*

aveollila1 Aika on totuuden puolella

Vastavalkea – Mikä on optimaalinen hiilidioksidipitoisuus?

  • Kuva 1. C3- ja C4 -kasvien fotosynteesinopeus
    Kuva 1. C3- ja C4 -kasvien fotosynteesinopeus
  • Kuva 2. C4-kasvien fotosynteesinopeus eli kasvunopeus
    Kuva 2. C4-kasvien fotosynteesinopeus eli kasvunopeus
  • Kuva 3. CO2-pitoisuuden vaikutus männyn kasvuun
    Kuva 3. CO2-pitoisuuden vaikutus männyn kasvuun

 Kasvit luokitellaan C3- ja C4-kasveiksi niiden fotosynteesiprosessin mukaan. Yleinen fotosynteesin kokonaisreaktio on:

6H2O + 6CO2 + valon fotonit → C6H12O6 (glukoosi) + 6O2

Ylläolevan kemiallisen reaktiokaavan mukaan kuusi vesimolekyyliä H2O ja kuusi hiilidioksidimolekyyliä CO2 muodostavat yhteyttämistuotteina yhden glukoosimolekyylin C6H12O6 (sokeria) lisäksi kuusi happimolekyyliä O2.

Kasvimassasta on 95 % C3 kasveja. C4-kasvit kasvavat maapallon lämpimillä alueilla ja näistä kasveista ihmisen kannalta tärkeimpiä ovat maissi, durra, hirssi ja sokeriruoko. Tärkeimmät viljelykasvit kuten vehnä ja riisi ovat C3-kasveja. Hiilidioksidipitoisuuden merkitystä kasveille on selvitetty lukuisissa tutkimuksissa. Se tiedetään, että alle 150 ppm:n pitoisuudessa kasvit kuolevat. Nykyinen CO2-pitoisuus on n. 400 ppm. Maapallon varhaisina aikoina CO2-pitoisuus on vaihdellut ja se on ollut joskus paljon nykyistä korkeampi.

Kuvassa 1 on karkea esitys C3- ja C4- kasvien fotosynteesireaktion nopeudesta CO2:n pitoisuuden funktiona. Siitä näkyy, että C4-kasvit ovat tehokkaita CO2:n hyödyntäjiä, mutta niiden optimaalinen CO2-pitoisuus tulee vastaan juuri nykyisessä 400 ppm:n pitoisuudessa. Sen sijaan C3-kasvien optimaalinen pitoisuus näyttää kuvan 1 mukaan olevan yli 1000 ppm.

Kuvassa 2 on yhteenveto lukuisista tutkimuksista (yksi piste edustaa yhtä tutkimusta) C3-kasveille. Olen itse piirtänyt punaisen käyrän osoittamaan tutkimusten keskimääräistä tulosta. Sen mukaan C4-kasvien optimaalinen pitoisuus olisi juuri tuo 1000 ppm.

Kuvassa 3 on havainnollinen kuva CO2-pitoisuuden vaikutuksesta männyn kasvuun. Silmämääräisesti arvioiden männyn pituuskasvu CO2-pitoisuudessa 835 ppm on kaksinkertainen verrattuna mäntyyn, joka on kasvanut CO2-pitoisuudessa 385 ppm. Tämä tulos on aika lailla yhtäpitävä kuvien 1 ja 2 käyrien kanssa.

Ammattimaisille kasvihuonekasvattajille myydään laitteita, joilla voidaan nostaa ja säätää hiilidioksidipitoisuutta kasvihuoneissa. Tässä yksi esimerkki tällaisesta laitetoimittajasta, jossa toimittaja lupaa 30 prosentin kasvun lisäyksen CO2-pitoisuudessa 1500 ppm: https://fifthseasongardening.com/regulating-carbon-dioxide

Useat asiantuntijat ovat arvioineet, että CO2-pitoisuuden nousu esiteollisesta 1700-luvun arvosta 280 ppm nykytasolle 400 ppm, on nostanut viljakasvien satoisuutta 10-15 %. Kun samaan aikaan lämpötila on noussut n. 0,7 – 0,8 astetta, niin olemme päässeet lämpötilan puolesta ilmasto-optimin olosuhteisiin. Näistä olosuhteista nautittiin mm. keskiajan lämpimänä kautena, kun viiniä viljeltiin Englannissa ja viikingit perustivat kaksi siirtokuntaa Grönlantiin eli vihreään maahan. Omien tutkimusteni mukaan maapallon CO2-pitoisuus nykyisellä CO2-päästömäärällä on vuonna 2100 tasolla 700 ppm.  

