur, relatieve luchtvochtigheid en gassamenstelling. Al deze factoren beïnvloeden de meting. Voor het toepassen van deze bekende meetmethode 10 voor het bepalen van de kwaliteit zouden voor alle afzonderlijke verschillende soorten van plantaardig materiaal de correctiefactoren moeten worden bepaald. De bekende werkwijze is gebaseerd op het meten van de regulering van de fotosynthese, maar is als "stand-alone" techniek om stress 15 bij planten te meten niet voldoende selectief. Daarnaast zijn er een aantal logistieke problemen: een goede analyse duurt minimaal 10 minuten en voor een betrouwbare meting moet ten minste op vijf posities van de plant worden gemeten. Een belangrijke voorwaarde voor een goede meting is 20 verder de volledig reductie van fotosysteem 2 met een verzadigde lichtpuls. Hieraan kan in praktijkomstandigheden vaak niet worden voldaan, omdat de planten te groot zijn of omdat niet bekend is bij welke intensiteit lichtverzadiging optreedt.

25 Samenvatting van de uitvinding

De onderhavige uitvinding heeft als doel een werkwijze te verschaffen voor het snel, niet-destructief meten van plantkwaliteit die bovengenoemde nadelen niet heeft.

30 Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door, gebruik makend van een spectroscopische techniek, een karakteristieke parameter van het fotosynthetische systeem van het plantaardige materiaal, de energie-overdracht, ETba (energy transfer), van chlorofyl-b naar chlorofyl-a te 35 bepalen.

- 3 -

De onderhavige uitvinding voorziet derhalve in een werkwijze voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal door het bepalen van een karakteristieke parameter van het fotosynthesesysteem van het plantaardige 5 materiaal, met het kenmerk, dat de karakteristieke parameter een parameter is die informatie bevat over de energie-overdracht van chlorofyl-b naar chlorofyl-a en dat de werkwij ze de volgende stappen omvat: (a) het aanstralen van het plantaardige materiaal met 10 elektromagnetische straling met een zodanige golflengte dat ten minste een deel van het aanwezige chlorofyl-b wordt aangeslagen en het meten van de van het plantaardige materiaal afkomstige fluorescentiestraling behorende bij de chlorofyl-a-overgang ter verkrijging van een fluorescen-15 tiesignaal CF-b.

(b) het aanstralen van het plantaardige materiaal met elektromagnetische straling met een zodanige golflengte dat ten minste een deel van het aanwezige chlorofyl-a wordt aangeslagen en het meten van de van het plantaardige 20 materiaal afkomstige fluorescentiestraling behorende bij de chlorofyl-a-overgang ter verkrijging van een fluorescen-tiesignaal CF-a.

(c) het berekenen van de karakteristieke parameter uit CF-b en CF-a.

25 De onderhavige uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal met de hiervoor· beschreven werkwijze omvattende eerste middelen voor het bestralen van het plantaardige materiaal met elektromagnetische straling met 30 een zodanige golflengte dat ten minste een deel van het in het plantaardige materiaal aanwezige chlorofyl-b wordt aangeslagen, eerste middelen voor het meten van het van het plantaardige materiaal afkomstige fluorescentiestraling ter verkrijging van een fluorescentiesignaal (CF-b) behorende 35 bij de chlorofyl-a-overgang als gevolg van de absorptie van de straling door chlorofyl b, tweede middelen voor het bestralen van het plantaardige materiaal met elektromagne- 1 ! i '.· ' · ·' » V; r ' - 4 - tische straling met een zodanige golflengte dat ten minste een deel van het in het plantaardige materiaal aanwezige chlorofyl-a wordt aangeslagen, tweede middelen voor het meten van de van het plantaardige materiaal afkomstige 5 fluorescentiestraling ter verkrijging van een fluorescen-tiesignaal (CF-a) behorende bij de chlorofyl-a-overgang als gevolg van de absorptie van de straling door chlorofyl-a en middelen voor het verwerken van de fluorescentiesignalen.

Korte beschrijving van de figuren 10 In figuur l wordt schematisch een inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal volgens de uitvinding weergegeven.

