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Einfluss erhöhter atmosphärischer CO2-Konzentrationen auf die globale Vegetationsentwicklung sowie den Ertrag und die Produktqualität im landwirtschaftlichen Pflanzenbau

Wolfgang Merbach
Wolfgang Merbach
, 
Helfried Zschaler
Helfried Zschaler
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Dietrich Schulzke
Dietrich Schulzke
   | 30 may 2021
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Article Category: Research Article
Publicado en línea: 30 may 2021
Páginas: 229 - 239
Recibido: 20 nov 2020
Aceptado: 08 feb 2021
DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2020-0019
Palabras clave
© 2021 Wolfgang Merbach et al., published by Sciendo
This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

Abbildung 1

Einfluss der CO2-Konzentration auf die relativen Erträge verschiedener Fruchtarten (zusammengestellt aus Daten von Parry et al., 2004, vgl. Bennert et al., 2020).Figure 1. Influence of the CO2 concentration on the relative yields of various crops (compiled from data by Parry et al., 2004, cf. Bennert et al., 2020).
Einfluss der CO2-Konzentration auf die relativen Erträge verschiedener Fruchtarten (zusammengestellt aus Daten von Parry et al., 2004, vgl. Bennert et al., 2020).Figure 1. Influence of the CO2 concentration on the relative yields of various crops (compiled from data by Parry et al., 2004, cf. Bennert et al., 2020).

Abbildung 2

Schematische Darstellung des Einflusses des N-Angebots auf den CO2-Düngeeffekt zur Biomasseproduktion (Coskun et al., 2016)Figure 2. Schematic representation of the influence of the N supply on the CO2 fertilization effect for biomass production (Coskun et al., 2016)
Schematische Darstellung des Einflusses des N-Angebots auf den CO2-Düngeeffekt zur Biomasseproduktion (Coskun et al., 2016)Figure 2. Schematic representation of the influence of the N supply on the CO2 fertilization effect for biomass production (Coskun et al., 2016)

Effekte erhöhter CO2-Konzentration auf den Nährstoffgehalt einiger FruchtartenTable 5. Effects of increased CO2 concentrations on the nutritional content of some crops

Fruchtart Effekte Quelle
Weizen Abnahme der N-Konzentration im Spross Abnahme der löslichen Proteine im Spross Wang et al., 2003
Weizen Aufnahme an Mn, Zn und Protein erhöht, Konzentrationen jedoch reduziert Abnahme der Cd-Konzentration Pleijel und Högy, 2015
Reis Zunahme der P-Konzentration Yang et al., 2007
Reis Zunahme der P-Konzentration und der P-Aufnahme Zeng et al., 2006
Reis Abnahme der N-Konzentration, Zunahme der N-Aufnahme Pang et al., 2006
Mungbohne N-Aufnahme erhöht, P und K nicht verändert oder leicht gestiegen Li et al., 2015
Sojabohne N-Konzentration bei jungen Pflanzen erniedrigt, bei älteren erhöht Rogers et al., 2006
Sojabohne N-reiche Aminosäuren und Ureide von jungen Blättern erhöht, bei alten Blättern nicht beeinflusst Ainsworth et al., 2007

Ausgewählte Ertragsdaten 1990 bis 2015 in Deutschland (Quelle: FAOSTAT, 2020) Table 3. Selected yields data from 1990 to 2015 in Germany (Source: FAOSTAT, 2020

Fruchtart Erträge (dt/ha) Ertragsanstieg (%)
1990 2005 2015 1990–2005 2005–2015 1990–2015
Weizen 62,7 74,7 80,9 19,1 8,3 29,0
Wintergerste 53,6 59,7 71,7 11,4 20,1 33,8
Körnermais 67,7 92,1 87,2 36,0 −5,4 28,8
Kartoffel 257,8 419,7 438,2 62,8 4,4 69,9

Ertragssteigerung verschiedener Fruchtarten durch Erhöhung des CO2-Angebots von 350 auf 559 ppm (+57 %). Weltweite Auswertung von FACE-Versuchen (Kimball, 2016)Table 2. Yield increase of various crops by increasing the CO2 supply from 350 to 559 ppm (+57%). Worldwide evaluation of FACE experiments (Kimball, 2016)

Fruchtart Globaler Durchschnittsertrag (dt/ha) Ertragszuwachs (%)
Baumwolle 164 30 und mehr
Maniok 750 30 und mehr
Mais (bei Trockenstress) 58 30 und mehr
Hirse (bei Trockenstress) 11,7 30 und mehr
Weizen 35 15–30
Gerste 30 15–30
Reis (konventionelle Sorten) 32,4 15–30
Sojabohne 28,5 15–30
Erdnuss 29,7 15–30
Kartoffel 220 15–30
Raps, Rübsen (Deutschland) 33 15–30
Reben (Deutschland) 97,5 15–30
Zuckerrübe 7,6 10–15
Kaffee (Ghana) 16,6 10–15
Weidelgras 110 10–15

Anbauflächen, Erträge und CO2-Bilanzen von Feldfrüchten in Deutschland (Bröker, 2020, modifiziert) (Quelle: Statistisches Bundesamt, Erträge: 2013–2018)Table 4. Cropping area, yields and CO2 balances of crops in Germany (Bröker, 2020, modified) (Source: Statistisches Bundesamt, Yields: 2013–2018)

Kultur Fläche (Mio. ha) Ertrag (dt/ha) CO2-Emissionen CO2-Festlegung CO2-Bilanz (kg/ha)
Anbau1 (kg/ha) Boden2 Erntegut
(kg/ha)
Weizen 3,3 78 1300 300 8800 7800
Gerste 1,2 72 1200 200 7800 6800
Roggen 0,6 56 1000 300 6200 5500
Hafer 0,2 58 1000 200 6500 5700
Triticale 0,4 71 1200 300 7800 6900
Raps 1,0 36 1400 −2000 8000 4600
Körnermais 0,5 108 1500 500 12000 11000
Silomais 2,0 467 1600 −3000 15000 10400
Zuckerrüben 0,4 784 1600 −4800 21000 14600
Kartoffeln 0,3 377 2000 −3300 12000 6700
Leguminosen 0,1 44 900 −600 6000 4500
Feldfutter 0,3 313 1400 1200 12000 11800
Summe 10,3 16,1 Mio. t −10,7 Mio t 123,1 Mio. t 96,3 Mio. t

Rangliste der CO2-Emittenten im Jahr 2018 (Crippa et al., 2019)Table 1. Ranking of the largest CO2 emitters in 2018 (Crippa et al., 2019)

Ranking Land CO2-Emissionen (Mio. t) Globaler Anteil (%)
1. China 11.256 29,7
2. USA 5.275 13,9
3. Indien 2.622 6,9
4. Russland 1.748 4,6
5. Japan 1.199 3,2
6. Deutschland 753 2,0
7. Iran 728 1,9
8. Südkorea 685 1,8
9. Saudi-Arabien 625 1,7
10. Kanada 594 1,6
eISSN:
2719-5430
Idioma:
Inglés
Calendario de la edición:
4 veces al año
Temas de la revista:
Life Sciences, Ecology, other
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