++++++++++++++++++++++++++++++

Selvyyden vuoksi ilmoitan, että en ole ilmaston enkä ilmastonmuutoksen kieltäjä, joksi minua tavallisesti nimitetään. Olen eri mieltä IPCC:n kanssa siitä, kuinka paljon kasvihuonekaasut pystyvät nostamaan maapallon lämpötilaa ja se on ollut tutkimuksieni painopiste. Olen julkaissut ilmastonmuutoksesta 13 vertaisarvioitua tieteellistä artikkelia viimeisen kuuden vuoden aikana.

Olen julkaissut useita ilmastonmuutosta käsitteleviä blogeja Uudessa Suomessa ja ne löytyvät minun blogi-luettelosta. Oma ilmastosivustoni, jossa on tarkempaa tietoa ilmastonmuutoksesta, on www.climatexam.com

Piditkö tästä kirjoituksesta? Näytä se!

4Suosittele

4 käyttäjää suosittelee tätä kirjoitusta. - Näytä suosittelijat

NäytäPiilota kommentit (14 kommenttia)

Käyttäjän rjaaskel kuva
Risto Jääskeläinen

Ilmastonvakioijat eivät selkeästi kerro, mikä olisi optimipitoisuus ilmakehän hiilidioksidille, mutta kun vertailukohtana on esiteollinen aikakausi, helpostikin syntyy käsitys, että hiilidioksidioptimi heidän mielestään olisi 280 ppm:n tietämissä. Nykyinen 400 ppm kuulemma pilaa ilmaa jo tuhanneksi vuodeksi.

"...nousu esiteollisesta 1700-luvun arvosta 280 ppm nykytasolle 400 ppm, on nostanut viljakasvien satoisuutta 10-15 %. "
Esimerkiksi kuvasta 3 päätellen arvio on varsin varovainen, ehkä osittain C4-kavien osuudesta johtuen. Sen lisäksi, että hiilidioksidilisä kasvattaa hyvissä olosuhteissa kasveja lisää, se myös mahdollistaa entistä kuivemmissa olosuhteissa kasvien kasvun. Peltoja voidaan siis raivata sinnekin, missä se ei aiemmin kannattanut. Ilmaston lämpeneminen taas laajentaa viljelymahdollisuuksia pohjoisiin päin, missä on runsaasti maamassaa.

Käyttäjän JaliKarjalainen1 kuva
Jali Karjalainen

nii mutta 1700 -luvulla ei kait vielä ollut kovin hyvää taitoa viljella ja entä keinolannoitteet noina aikoina. Minusta, vaikka hiiltä co2 oisi ilmassa vaikka 1500ppm tai kasvihuoneessa, se ei vielä tarkota että miten paljon tulee kasvua. Pitää olla kunnossa ensin vesitalous,ravinto ja lämpö ja ilmankosteus ja sitten tarvitaan vielä lajike eli luonnossa villit porkkanat eivät voi kasvaa rajusti, jos hiiltä co2 oisi ilmassa vaikkapa yli 800 ppm. Viljakasvien nousu perustuu myös lannoitukseen ja taitoon viljellä. Pitää muistaa että viljalajikkeitä on kehitetty sieltä 1700-luvula asti. Muuten ihan hyvä kirjoitus Ollilalta

Pitää muista että mänty ei voi kasvaa kaksinkertaiseksi jossain hiilen co2 yli 800 ppm pitoisuudessa. Ensin täyty olla lajike kehitetty ja metsässä täytyy olla lannoitusta ja oikea valon saanti ja vettä. Eli metsä on ensin harvennettu ja sitä pitää ensin hoitaa.Korkea hiili co2 ei ole ainoa tekijä kasvussa. Yhteyttäminen on yhteystyö

Käyttäjän kosonenjuhapekka kuva
Juha-Pekka Kosonen

Onko tehty tieteellistä tai edes poikkitieteellistä tutkimusta siitä, kuinka paljon 1900- ja 2000 lukujen sodat ovat vaikuttaneet ilmaston kehittymiseen.

Muun muassa kuuluisassa tuhannen koneen pommituksessa brittien pommikoneet pudottivat puoli miljoonaa tonnia pommeja puolessatoista tunnissa Kölniin 30.5.1942. Ilmaston saastuminen ei tainnut olla suurin murhe tuolloin. Kerosiinia paloi kuitenkin yhdessä operaatiossa miljoonia tonneja. Samalla paloi yksi keskisuuri saksalaiskaupunki asukkaineen.

http://personal.inet.fi/koti/kkoskela/pommitsot.html

Entäpä ydinpommien vaikutus? Ydinräjähdys synnyttää hetkellisen miniauringon ja valtaisan lämpöpiikin.