In figuur 2 wordt het effect van een herbicide op de energie-overdracht van chlorofyl-b naar chlorofyl-a 15 uitgedrukt als ETba=CF-b/CF-a gemeten net een inrichting volgens figuur 1 bij zwarte nachtschade weergegeven.

Gedetailleerde beschrijving De onderhavige uitvinding is gebaseerd op een spectroscopische meting die zeer specifiek is voor het 20 aanwezige chlorofyl-a en chlorofyl-b. Reactiecentrumchlo-rofyl bevat veel chlorofyl-a en antennechlorofyl bevat veel chlorofyl-b. Als er weinig licht is, heeft de plant voordeel bij een grote hoeveelheid antennechlorofyl. Als er veel licht is, heeft de plant daarentegen baat bij een 25 snelle verwerking van de aangeboden energie (veel reactie-centrumchlorofyl) en een geringere absorptie (weinig antennechlorofyl). De overdracht van energie van antennechlorofyl naar reactiecentrumchlorofyl is dus van cruciaal belang voor de overlevingsstrategie van planten, die 30 verandert met groeiomstandigheden en de mate van stress. Onder stress neemt de energiebehoefte van het weefsel af en dus veranderen de eisen die aan de twee chlorofylfracties worden gesteld. De werkwijze van de uitvinding maakt het mogelijk om direct en met een zeer hoge snelheid en gevoe-35 ligheid de kwaliteit van plantaardig materiaal te bepalen. In de literatuur zijn geen gegevens bekend over het meten van de ETba-waarde zoals beschreven in deze uitvinding en de - 5 - toepassing ervan voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal.

Bij de werkwijze van de uitvinding wordt het plantaardige materiaal bestraald met elektromagnetische 5 straling met een zodanige golflengte dat ten minste een deel van het aanwezige chlorofyl-b wordt aangeslagen, bijvoorbeeld met elektromagnetische straling met een golflengte tussen 400 en 670 nm zoals' laserlicht met een golflengte van ongeveer 635 nm. Hierbij wordt chlorofyl-b 10 geëxciteerd. Een gedeelte van de energie van het aangeslagen chlorofyl-b wordt overgedragen aan chlorofyl-a. Chloro-fyl-a vertoont fluorescentie, chlorofyl-b daarentegen nauwelijks. De fluorescentie van de chlorofyl-a-overgang (CF-b) wordt gemeten tussen 600 en 800 nm, bijvoorbeeld 15 rond de 730 nm. Het plantaardige materiaal wordt daarnaast bestraald met elektromagnetische straling met een zodanige, j golflengte dat ten minste een deel van het aanwezige i chlorofyl-a wordt aangeslagen, bijvoorbeeld elektromagneti sche straling met een golflengte tussen 350 en 700 nm zoals 20 laserlicht met een golflengte van ongeveer 670 nm. Hierbij wordt het chlorofyl-a geëxciteerd. De fluorescentie van de chlorofyl-a-overgang (CF-a) wordt hier eveneens gemeten tussen 600 en 800 nm, bijvoorbeeld op 730 nm. Uit de gegevens wordt de ETba-waarde berekend volgens: 25 ETba=CF-b/CF-a (1)

Voor het bestralen van het plantaardige materiaal kan gebruik gemaakt worden van elke geschikte lichtbron, 30 bijvoorbeeld een laser, een gloeilamp met geschikte filters of een LED. De van het plantaardige materiaal afkomstige fluorescentiestraling kan gemeten worden met elke geschikte detector, bijvoorbeeld een CCD-camera, een of meerdere fotodioden of een photomultiplier.

