Integratie, Context en Referenties - Documentatie

Factoren die van belang zijn:

• toename in CO2 concentraties
• klimaatverandering
• technologische ontwikkeling (inclusief adaptatie)
• op het gebied van plantenveredeling
• verandering verschil tussen potentiële en actuele opbrengsten door verbeterd gewasmanagement
• veranderende effecten van klimaatsextremen

Berekening

Om de verwachte opbrengsten voor 2050 te berekenen, worden de volgende gegevens gebruikt:

• actuele opbrengsten (AYc) in de huidige situatie (2006-2008), welke gebruikt worden om het opbrengst verschil tussen potentiële en actuele opbrengsten te berekenen
• gesimuleerde potentiële opbrengsten voor de huidige omstandigheden (PYc) en voor scenario’s in 2050 (PY50), welke effecten van verhoogde CO2 concentraties en klimaatverandering in ogenschouw nemen
• toename potentiële opbrengst door plantenveredeling, welke factor (GI) is geschat op 30% en 10% van de potentiële opbrengst voor respectievelijk het A1-W/W+ en B2-G/G+ scenario
• opbrengst verschil potentiële en actuele opbrengst voor 2050 (GAP50), welke gelijk is aan het minimum van of het opbrengst verschil gesteld voor 2050 (GAP50s) of, als deze al lager is, het huidige opbrengst verschil (GAPc) per gewastype (GAPc = 1 – (AYc / PYc) )
• het effect van extreme klimaatsomstandigheden; dit is niet direct geïntegreerd in onderstaande formule, maar heeft een aanvullend effect.

Samengevat, de verwachte opbrengst voor verschillende scenario’s in 2050, kan worden berekend als:

AY50 = PY50 * ( 1 + GI)  *  (1 - GAP50) / ( 1 –  GAPc)  with GAPc =  1 – (AYc / PYc)  and GAP50= Min (GAPc, GAP50s)

Een voorbeeld wordt gegeven voor wintertarwe in Flevoland.

Belangrijke aannames

Veranderingen in opbrengsten en de relatieve invloed van klimaatverandering hier op, is afhankelijk van scenario's en de aannames die hierbij gemaakt worden. De CO2 en klimaatsfactoren zijn besproken, dus bij de integratie zijn vooral de technologische ontwikkeling en management van belang. Aangezien de zogenaamde yield gap in Flevoland al klein is, dat wil zeggen dat de behaalde opbrengsten de potentiële opbrengsten benaderen, kan hier weinig verbetering in optreden. De aannames op het gebied van technologische ontwikkeling zijn dus van groot belang.

Toename in potentiele opbrengsten

Een literatuurstudie is gedaan naar de mogelijkheden om potentiële opbrengsten te verhogen door veranderingen in fysiologische, fenologische en morfologische karakteristieken van gewassen. Potentiële opbrengsten (YP) kunnen worden uitgedrukt als een functie van licht interceptie (LI), lichtgebruiksefficientie (RUE) en de verdeling van biomassa naar opbrengst, oftewel de oogst-index (HI). Dit geeft YP= LI * RUE * HI. LI en HI zijn al geoptimaliseerd in de laatste tientallen jaren, voornamelijk voor graangewassen. Toekomstige opbrengstverbeteringen zullen voornamelijk moeten komen door verbetering in RUE. Voor kleinere gewassen, bijv. koolzaad, is het mogelijk dat LI en HI nog verbeterd kunnen worden.

Reynolds et al. (2009) en Long et al. (2006) geven uitgebreide overzichten van de mogelijke verbeteringen. Long et al (2006) stelt dat veel recente experimenten die de groei van een genotype onder huidige en toekomstige CO2 concentraties vergelijken, laten zien dat een toename in fotosynthese sterk relateerd aan een toename in opbrengst. Er zijn zes mogelijke routes om RUE te verhogen door de fotosynthese effiëntie te verbeteren, en gezamenlijk kunnen deze de RUE en de opbrengst met 50% verbeteren.

Op basis van deze analyses, zijn de stijgingen in opbrengsten in de komende jaren geschat op 1% per jaar in het A1-W/W+ scenario (snelle economische groei, vrije handel, hoge welvaartstijging en dus voedselvraag). Deze schatting komt goed overeen met schattingen gebaseerd op historische trends (Ewert et al., 2005; Reilly & Fuglie, 1998). We nemen wel aan dat de groei geleidelijk minder wordt, tot 0% in 2050, en komen daardoor op een stijging van 30% in het A1-W/W+ scenario. In B2-G/G+ (met minder economische groei, handelblokkades, milieubelastingen, minder welvaartsgroei en dus stijging van de voedelvraag) nemen we aan dat de stijging in opbrengsten 1/3 van de stijging in A1-W/W+ is, wat uitkomt op 10%.

Verschil potentiële en actuele opbrengsten

In Flevoland is het verschil tussen potentiële en actuele opbrengsten ('yield gap') voor de belangrijkste gewassen 0 tot maxmimaal 20% (in 2006-2008). Dit geeft aan dat het management optimaal is, aangezien het vanwege extreme weersomstandigheden en economische efficiëntie praktisch niet mogelijk is om een verschil kleiner dan 10-20% te behalen. Voor gewassen als zomertarwe en mais lijkt de 'yield gap' iets groter.