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WISSENSCHAFT

Reisanbau in Klimafreundlich

Hier unter Wasser muss sich etwas ändern. [Foto: pixabay]

08.06.2020 10:59 - Sophie Schädel

Reisanbau setzt einiges an Methan frei – Ein Gas, das den Treibhauseffekt verstärkt und den Klimawandel beschleunigt. Ein Forschungsteam der Universitäten Duisburg-Essen (UDE) und Aarhus in Dänemark hat nun möglicherweise eine Lösung gefunden: Sogenannte Kabelbakterien im Boden der Reisfelder senken die Methanemissionen um mehr als 90 Prozent.

In Debatten um Treibhausgase fällt meist als erstes Stichwort CO2. Methan ist in der Atmosphäre zwar weniger vorhanden, aber eine Einheit des Gases ist 28 Mal so klimaschädlich wie dieselbe Menge Kohlenstoffdioxid. Methan entsteht immer da, wo organisches Material wie Pflanzen unter Luftausschluss abgebaut wird. Da Reisfelder unter Wasser stehen, ist es also die perfekte Umgebung für das Treibhausgas. Fünf Prozent der weltweiten Methanemission kommt aus dem Reisanbau. Grund genug für das deutsch-dänische Forschungsteam, sich den Prozess genauer anzuschauen.

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„Damit die Pflanzen wachsen, werden Felder überflutet. Das Wasser macht den Boden sauerstoffarm und schafft die richtigen Bedingungen für Mikroorganismen, die Methan produzieren“, erklärt Rainer Meckenstock, Professor für Aquatische Mikrobiologie an der UDE. Er und seine Kolleg*innen setzten Kabelbakterien in Blumentöpfe mit Reispflanzen. Der Effekt: Auf der Erde entsteht eine orangefarbene Kruste. Dort setzt sich Rost ab, da die Bakterien schwarzes Eisensulfid im Boden auflösen und es in Sulfat umwandeln, während das dabei entstehende Eisen an die Oberfläche wandert, dort mit dem Sauerstoff aus der Luft in Kontakt kommt – und rostet.

93 Prozent weniger Methan

Doch wie hängt der Rost mit dem Methan zusammen? Ohne Kabelbakterien würden die üblichen Bakterien in den Reisfeldern bei ihrem Stoffwechsel bestimmte Stoffe umwandeln. Aus dem im Boden enthaltenen Nitrat entsteht über mehrere Schritte erst Eisen, dann Sulfat. Endprodukt dieses Prozesses ist unter anderem Methan. Doch hier haken die Kabelbakterien ein: Sie wandeln das Sulfat im Boden um, es wird wieder zu Eisen. Somit bleibt den sulfatfressenden Bakterien weniger Nahrung und sie stoßen weniger Methan aus.

„Unsere Erwartungen wurden weit übertroffen: Die Reistöpfe mit den Kabelbakterien emittierten 93 Prozent weniger Methan als die Töpfe ohne“, sagt Vincent Valentin Scholz. Der Absolvent der UDE ist derzeit Doktorand am Zentrum für Elektromikrobiologie der Uni Aarhus.

Klimaziele für Methan in Gefahr

Da Methan so klimaschädlich ist, hat der Weltklimarat IPCC es in eine Liste aufgenommen, die Grenzwerte für Treibhausgase bis zum Jahr 2050 vorschreibt. Diese Werte sollen erreicht werden, um das Klimaziel von maximal 1,5 Grad Erwärmung in den kommenden 30 Jahren einzuhalten. Doch statt zu sinken, steigt die weltweite Methanemission seit 2007 weiter an. Ab 2014 hat sich die Rate noch einmal verdoppelt. 600 Millionen Tonnen werden jährlich freigesetzt. Zudem schadet Methan auch der Gesundheit von Mensch und Tier. Einmal in der Atmosphäre, wird es mit der Zeit zu bodennahem Ozon, das unter anderem zu Asthma oder Entzündungen der Atemwege führen kann.

Umso wichtiger sind Erkenntnisse wie die des deutsch-dänischen Teams. Noch fehlt hier aber ein wichtiger Schritt: Das Forschungsteam testete die Wirkung der Bakterien bislang nur im Labor. „Die Beobachtungen sind vielversprechend“, gibt die Uni in einer Pressemitteilung bekannt. Nun muss jedoch ausgetestet werden, ob die Kabelbakterien auch in echten Reisfeldern gedeihen können.

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