Home Überblick Wie lässt MONICA die Pflanze wachsen?

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Asseng et al. (2015): 
Rising heat reduces global wheat production. Nature Climate Change 5 (2), 143–147.

 


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Das Konzept des Pflanzenwachstums in MONICA beruht auf der Berechnung der Kohlenhydratbildung in Abhängigkeit vom Strahlungsangebot. Der Prozess der Photosynthese wird dadurch vereinfacht dargestellt. Die Effizienz der Kohlenhydratbildung ist temperaturabhängig. Die Entwicklung der virtuellen Pflanze vom Aussaatzeitpunkt bis zur Erntereife wird anhand der auflaufenden Temperatursumme bestimmt. Für jedes Entwicklungsstadium wird die Verteilung der gebildeten Kohlenhydrate angepasst. So wird zunächst das Wachstum der Wurzel und Blätter, später das der Sprossachse und der Frucht gefördert. Die verteilten Kohlehydrate werden in Trockenmasse umgerechnet und, im Falle der Blätter, auch in Blattfläche. Die Blattfläche wiederum, als primärer Ort für die Photosynthese, geht in die Berechnung der Kohlehydratbildung ein.

Die Trockenmasse, die der Wurzel zugeteilt wird, wird nach einer empirischen Formel auf die Bodenschichten verteilt. Die aktuelle Durchwurzelungstiefe hängt zum einen von der Bodentextur, zum anderen von der Pflanze selbst ab. Die Wurzellängendichte begrenzt wiederum die Aufnahmefähigkeit der Wurzel für Wasser und Stickstoff.

Aus der Blattfläche wird der Bedeckungsgrad berechnet, der wiederum den Anteil der Transpiration an der gesamten Verdunstung aus Pflanze und Boden (Evapotranspiration) bestimmt. Die aktuelle Evapotranspiration wird mit Hilfe von pflanzenspezifischen Koeffizienten relativ zu der einer kurzgeschnittenen Grasfläche berechnet. Der Wasserverlust wird, wenn das Dargebot ausreichend ist, entsprechend der Wurzelverteilung aus den Bodenschichten entnommen. Reicht das Dargebot nicht, und unterschreitet einen spezifischen Grenzwert, wird das Wachstum der Pflanze reduziert. Das ist auch der Fall, wenn das Stickstoffdargebot im Boden nicht ausreicht, um den kritischen Stickstoffgehalt der Pflanze nicht zu unterschreiten.
Zur Ernte wird das Erntegut entfernt, die verbleibenden Pflanzenteile werden dem Boden zugeführt. Der Stickstoff in der Pflanze wird zwischen Erntegut und Residuen aufgeteilt.

Zuletzt aktualisiert am Montag, den 20. Februar 2012 um 10:04 Uhr