Oman näkemykseni mukaan esim. sodissa upotetut miljoonat öljytonnit eivät näy luonnon kiertokulussa millään tavalla tai ei niistä ainakaan puhuta julkisesti. Itku sen sijaan on valtava, jos yksi supertankkeri tirsauttaa öljynsä mereen.

Tällöin kuitenkin puhutaan vain murto-osista siitä öljystä, mitä sodissa on mereen valutettu.

Itku ilmastonmuutoksesta lienee täysin turhaa, koska yhdellä suursodalla voidaan vesittää kaikki saavutukset puhtaan teknologian saralla vrt. Persianlahden sodat.

https://fi.wikipedia.org/wiki/Persianlahden_sota

Käyttäjän JaliKarjalainen1 kuva
Jali Karjalainen

jos tehään koe että pannaan kasvamaan villiporkkana ja sitten jalostettu porkkana, niin jos vaikka hiiltä co2 oisi ilmassa sama määrä vaikka 1000ppm, niin villiporkkana ei voi kasvaa yhtä suureksi kuin jalostettu porkkana, jos kasvualustassa oisi ravinne semmonen että villiporkkana ravintona oisi vain maaperä ja jalostetun porkkanan ravintona oisi lannoitteet ja jalostettu lajike. Jos katsoo kuvaa netistä , villiporkkanan kuvaa tai retiisin niin vieressä on jalosettu lajike ja ero on suuri

Jalostettu porkkana vaatii eri tavalla ravinnon kuin villiporkkana eli pitää olla lannoitus ja sitten hiili co2- Hiili co2 ei automaattisesti nosta porkkanan satoa , pitää olla lannoitus kunnossa. Meillä on Suomessakin sadot vaihdelleet vaikka hiiltä co2 onkin ilmassa ollut 380--400ppm. Kasvihuoneessa saa kyllä kasvun syntymään ilman säiden muutoksia mutta ei se kasvihuoneessakaan villiporkkana kovin kasva, paremmin kasvaa jalostettu porkkana

Käyttäjän JaliKarjalainen1 kuva
Jali Karjalainen

Kuvassa oleva mänty on kyllä kasvanut eri hiili co2 määrissä, mutta se onkin jalostettu mänty. Hiili co2 nostaa jalostettuja tuotteita sillai, että ne kasvaa paremmin kuin ei-jalostetut vai?

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

Mikä on "optimaalinen" hiilidioksidi ym. kasvihuonekaasu-pitoisuus ilmakehässä (eli hiilen kiertokulku), siihen löytyy todellinen matemaattinen tulkinta ja ennuste oheisesta linkistä:

http://hannusinivirta.puheenvuoro.uusisuomi.fi/250...

Blogistin tutkimus sinänsä, on kyllä oikeilla jäljillä kasvuston suhteen. Mutta maapallon "optimaaliset" CO2-pitoisuuksien ennusteet nykyisestä kehityksestä vuoteen 2100, tuskin tietää vielä kukaan, -ei edes blogisti.

Käyttäjän aveollila1 kuva
Antero Ollila

Ennusteeni on pikemminkin skenaario eli perustuu oletukseen, että hiilidioksidipäästöt säilyvät jatkossa sillä tasolla, jolla ne ovat olleet jo kuusi vuotta eli n.10 gigatonnia hiiltä per vuosi. Eihän sitä kukaan tiedä.

Käyttäjän HannuSinivirta kuva
Hannu Sinivirta

No skenaarioitahan voi toki tehdä...

Käyttäjän JaliKarjalainen1 kuva
Jali Karjalainen

No näitä c3 kasveja on valtaosa eli eniten ja sitten on c4 kasveja 3% ja Cam kasveja on 7 % ja Cam kasvit tarttevat vettä vähän ja hiiltä co2 koska ne ottavat hiilen co2 yöllä varastoon solukoon orgaanisiksi hapoiksi ja sitten päivällä käyttävät ne vasta yhteyttämiseen ottamalla mesofyllisolukosta sieltä orgaanisista hapoista yhteyttämiseen- Pitää mustaa että millaset ovat kasvin ominaisuudet eikä siis kasvua vielä ratkaise se, miten paljon hiiltä co2 on ilmassa.Intiaanit pistivät puuhiiltä maahan siksi että he sillä lannoittivat maata ja heillä silloin kasvua syntykin sen puitteissa millaisia heillä oli käytössä viljeltävien kasvien ominaisuuksia ja siis ei puuhiili yksin ratkaissut koko kasvua. Pitää muistaa että meillä on nyt kasvinjalostus ja lannoitteet ja kompostit ja esim mikrolisäsys , biologiset lannoitteet ja biologinen torjutakin jne.

