Wie Reisanbau das Klima killt

Bakterien lieben Schlammbäder

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Jährliche Methan-Freisetzung in die Atmosphäre

Weil der Bedarf an Reis bei einer wachsenden Weltbevölkerung seit jeher steigt, waren die Reisbauern stets darum bemüht, immer ertragreichere Pflanzen zu züchten. Während sie mit wilden Sorten nur etwa 200 bis 300 Kilogramm Reis pro Hektar ernten konnten, gelang es ihnen im Lauf der Jahrtausende, Sorten durch Kreuzung zu züchten, die bis zu drei Tonnen pro Hektar liefern. Mitte der 60er Jahre des vergangenen Jahrhunderts läuteten Wissenschaftler dann die so genannte Grüne Revolution ein: Sie entwickelten eine Reissorte, deren Ertrag bis zu zehn Tonnen pro Hektar beträgt.

Diese Arbeiten wurden vom Internationalen Reisforschungsinstitut (//www.irri.org//International Rice Research Institute//, kurz IRRI) auf den Philippinen koordiniert, dem weltweit renommiertesten Forschungsinstitut, das sich mit der Entwicklung neuer Reissorten beschäftigt. Die Wissenschaftler haben dazu eine Genbank angelegt, die heute Samen von rund 80.000 verschiedenen Reissorten enthält. Mit vielen tausend Kreuzungsversuchen pro Jahr – konventionellen sowie inzwischen auch gentechnischen – versuchen sie, immer „bessere“ Reissorten zu entwickeln, das heißt, die Erträge weiter zu steigern, aber auch ökologisch verträglichere Sorten zu finden.

Denn die inzwischen weltweit gigantisch hohe Reisproduktion ist nicht nur ein Segen für die Menschheit. Sie stellt auch eine gewisse Gefahr dar, und zwar für das Weltklima. Der Grund: Vor allem dort, wo Nassreis produziert wird, gelangen große Mengen an Methan in die Atmosphäre. Methan ist ein Treibhausgas, das etwa 21mal stärker wirkt, als Kohlendioxid, der bekannteste und mengenmäßig bedeutsamste Vertreter dieser Stoffklasse.

Treibhausgase funktionieren wie die Glasscheiben eines Gewächshauses, indem sie das Sonnenlicht durchlassen und die von der Erde abgegebene Wärmestrahlung zurückhalten. Ohne die von der Natur freigesetzten Treibhausgase, wäre die Erde unbewohnbar. Die durchschnittliche Temperatur auf der Erdoberfläche betrüge dann nämlich etwa minus 18˚C statt der heutigen plus 15˚C. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts hat der Mensch allerdings begonnen, zusätzlich Treibhausgase zu produzieren, beispielsweise durch die Verbrennung von Kohle, Öl oder Erdgas. Fast alle Klimaforscher sind sich heute einig, dass dieser so genannte anthropogene Treibhauseffekt das Weltklima erheblich beeinflusst – und zwar vielfach zum Nachteil der Menschen.

Methan ist ein farb- und geruchloses Gas, das in der Natur immer dann entsteht, wenn sich Mikroorganismen über organisches Pflanzenmaterial hermachen und es zersetzen. Weil es brennbar ist, kann es in Bergwerken im Gemisch mit Luft für so genannte „schlagende Wetter“ sorgen. Darüber hinaus ist es ein wichtiger Bestandteil von Erdgas. Die größten natürlichen Methanquellen sind Feuchtgebiete, Rindermägen und Nassreisfelder. Dort nämlich finden methanogene Bakterien oder Archaea – so die wissenschaftliche Bezeichnung der Methan produzierenden Mikroorganismen – beste Arbeitsbedingungen, und das heißt im Wesentlichen: niedrige Sauerstoffkonzentrationen. Denn sobald größere Mengen an Sauerstoff vorhanden sind, können andere Mikroorganismen in Konkurrenz treten und das organische Material zu Kohlendioxid oxidieren. Sind Oxidationsmittel wie Sauerstoff jedoch verbraucht, können die Archaebakterien, ihre Methan-Produktion anschmeißen.

In überschwemmten Reisfeldern tummeln sich diese Bakterien im Schlamm. Dabei gilt: Je länger die Felder überflutet sind, desto geringer sind die Konzentrationen von Sauerstoff und anderen Oxidationsmitteln und desto eifriger läuft die Produktion des Treibhausgases. Welche mikrobiologischen und chemischen Prozesse im Detail dafür verantwortlich sind, untersuchen Ralf Conrad, Direktor am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg, und seine Mitarbeiter. „Nur wenn wir diese Mechanismen genau kennen, können wir gezielt nach Ansätzen suchen, um die Methan-Emissionen in Reisfeldern zu verringern, und damit zum Klimaschutz beitragen“, erklärt der Mikrobiologe.

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