35 Bepaling van ETba volgens formule (1) kan zeer snel worden uitgevoerd door het plantaardige materiaal op dezelfde plek en gelijktijdig te bestralen met een laser-a Λ f r. '“I : / 7 i! * V- ·: 1 - 6 - die chlorofyl-a exciteert en een laser-b die chlorofyl-b exciteert. De intensiteit van het laservermogen van laser-a wordt gemoduleerd met een frequentie fa en de intensiteit van het laservermogen van laser-b wordt gemoduleerd met een 5 andere frequentie, fb. Het fluorescentiesignaal wordt gemeten door één enkele fotodiode. Deze fotodiode is verbonden met twee versterkers, zgn lock-in versterkers. De ene versterker-a meet het gemoduleerde signaal dat ontstaat door excitatie van chlorofyl-a door laser-a, doordat deze 10 versterker alleen signalen meet met modulatie frequentie f a. Signalen met andere frequenties worden onderdrukt. Voor versterker-b geldt dat deze alleen het gemoduleerde signaal dat ontstaat door excitatie van chlorofyl-b door laser-b. Op deze wijze worden de fluorescentiesignalen die afkomstig 15 zijn van een gelijktijdig door twee verschillende lasers bestraalde plek van het plantaardige materiaal en die worden gemeten door dezelfde fotodiode van elkaar gescheiden .

Door de intensiteit van de lichtbronnen zodanig te 20 kiezen dat het fotosynthesesysteem wordt verzadigd kan er voor worden gezorgd dat eventuele veranderingen van het vermogen van de lichtbronnen geen invloed hebben op de meting. Er is geen gevaar van oververzadiging. Het is gebleken dat de CF-a-waarde niet afhangt van het feit of 25 de lichtbron die gebruikt wordt voor het aanslaan van chlorofyl-b al dan niet aanstaat, terwijl ook de CF-b-waarde niet beïnvloed wordt door het gelijktijdig aanslaan van chlorofyl-a. Het is daarom mogelijk de meting van chorofyl-a en chlorofyl-b gelijktijdig uit te voeren. De 30 vermogens van de lichtbronnen voor het aanslaan van chorofyl-a en chlorofyl-b dienen zoveel mogelijk gelijk te zijn en de zelfde plaats op het plantaardige materiaal te bestralen. Omdat de verhouding CF-b/CF-a wordt bepaald is de meting niet afhankelijk van de grootte van de bestraalde 35 plaats.

De werkwijze van de uitvinding is zeer gevoelig, volledig niet-destructief en zeer snel. Dit zijn eigen- - 7 - schappen die het mogelijk maken om een sorteerinrichting te maken waarmee plantaardig materiaal op basis van de ETba-waarde geselecteerd kan worden. Omdat de ETba-waarde een directe relatie heeft tot de kwaliteit van plantaardig 5 materiaal kan op kwaliteit gesorteerd worden.

De uitvinding heeft derhalve ook betrekking op een werkwijze voor het scheiden van plantaardig materiaal bestaande uit afzonderlijke componenten in meerdere fracties elk met een verschillende kwaliteit, waarbij voor elke 10 component de karakeristieke parameter bepaald met een werkwijze of inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal volgens de uitvinding en de fracties van componenten met karakteristieke parameter in het zelfde voorafbepaalde traject worden verzameld.

15 De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het scheiden van plantaardig materiaal met de hiervoor genoemde werkwijze, omvattende een toevoer-gedeelte voor het plantaardig materiaal, een gedeelte voor het bestralen van het plantaardig materiaal met elektro-20 magnetische straling, een gedeelte voor het meten van de van het plantaardige materiaal afkomstige fluorescentie- straling ter verkrijging van een fluorescentiesignaal, en een scheidingsgedeelte dat werkt op basis van het gemeten signaal.

25 Het te sorteren materiaal kan bestaan uit bladma- teriaal, fruit, vruchten zoals bessen, bloemen, bloemorga- nen, wortels, zaden, bollen en knollen van planten enz,. De fracties waarin het plantaardige materiaal gescheiden wordt, kunnen elk uit afzonderlijke vruchten, bessen, 30 bloemen, bloemorganen, wortels, zaden, bollen en knollen van planten enz. bestaan.

De werkwijze voor het scheiden van plantaardig materiaal volgens de onderhavige uitvinding kan worden ingezet voor verfijnde doelstellingen, zoals vroege selec-35 tie van kiemplanten op stress tolerantie, geprogrammeerde toediening van herbiciden en kwaliteitscontrole in de kasteelt.

- 8 -

De werkwijze voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal volgens de uitvinding kan worden toegepast in het screenen van de plantkwaliteit in de kiemplantfase bij de kweker. Trays van kiemplanten kunnen 5 worden getest. Kiemplanten van een lage kwaliteit kunnen geautomatiseerd worden verwijderd door robottisering en worden vervangen door goede kiemplanten.

