Die armen Dinge können nicht anders Methan – Ein Gewächshausgas bis zu 80 -mal mächtiger als Kohlendioxid – was als Rülpsen herauskommt. Infolgedessen ist das Vieh für die Verantwortung für 30 Prozent der Methanemissionen der Menschheit. Aber es ist nicht nur ein Rinderschläger, der die Landwirtschaft so viel erwärmen lässt. Überraschenderweise macht der Reisanbau weitere 12 Prozent der globalen Methanemissionen der Menschheit aus.
Wie bei Kühen ist das Problem Rülpsen – viele, viele winzige Rülpsen. Der wachsende Reis erfordert Überschwemmungsfelder, Paddies, mit erstaunlichen Wassermengen. Mikroben, die als Archaea bekannt sind, multiplizieren unter den feuchten, sauerstoffarmen Bedingungen und füllen Methan frei. Eine Möglichkeit, diese Emissionen zu reduzieren, besteht darin, die Felder seltener zu überschwemmen, aber das ist angesichts der lokalen Bewässerungsinfrastruktur nicht immer machbar, und weniger Wasser kann zu verringerten Erträgen führen. Das ist eine prekäre Situation, da die Hälfte der Bevölkerung der Welt auf Reis angewiesen ist, mit der aktuellen Produktion bei 500 Millionen Tonnen jährlich im Durchschnitt.
Jetzt sind Wissenschaftler in die Quelle gegangen und haben einen Durchbruch bei der Züchtung einer Vielzahl von Reis angekündigt, von denen sie sagen, dass sie die Methanemissionen um 70 Prozent reduzieren und gleichzeitig fast den doppelten globalen Durchschnitt liefern. „Der einzige Nachteil ist, dass es nicht in ganz China kultiviert werden kann, da das Klima in den verschiedenen Regionen so unterschiedlich ist“ Koautor des Papiers Veröffentlicht in der Zeitschrift Molecular Plant. „Wir arbeiten immer noch daran, zusätzliche Sorten zu finden, die mit unterschiedlichen Temperaturen umgehen können.“
Die Reispflanze und die Bodenmikroorganismen haben eine gemeinsame Beziehung. Die Pflanze setzt organischen Kohlenstoff durch ihre Wurzeln frei, was die Mikroben füttert, die Nährstoffe freisetzen, die den Reis erhalten. Eine separate Gruppe von Methan-freisetzenden Archaea, bekannt als Methanogene, ernährt sich von Verbindungen, die von Mikroben produziert werden, die mit der Pflanze interagieren.
In dieser neuen Studie wurden Forscher unter der Leitung von Schnürer und Yunkai Jin, einem Pflanzenbiologen an der Chinas Hunan Agricultural University, eine nicht genetisch veränderte Reisorte von Reis verglichen, die durchschnittliche Methanemissionen aufwies, und eine genetisch veränderte Vielfalt mit niedrigen Emissionen. Sie fanden heraus, dass die technische Dehnung signifikant weniger Fumarat, eine organische Verbindung, erzeugte. Und je weniger fumarat die Pflanzen sekretierten, desto weniger im Boden lebenden Methanogene.
Die Forscher entdeckten auch, dass der niedrige GVO-Reis mit niedrigem Methan viel mehr Ethanol, einen Alkohol, freizusetzte. Als sie Ethanol auf Böden anwendeten, auf denen Reisanlagen wuchsen, reduzierten diese allein die Methanemissionen. „Das stellte sich als Inhibitor für die Methanogene heraus“, sagte Schnürer. „Es waren also zwei Faktoren: Sowohl Fumarat als auch Ethanol spielen eine Rolle bei der Reduzierung von Methan.“ Sie wendeten auch eine andere chemische Oxantel auf die Böden, die die Methanemissionen erheblich reduzierten.
Vor diesem Hintergrund kreuzen die Forscher-ohne genetische Modifikation-eine hochrangige Reissorte und eine Sorte mit niedrigem Methan, die weniger fumarat und mehr Ethanol produziert. (Die weniger gashafte Art ist ein alter Typ, der nicht mehr kommerziell verwendet wird, weil es nicht hochrangig ist.) Das Ergebnis ist eine neue, nicht-gentechnisch veränderte Pflanze, die 70 Prozent weniger Methan erzeugt und gleichzeitig viele Körner erzeugt: das globale Die durchschnittliche Reisausbeute beträgt 4,71 Tonnen pro Hektar, während diese neue Sorte 8,96 Tonnen verwaltet.
Wie für jeden neuen Reis, der in den Markt eintritt, ist das Team damit begonnen, seine Schaffung bei China und anderen Regierungen zu registrieren. Es möchte auch weiter untersuchen, ob es dazu beitragen könnte, Ethanol oder Oxantel auf Paddies anzuwenden, um Methanogene zu reduzieren, ohne die Pflanzen oder die nützlichen Mikroben, auf die sich die Pflanzen verlassen, zu schädigen.
Der knifflige Teil ist der Anreiz: Die Reduzierung der Methanemissionen ist für einen Landwirt, der die Erträge priorisiert, wahrscheinlich nicht nur der Spitzenreiter. Die Regierungen versuchen jedoch, ihre Treibhausgasemissionen zu reduzieren, um Klimaziele zu erreichen, und könnten möglicherweise einen Wechsel zu niedrigem Methan-Reis vorschreiben-solange die Renditen beständig bleiben oder verbessern.
Das andere knifflige Stück ist, dass keine zwei Böden gleich sind, sowohl in ihrer Chemie als auch in der Vielfalt ihrer Mikroben. „Eine Pflanzenart wird in allen Bodentypen nicht unbedingt sehr gut abschneiden, und natürlich können die Methanemissionen je nach mikrobieller Gemeinschaft mehr oder weniger reguliert werden“, sagte Cécile Gubry-Rangin, ein mikrobieller Ökologe An der Universität Aberdeen, die Methanogene studiert, aber nicht an der Zeitung beteiligt war. „Ich denke, eine schöne Follow-up für diese Studie wäre, eine größere Studie durchzuführen, um den Effekt wirklich zu analysieren.“
Trotzdem könnte die neue Pflanze eine große Delle an Methanemissionen aus der globalen Reisproduktion einstellen, sagte Timothy D. Searchinger, ein leitender Forschungswissenschaftler an der Princeton University, der landwirtschaftliche Methanemissionen untersucht, aber nicht an dieser Forschung beteiligt war. Die Alternative besteht darin, die Felder nur seltener zu nassen, was die Populationen von methanogenen Mikroben verringert. Dies erfordert jedoch eine zuverlässige Bewässerung – ein Landwirt möchte kein Feld entleeren und es nicht wieder überfluten können.
„Es gibt echte Herausforderungen, dies in der realen Welt zu tun“, sagte Searinger. „Wenn Sie also eine niedrig emittierende Reissorte entwickeln können, die die Emissionen um 70 Prozent reduziert, ist das ein großer verdammter Deal.“
