Thread by @MullerBoje

Ein Thread zur #CO2Düngung

Gegner von CO2-Einsparungen rechtfertigen sich gerne damit, dass Pflanzen Kohlendioxid zum Aufbau von Biomasse benötigen. Mehr CO2 würde düngen. Sie vereinfachen dabei die Umwandlung von CO2 zu Zucker unter Sonneneinstrahlung auf folgende Formel. /2

An der Gleichung stimmt die Stöchiometrie nicht. Dafür müssen wir auf der linken Seite Wasser und auf der rechten Seiten Sauerstoff ergänzen. Schon taucht die erste Limitation (rot umrandet) auf. Wir benötigen Wasser. /3

Nun könnte man sagen, dass wenigsten Wasserpflanzen/Algen zusätzliches CO2 quantitativ in Biomasse umsetzen sollten. Das ist ein Trugschluss, denn in den Ozeanen fehlt dazu genug Eisen. Dieses Fe wird aber bei der Umsetzung der Strahlungsenergie in chemische Energie und /4

Reduktionsäquivalente benötigt. Also fixieren die Ozeane über die Algen erstmal nicht mehr CO2. Zurück zu den Landpflanzen. Die Energieabsorption in Pflanzen ist, wie ihr sicherlich schon einmal gehört habt, im Vergleich zu Solarzellen sehr ineffizient. Das liegt vor allem /5

daran, dass durch die Strahlung reaktive Sauerstoffspezies (ROS) entstehen die cytotoxisch wirken. Aus diesem Grund ist die Photosynthese immer ein trade-off zwischen optimaler Zuckersynthese und Oxidationsschutz. Auch deshalb kann die Pflanze allein mit mehr CO2 nicht viel /6

anfangen. Doch wo kommen Wasser und CO2 überhaupt her. Wasser wird in den Wurzeln aufgenommen und in die Blätter transportiert. In den Blättern werden Stomata geöffnet und das CO2 strömt in die Intrazellularen. Die Problematik der Pflanze ist, dass durch die geöffneten Stomata /7

Wasser verdunstet. Bei starker Sonneneinstrahlung schliessen die Pflanzen aus diesem Grund die Stomata (Einfluss von K), da sie durch die hohe Verdunstung den Gesamt-Turgor nicht aufrecht erhalten könnten und welken würden. Einen Ausweg haben C4-Pflanzen gefunden, die die /8

CO2-Fixierung zeitlich und räumlich von den Lichtreaktionen trennen können. Jedoch ist auch das ein trade-off mit der Energieproduktion (Effizienz) der Photosynthese. Unter optimalen Bedingungen ist die "normale" Photosynthese effizienter. /9

Wenn man die Reaktion im Detail anschaut, verläuft die Umwandlung von Kohlendioxid nicht in einem Schritt, sondern in sehr vielen kleinen Schritten. geschwindigkeitsbestimmend ist dabei die Rubisco, die CO2 auf Ribulose-1,5-bisphosphat überträgt. Dieses Enzym arbeitet sehr /10

langsam und schaltet bei hoher Temperatur und Trockenheit auf Photorespiration um. So ist die gesamte Photosynthese extrem angepasst an die momentanen CO2-Konzentrationen und die beobachten "Düngeeffekte" spielen sich im Prozentbereich ab. /11

Keine Pflanze wird heute wesentlich größer als sie vor 100 Jahren geworden ist. Das liegt einfach daran, dass für die Pflanze im Freiland fast immer Wasser/Salze limitierend sind. Auf der anderen Seite verändern wir durch das Kohlendioxid massiv die anderen Stoffkreisläufe /12

wie den Wasserkreislauf. Durch die Gletscherschmelzen führen die Flüsse weniger Wasser. Weniger Wälder führen zur Bodenentwässerung. Es gibt mehr Starkregenereignisse, Nährstoffe werden ausgewaschen, und die Verteilung der Niederschläge wird ungleichmässiger. /13

Der pH-Wert der Ozeane verändert sich. Seichte Gewässer trocknen durch länger persistierende Hochdruckgebiete schneller aus. Durch die Düngung verändert sich der Stickstoffkreislauf. Und das sind nur ein paar Veränderungen, die mir Adhoc einfallen. /14

Lange Rede kurzer Sinn: Der CO2-Düngeeffekt ist nicht zu erkennen, der negative Einfluss auf stabile Umweltbedingungen jedoch schon. Seid gut zu der Umwelt und den Pflanzen und spart bitte Emissionen. Dankeschön! 🙏

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