Deze werkwijze voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal volgens de uitvinding kan ook ge-10 bruikt worden voor selectie van kiemplanten op stressgevoe-ligheid door trays met kiemplanten te onderwerpen aan infectiedruk of aan abiotische stressfactoren en de sig-naalopbouw "on-line" te registreren. De speciale eisen die vanuit de biologische landbouw worden gesteld aan de 15 kwaliteit van kiemplanten zijn in dit verband interessant.

Op een de veiling kunnen planten op kwaliteit worden gecontroleerd. Een snelle, niet-destructieve en objectieve methode voor het vaststellen van de potplantkwa-liteit en de vaaskwaliteit van aangeleverde bloemen op de 20 veiling of zelfs tijdens de teelt is van groot economisch belang. De bloemkwaliteit hangt af van de leeftijd, teelt en eventuele naoogstbehandeling.

De werkwijze voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal volgens de uitvinding kan ook toege-25 past worden bij high-throughput-screening van modelgewassen (Arabidopsis en rijst) voor functional genomics onderzoek ten behoeve van functie-analyse en trait identificatie.

Een andere belangrijke toepassing voor de onderhavige uitvinding is het bepalen van de versheid van groenten 30 en rijpheid van vruchten en fruit. De kleur van appels bij voorbeeld, is geen goede maat om de rijpheid te bepalen. Een appel kan grote kleurverschillen vertonen. Op de blos is een appel bijvoorbeeld rood gekleurd, terwijl de kleur aan de andere kant van de appel geel kan zijn. Bij een ETba-35 meting volgens de uitvinding worden niet de kleurpigmenten gemeten die de rode en gele kleur voornamelijk bepalen, maar de energie-overdracht van chlorofyl-b- naar chlorofyl- ··# - 9 - a die hiervoor minder gevoelig is en een kleine spreiding geeft bij een meting van de ETba rondom de appel. Een ander voorbeeld van een toepassing van de uitvinding is het bepalen van het juiste plukmoment van vruchten, zoals 5 tomaten en bananen. Een te vroeg tijdstip van plukken van een tomaat geeft geen goede afrijping. De meting van ETba kan een goede maat zijn voor de bepaling van het juiste pluktijdstip. Bij het afrijpingsproces neemt de efficiëntie van het fotosyntheseproces in de tijd af en dientengevolge 10 ook de ETba waarde. Een verandering in ETba ten opzichte van de waarden die gelden voor tomaten waarbij het afrijpings-proces nog niet is gestart, geeft aan dat de afrijpingsprocessen in gang zijn gezet. In het algemeen zal men uit proeven moet vaststellen op welke ETba-waarde kan worden 15 gesorteerd. In een proef worden de geplukte tomaten van verschillende rijpheidsstadia de ETba-waarde gemeten en in verschillende klassen verdeeld. Daarna wordt tijdens afrijping in klimaatkamers bekeken welke klassen tomaten opleveren van hoge kwaliteit. De gevonden drempelwaarde uit 20 deze proef wordt gebruikt als waarde voor ETba om op te selecteren.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van een inrichting voor het bepalen van de kwaliteit van plantaardig materiaal volgens de uitvinding is weergegeven in Figuur 1. Dit is 2 5 een eenvoudige vorm die de inrichting kan hebben. Een gedeelte van blad (1) van een plant wordt bestraald door de eerste lichtbron (2) met een voorkeursgolflengte van 635 nm om chlorofyl-b moleculen te exciteren. De intensiteit wordt gemoduleerd met een frequentie fb. Teil minste een deel van 30 de chlorofyl-b moleculen raakt in een elektronisch aangeslagen toestand. Ten minste een deel van de aangeslagen chlorofyl-b moleculen geeft de energie aan chlorofyl-a moleculen door. Ten minste een deel van de chlorofyl-a moleculen valt onder uitzending van fluorescentie terug 35 naar de grondtoestand. Een deel van de chlorofylfluorescen-tie wordt met een detector (3) die voorzien is van een optisch filter (4), geschikt om alleen licht tussen 700 en - 10 - 8 00 nm door te laten, gemeten. Dit signaal (CF-b) wordt door lock-in-versterker lock-in-b (6) gemeten, die alleen signalen meet die met een frequentie fb gemoduleerd zijn. Hetzelfde deel van blad (1) wordt bestraald door een tweede 5 lichtbron (5) met een voorkeursgolflengte van 670 nm om chlorofyl-a moleculen te exciteren. De intensiteit wordt gemoduleerd met een frequentie fa die anders is dan fb. Ten minste een deel van de chlorofyl-a moleculen raakt in een elektronisch aangeslagen toestand. Ten minste een deel van 10 de aangeslagen chlorofyl-a moleculen valt onder uitzending van fluorescentie terug naar de grondtoestand. Een deel van de chlorofylfluorescentie wordt ook met detector (3) gemeten. Het fluorescentiesignaal ten gevolge van de bestraling met laser-a (CF-a) wordt gemeten met versterker 15 lock-in-a (7) die alleen signalen meet die met een frequentie fa gemoduleerd zijn. De ETba-waarde wordt berekend door de computer (8) uit het quotient van CF-b en CF-a met formule 1.

