Kohlendioxid in der Atmosphäre © IMSI MasterClips/MMCD

Der vorausgesagte Klimawandel, also die Veränderung der mittleren Klimawerte sowie die Häufung von Klimaextremen, wird sich auf landwirtschaftliche Kulturpflanzen und die Agrarökosysteme auf vielfältige Weise auswirken. Wegen der komplexen Zusammenhänge fällt es den Wissenschaftlern schwer, rein theoretisch abzuschätzen, wie die Pflanzen zum Beispiel auf einen erhöhten Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre reagieren würden.

Um zu belastbaren Aussagen zu kommen, wäre es das Beste, über mehrere Jahre Untersuchungen auf einem realen Acker durchzuführen, über dem die Atmosphäre bereits verändert ist. Unmöglich? Nein. An einigen wenigen Orten der Erde werden solche Untersuchungen mit Hilfe aufwändiger Apparaturen durchgeführt, unter anderem in Braunschweig an der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL).

Zu den deutlichsten Signalen des Klimawandels und den unausweichlichen Entwicklungen der Klimaänderungen gehört der rasche Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Während die globale CO2-Konzentration der Atmosphäre über mehr als 100.000 Jahre hinweg bis etwa zum Ende des 19. Jahrhunderts bei 280-290 ppm (parts per million) lag, steigt sie seitdem rasch an und beträgt gegenwärtig bereits ca. 375 ppm. Dieser Trend wird sich mit noch größerer Intensität als bisher fortsetzen, sodass wir schon in 50 Jahren mit CO2-Konzentrationen von 450-550 ppm rechnen müssen.

Der CO2-Anstieg führt nicht nur zur Klimaerwärmung, sondern hat auch direkte Konsequenzen für die Landökosysteme und damit für die Landwirtschaft. Bekanntlich ist CO2 beziehungsweise Kohlenstoff der stoffliche Eckpfeiler allen Lebens, da Pflanzen CO2 zur Photosynthese benötigen. Allerdings ist die gegenwärtige CO2-Konzentration der Atmosphäre für die meisten Pflanzen des so genannten C3-Typs suboptimal. Eine CO2-Erhöhung in der Umgebungsluft stimuliert daher im Allgemeinen die Photosynthese und das Pflanzenwachstum - sofern nicht andere Faktoren limitierend wirken.

Dieser „CO2-Düngeeffekt“ ist vom Prinzip her schon lange bekannt. Gleichzeitig sind bei einem höheren CO2-Anteil in der Atmosphäre die Spaltöffnungen (Stomata) der meisten krautigen Pflanzenarten weniger stark geöffnet, was zu einer reduzierten Blatttranspiration führt. Daüber hinaus ändert sich die stoffliche Zusammensetzung des pflanzlichen Gewebes.