Umschlagbild - Naturforschende Gesellschaft in Zürich NGZH

20 Neujahrsblatt der Naturforschenden Gesellschaft in Zürich 1980
Tab. 3 Mögliche Ausbeute der photosynthetischen Sonnenenergieumwandlung (nach [36])
Gesamteinstrahlung pro Tag 2100 J/cm²
davon in sichtbarem Licht, 400 - 700 nm 930 J/cm²
Quantendichte im sichtbaren Licht 4300 µEinstein/cm²
- Albedoverluste -360 µEinstein/cm²
- inaktive Absorption -432 µEinstein/cm²
Photosynthetisch wirksam 3528 µEinstein/cm²
C-fixiert 353 µMol/cm²
Verluste durch Atmung 116 µMol/cm²
Nettoproduktion an (CH2O) 237 µMol/cm²
(=114 J/cm²)
Nettoproduktion in g: 71 g/m²
Von der gesamthaft eingestrahlten Energie kann nur der sichtbare Anteil photobiologisch genutzt
werden, das sind 43%. Davon gehen 10-30% durch Transmission und Reflexion verloren. Die
grössten Verluste haben ihre Ursache darin, dass der eigentliche Energieumwandlungsschritt von den
energieärmsten Lichtquanten des sichtbaren Bereichs (Wellenlänge 680-700 nm) ausgeht, während
das Emissionsmaximum des Sonnenlichtes bei 500 nm liegt. Schliesslich sind nach heutigen
Erkenntnissen 8-10 Lichtquanten zur Fixierung eines Moleküls CO 2 notwendig. Oft wird vergessen,
dass die Pflanze als Lebewesen um 30-40% der fixierten Energie für ihren eigenen Haushalt benötigt
(Aufrechterhaltung der Lebensvorgänge im Dunkeln und in nichtgrünen Organen).
Mittel. Der Grund, dass die photosynthetische Ausbeute von Kulturen verglichen
etwa mit Einzelpflanzen im Laboratorium deutlich hinter der berechneten
theoretischen Ausbeute zurückliegt, ist darin zu suchen, dass in der Regel im Felde
nicht das Licht der begrenzende Wachstumsfaktor ist. Der tiefe CO2 -Gehalt der
Luft, die in unseren Breiten suboptimalen Temperaturen, die Nährstoffversorgung
und die in grossen Teilen der Erde ungenügende Wasserversorgung der Pflanzen
bestimmen die photosynthetische Ausbeute weit mehr als die Menge des
einfallenden Lichtes!
3. Der heutige Stellenwert von Biomasse und Bioenergie
3.1. Biomasse als Nahrung und Futter [7]
Nur ein sehr kleiner Anteil der jährlich weltweit produzierten Biomasse wird
als Nahrung für die heute ca. 4. 10 9 Menschen benötigt. Trotzdem sind ganze
Völker unterernährt und werden durch Hungersnöte immer wieder heimgesucht.
Dies liegt offenbar nicht an einer ungenügenden Produktion an Nahrungsmitteln,
sondern am mangelhaften Verteilungssystem, an unkontrollierten Lagerund
Transportverlusten und häufig auch an der falschen Wahl der an bestimmten Orten
angebauten Pflanzen (Produktion für den Export hat oft den Vorrang gegenüber
dem Eigenbedarf). Das Problem ist politisch und nicht biologisch: Die Nahrung
muss zu den Menschen gebracht werden, die sie benötigen, und diesen ist ein
Einkommen zu geben, das ihnen erlaubt, Nahrung kaufen zu