De inrichting voor het bepalen van de kwaliteit 20 van plantaardig materiaal volgens de uitvinding kan in bekende sorteerinrichtingen worden ingebouwd.

Een inrichting voor het scheiden van plantaardig materiaal volgens de uitvinding kan bestaan uit een lopende band die het plantaardige materiaal toevoert naar het 25 meetgedeelte waar de ETba-meting volgens de uitvinding wordt uitgevoerd waarna het materiaal verder wordt vervoerd naar het scheidinggedeelte waarin de fracties waarvan de ETba-waarden niet binnen voorafbepaalde grenzen liggen, met een op zich bekende wijze van de transportband worden verwij-30 derd, bijvoorbeeld met een luchtstroom. De luchtstroom kan geregeld worden door een klep die gestuurd wordt met een elektronische schakeling zoals een microprocessor die het signaal van het meetgedeelte verwerkt. Men kan het plantaardige materiaal ook scheiden in verschillende kwaliteits-35 klassen waarbij voor elke kwaliteitsklasse de ETba-waarde van het plantaardig materiaal binnen voorafbepaalde grenzen ligt. De grenzen kan men vaststellen door bijvoorbeeld van - 11 - monsters van plantaardig materiaal met de gewenste kwaliteit of eigenschappen de ETba-waarde te bepalen. De deskundige op dit gebied zal weten dat het te scheiden plantaardige materiaal ook op andere wijze dan met een transport-5 band door het meetgedeeelte en scheidingsgedeelte kan worden gevoerd en dat er diverse methoden beschikbaar zijn om diverse fracties uit de hoofdstroom te sorteren, zoals een luchtstroom, vloeistofpuls of mechanische klep. Het plantaardige materiaal kan zich ook in een vloeistof 10 bevinden. In een vloeistof sorteren kan bijvoorbeeld gebeuren om voor zeer kwetsbaar plantaardig materiaal de kans op beschadigingen te minimaliseren, zoals bij appels en ander zacht fruit.

