Obwohl Pflanzen häufig sofort auf erhöhte CO2-Konzentrationen reagieren (z. B. erhöhte Photosynthese), hält diese anfängliche Reaktion häufig nicht während der gesamten Produktion an, wodurch der Nutzen dieses Eintrags verringert wird. Bei Gartenbauarten sind der Zeitpunkt und das Ausmaß dieser Akklimatisierungsreaktionen noch weitgehend ungewiss.
Ziel einer neuen Studie war es, artspezifische Akklimatisierungsreaktionen auf erhöhte CO2-Konzentrationen für Stiefmütterchen (Viola ×wittrockiana „Matrix Blue Blotch Improved“) und Petunie (Petunia ×hybrida „Dreams Midnight“) zu bestimmen. Die Forschung ist veröffentlicht im Zeitschrift der American Society for Horticultural Science.
Obwohl die durchschnittliche CO2-Konzentration in der Umgebung derzeit 400 μmol⋅mol−1 übersteigt, sinken die Konzentrationen in der Gewächshausumgebung während der Produktion im Winter und frühen Frühling häufig auf weniger als 200 μmol⋅mol−1. Allerdings maximiert die aktuelle atmosphärische Konzentration die Photosynthesekapazität nicht; Daher besteht das Potenzial, das Pflanzenwachstum durch die Anreicherung kontrollierter Umgebungen mit CO2 zu steigern.
Studien haben gezeigt, dass CO2-Konzentrationen zwischen 800 und 1200 μmol⋅mol−1 ein großes Potenzial zur Steigerung des Pflanzenwachstums haben, wobei Konzentrationen über 900 μmol⋅mol−1 die Photorespiration nahezu eliminieren. Frühere Studien haben jedoch gezeigt, dass der praktischste CO2-Konzentrationsbereich für die meisten Arten bei 600 bis 1000 μmol⋅mol−1 liegt. Frühe Kurzzeitstudien zeigten, dass eine wirtschaftlich effiziente Möglichkeit zur Förderung des Zierpflanzenwachstums in kontrollierten Umgebungen darin besteht, die CO2-Konzentration innerhalb dieses Zielbereichs zu erhöhen.
Obwohl die Reaktionen von Gartenbauarten auf langfristig erhöhte CO2-Konzentrationen weiterhin untersucht werden, sind weitere Untersuchungen erforderlich, um den Zeitpunkt und das Ausmaß dieser artspezifischen Reaktionen zu ermitteln und CO2 als Input für die Produktion in kontrollierten Umgebungen besser zu verstehen. Eine Zunahme der Biomasse wurde sowohl für die Petunie „Dreams Midnight“ als auch für das Stiefmütterchen „Matrix Blue Blotch Improved“ unter einer erhöhten CO2-Konzentration im Vergleich zu den Umgebungsbedingungen an allen Tagen beobachtet, aber die physiologische Gewöhnung an diesen Eintrag innerhalb von 7 Tagen nach der Produktion schränkte das Potenzial wahrscheinlich ein dieser Anstieg der Biomasse.
Die Ergebnisse sind jedoch auf die für diese Studie verwendeten Umgebungsbedingungen und Behälterbeschränkungen beschränkt, wobei das Potenzial für Senkenbeschränkungen und Wechselwirkungen mit anderen Produktionsfaktoren (z. B. Temperatur, Ernährung) weitere Untersuchungen rechtfertigt, um die Reaktionen auf erhöhte CO2-Konzentrationen für eine Vielzahl von Arten zu erklären Vielfalt an Gartenbauarten. Mit diesen Informationen könnten verbesserte Strategien zur CO2-Anreicherung entwickelt werden, die Akklimatisierungsbeschränkungen umgehen und die Produktionseffizienz für kontrollierte Umgebungen steigern könnten.
Mehr Informationen:
David W. McKinney et al, Langfristige CO2-Anreicherung erhöht die Biomasse, führt aber zu einer schnellen physiologischen Akklimatisierung von Petunien und Stiefmütterchen, Zeitschrift der American Society for Horticultural Science (2023). DOI: 10.21273/JASHS05304-23