Käyttäjän arojouni kuva
Jouni Aro

Totta, kasvua voidaan lisätä, no varmasti maailmanlaajuisesti. Tuohon keinovalikoimaan on vasta herätty, kun on huomattu, että taitaisi se biosfääri ottaa sen hiilidioksidin kokonaan talteen.

Mikä se optimaalinen ilmakehän hiilidioksidi -pitoisuus sitten onkaan.

Köyhtyneen maan kunnostamiseen saattaa mennä aikaa, 30 - 40 vuotta. Mutta tuolla biohiilen hautaamisella maaperään sitä kunnostamista voidaan sitten nopeuttaa.

Käyttäjän JaliKarjalainen1 kuva
Jali Karjalainen

No täällä on monilla hyviä kirjoituksia. Jos valoa on vähän, silloin hiiltä co2 tarvitaan vähän ja on kasveja, jotka tarttevat vain vähän valoa jne

Käyttäjän JaliKarjalainen1 kuva
Jali Karjalainen

Noo näitä hiilen co2 määrän nostamistutkimuksia on ollut useita satoja. Eräs tutkimusalue ,jossa tutkimuksia oli 226 kpl, niin näissä tutkimuksissa kait hiiltä co2 oli nostettu 800ppm määrään suunnilleen ja tulos oli se, että kasvit kasvoivat keskimäärin 31% ja hernekasvit olivat kasvaneet jopa 56%, kasvun nousu kait oli vaihdellut jotain 26%--56% ja kasvit olivat samalla alkaneet kasvattamaan laajaa juuristoa ja nimenomaan paljon hienojuuria. Tämä tarkottaa sitä, että kun lisäään paljon hiiltä co2, niin kasvit alkavat tehostamaan omilla keinoillaan lisää ravintoa maasta juuri kasvattamalla lisää juurimassaa

No Jouni Aro mainitsi että jos sitten koko spektri oisi vain punasta, niin tehoa sitte tulisi. Tamperelaiset olivat kait Fujitsun avulla Lapinjärvelle rakentaneet kasvihuoneen, jossa ei ollutkaan ikkunoita ja sisällä vain led-valojärjestelmät ja kasvit olivat hyvin kasvaneet. Led valoilla kait sitte pitäis sitä punastakin saada ja sinistä. Netistähän löytyy tämä kertomus:Tamperelainen keksintö mullistaa maailman kasvihuoneet-- ei tarvita työntekijöitä eikä aurinkoa. Tuommonen otsake on. Löytyy googlaamalla. Nyt sitte on Hyttisen LSC-aurinkosähköpaneelitkin ja vielä Moilalan Gravitaatiovoimalakin

Oohan joku tehnyt kasvihuoneen kaivokseenkin - Tv ohjelma kerto jokin aika sitten. Entinen kaivos

Netistä kun googlaa otsikolla:Suomalaisen kaivoksen tunneleissa 660 metrin syvyydessä kasvaa....15.12.2017 Pyhäselän kaivos. Led-valolla kasvatetaan ilman aurinkoo jne

Käyttäjän JaliKarjalainen1 kuva
Jali Karjalainen

Led =Light Emitting Diode eli hohtodiodi eli ledi eli valodiodi eli fotodiodi.
Puolijohdekomponetti jonka läpi johdetaan sähköö ja sitten komponentti säteilee valoa ja päästää valoa vain toiseen suuntaan ja komponentti lähettää valoa ja pintaan voidaan muokata lisättyjä kalvoja ja pinnoitteitakin ja kun useita ledejä pakataan kasaan samaan koteloon, saadaan yhdistelmävärit jne. Eli vallankumous on valmis

Käyttäjän JaliKarjalainen1 kuva
Jali Karjalainen

Loputtomasti kasvit eivät voi ottaa hiiltä co2 ilmasta. Tulee raja sillai, että kasvit eivät osaa käyttää kaikkea hiiltä co2 ja sitten ne alkaa keräämään hiiltä co2 lehtiin ja silloin fotosynteesi heikkenee,yhteittämistuotteita tulee lehtiin ja hiilen co2 ottaminen ilmasto silloin heikkenee, joku katto siis on olemassa ja käsittääkseni jalostetut kasvit pystyvät ottamaan hiiltä co2 ilmasta paremmin kuin ei- jalostetut

Toimituksen poiminnat

Tämän blogin suosituimmat kirjoitukset