15 Voorbeeld 1

In dit voorbeeld wordt het effect van een herbici-. •I de op de energie-overdracht van chlorofyl-b naar chlorofyl- { a berekend als ETba=CF-b/CF-a beschreven. CF-b en CF-a werden gemeten met boven genoemde voorkeursinrichting met 20 twee gemoduleerde lasers volgens fig. 1. Figuur 2 toont het verloop in de tijd van ETba=CF-b/CF-a Op tijdstip t=0 1 wordt op circa 1 cm van de meetplek op een blad van zwarte nachtschade 1 μΐ herbicide oplossing aangebracht. De start-waarde van ETba bedraagt circa 0,80. Na circa 1 uur neemt de 25 ETba-waarde af en is van 5 uur tot circa 14 uur constant op een waarde van 0,68. Vervolgens neemt de ETba-waarde vanaf 14 uur weer verder af en heeft na 20 uur een waarde van circa 0,49. Op de plek van de meting was na 20 uur geen zichtbare schade aan het blad te zien. Deze meting toont 30 aan dat de ETba-waarde op tijdstip t = 0 en tijdstip t=20 uur is afgenomen met 38%. Deze ETba-meting toont aan dat een verandering in de ETba-waarde een maat is voor herbicide stress. Het is nu mogelijk om de dosering van de herbicide aan te passen op de gemeten ETba-waarde. Voor de besproeiing 35 wordt de ETba-waarde gemeten. Daarna wordt het onkruid met een herbicide formulering besproeid. Uit voorgaande proeven is bekend na hoeveel uren na de besproeiing de ETbs-waarde - 12 - moet worden gemeten. Uit het voorbeeld blijkt dat na 20 uur de ETba-waarde drastisch is afgenomen. Uit proeven is bekend dat bij een ETba-waarde onder een zekere drempelwaarde de planten dood gaan. Op deze wijze weet de gebruiker dat hij 5 voldoende herbicide heeft gesproeid. Voordeel van deze methode is dat er gemeten kan worden in het veld bij hoge lichtintensiteiten. De gangbaar gebruikte methode die gebaseerd is op de pulse amplitude modulation (PAM) fluoro-meter van U. Schreiber, kan niet in het volle daglicht 10 worden toegepast.

Voorbeeld 2

Van een tabaksplant is bekend dat de bladeren van onderen naar boven verouderingskenmerken vertonen. Dit komt visueel 15 tot uiting in een vergeling van de bladeren. Met de inrichting zoals is weergegeven in Figuur 1 is de ET-ba gemeten per blad. De bladeren zijn genummerd van onderen naar boven. Uit Tabel l is een duidelijke trend waar te nemen bij veroudering van het blad. Het blijkt dat jongere 2 0 bladeren een lagere waarde voor ET-ba hebben dan de volgroeide bladeren (blad nr. 9) . De ETba-waarde is een maat voor het ontwikkelingsstadium van bladeren tijdens de groei van de plant. Tevens is de ETba-waarde een maat voor de vergeling of het verouderen van de bladeren. Deze laatste 25 toepassing is met name interessant voor het bepalen van de versheid van plantaardig materiaal (groenten) en afrijping van fruit.

30 Tabel 1. ET-ba metingen aan bladeren van een tabaksplant. Het blad nr. geeft hierbij aan de volgorde van het blad van onder naar boven.

Blad 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 nr.

35 ET-ba 0,23 0,20 0,24 0,53 0,66 0,79 0,86 0,92 0,97 0,91 0,82 0,74 1021476·

Claims

1. Werkwijze voor het bepalen van de kwaliteit van plant-5 aardig materiaal door het bepalen van een karakteristieke parameter van het fotosynthesesysteem van het plantaardige materiaal, met het kenmerk/ dat de karakteristieke parameter een parameter is die informatie bevat over de energie-overdracht van chlorofyl-b naar chlorofyl-a en dat de 10 werkwijze de volgende stappen omvat: (a) het aanstralen van het plantaardige materiaal met elektromagnetische straling met een zodanige golflengte dat ten minste een deel van het aanwezige chlorofyl-b wordt aangeslagen en het meten· van de van het plantaardige 15 materiaal afkomstige fluorescentiestraling behorende bij de chlorofyl-a-overgang ter verkrijging van een fluorescen-tiesignaal CF-b. (b) het aanstralen van het plantaardige materiaal met elektromagnetische straling met een zodanige golflengte dat 20 ten minste een deel van het aanwezige chlorofyl-a wordt aangeslagen en het meten van de van het plantaardige materiaal afkomstige fluorescentiestraling behorende bij de chlorofyl-a-overgang ter verkrijging van een fluorescen-tiesignaal CF-a. 25 (c) het berekenen van de karakteristieke parameter uit CF-b en CF-a.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de parameter die informatie bevat over de energie-overdracht van chlorofyl-b naar chlorofyl-a, ETba, wordt berekend met 30 de formule ETba = CF-b/CF-a.

3. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclu-3 5 sies, waarbij de voor het bestralen van het plantaardige materiaal gebruikte elektromagnetische straling een golf- 1021476« - 14 - lengte heeft tussen 400 en 670 nm voor chlorofyl-b en tussen 350 en 700 nm voor chlorofyl-a.

4. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij het van het plantaardige materiaal afkomstige 5 fluorescentiesignaal wordt gemeten tussen 600 en 800 nm.

5. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de elektromagnetische straling waarmee het plantaardige materiaal wordt bestraald, wordt opgewekt door een lamp, laser of LED-lamp.

6. Werkwijze volgens een van de voorgaande conclu sies, waarbij de van het plantaardige materiaal afkomstige fluorescentiestraling wordt gemeten met een fotodiode, photomultiplier of elektronische camera.

7. Inrichting voor het bepalen van de kwaliteit 15 van plantaardig materiaal met de werkwijze volgens een van de conclusies 1-6, omvattende eerste middelen voor het bestralen van het plantaardige materiaal met elektromagnetische straling met een zodanige golflengte dat ten minste een deel van het in het plantaardige materiaal aanwezige 20 chlorofyl-b wordt aangeslagen, eerste middelen voor het meten van het van het plantaardige materiaal afkomstige fluorescentiestraling ter verkrijging van een fluorescen-tiesignaal (CF-b) behorende bij de chlorofyl-a-overgang als gevolg van de absorptie van de straling door chlorofyl b, 25 tweede middelen voor het bestralen van het plantaardige materiaal met elektromagnetische straling met een zodanige golflengte dat ten minste een deel van het in het plantaardige materiaal aanwezige chlorofyl-a wordt aangeslagen, tweede middelen voor het meten van de van het plantaardige 30 materiaal afkomstige fluorescentiestraling ter verkrijging van een fluorescentiesignaal (CF-a) behorende bij de chlorofyl-a-overgang als gevolg van de absorptie van de straling door chlorofyl-a en middelen voor het verwerken van de fluorescentiesignalen.

8. Inrichting volgens conclusie 7, waarbij de eerste en tweede middelen voor het bestralen van het plantaardige materiaal bestaan uit respectievelijk een 1021476« - 15 - eerste laser waarvan de intensiteit gemoduleerd is met een eerste frequentie en een tweede laser laser waarvan de intensiteit gemoduleerd is met een tweede frequentie die anders is dan de eerste frequentie, de eerste en tweede 5 middelen voor het meten van de fluorescentiesignalen bestaan uit één detector die verbonden is met een eerste lock-in versterker die alleen fluorescentiesignalen meet die met die eerste frequentie gemoduleerd zijn en met een tweede lock-in versterker die alleen fluorescentiesignalen 10 meet die met die tweede frequentie gemoduleerd zijn, en de middelen voor het verwerken van de fluorescentiesignalen bestaan uit een computer voorzien van een programma voor het verwerken van de signalen van de eerste en tweede lock-in versterker.

9. Werkwijze voor het scheiden van plantaardig materiaal bestaande uit afzonderlijke componenten in ,1 meerdere fracties elk met een verschillende kwaliteit, j waarbij voor elke component de karakeristieke parameter bepaald met de werkwijze volgens een van de conclusies 1 - 20. of de inrichting volgens conclusie 7 of 8 en de fracties van componenten met karakteristieke parameter in het zelfde ' voorafbepaalde traject worden verzameld.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij het plantaardige materiaal bestaat uit bladmateriaal, fruit, 25 vruchten, bessen, bloemen, bloemorganen, wortels, zaden, bollen en knollen van planten.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarbij elke afzonderlijke component bestaat uit afzonderlijke vruchten, bessen, bloemen, bloemorganen, wortels, zaden, bollen en 30 knollen van planten.

12. Inrichting voor het scheiden van plantaardig materiaal met de werkwijze volgens een van de conclusies 9 - 11, omvattende een toevoergedeelte voor het plantaardig materiaal, een gedeelte voor het bestralen van het plant- 35 aardig materiaal met elektromagnetische straling, een gedeelte voor het meten van de van het plantaardige materiaal afkomstige fluorescentiestraling ter verkrijging van 1021478* - 16 - een fluorescentiesignaal, en een scheidingsgedeelte dat werkt op basis van het gemeten signaal. 1021476#