Wie Reisanbau das Klima killt

Forscher lassen ins "Röhrchen blasen"

Im Labor wächst der Reis sogar im Reagenzglas. Bild vergrößern
Im Labor wächst der Reis sogar im Reagenzglas.

So haben die Forscher beispielsweise untersucht, wie das Methan, das die Bakterien im Schlamm produzieren, überhaupt aus den Feldern in die Atmosphäre gelangt. Dabei gibt es prinzipiell drei Möglichkeiten: Gasblasen könnten ähnlich wie in einer Sprudelflasche an die Wasseroberfläche „perlen“. Das Gas könnte durch die oberhalb des Schlamms stehende Wasserschicht diffundieren oder – und das wäre die dritte Möglichkeit – das Methangas nutzt die Halme der Reispflanzen, um aus dem Schlamm, quasi wie durch einen Schornstein, in die Atmosphäre zu gelangen.

In den Reisfeldern der italienischen Po-Ebene starteten die Marburger Forscher ihre Freilandversuche. Wie viel Methan wird jeweils über die oben beschriebenen verschiedenen Wege freigesetzt? Um einer Antwort auf die Spur zu kommen, war zunächst einmal Tüftlergeist gefragt. Die Forscher entwickelten 1,20 Meter hohe, quaderförmige Plexiglas-„Fallen“, die sie in den überschwemmten Feldern aufstellten. Mittels elektronisch gesteuerter Klappen konnten sie die Luftzufuhr von außen genau steuern und in den zeitweise geschlossenen Fallen die Mengen der produzierten Gase messen. Dazu entnahmen sie in regelmäßigen Abständen Gasproben und analysierten deren Zusammensetzung.

An intakten Reispflanzen ermittelten die Wissenschaftler, wie viel Methan das System insgesamt freisetzt. Nachdem sie unter einigen Plexiglasgefäßen alle Reishalme entfernt hatten, untersuchten sie, wie viel Methan aus dem schlammigen Boden in die Luft gelangt. Diesen Versuch wiederholten sie, nachdem sie unter die Methan-Fallen dünne Nylonnetze gespannt hatten. Diese verhindern, dass aufsteigende Luftblasen an die Wasseroberfläche gelangen. Außerdem tauchten sie zwischen die Reispflanzen umgedrehte Trichter, wenige Millimeter unterhalb der Wasseroberfläche, und maßen, wie viel Methan durch die Trichterspitze entweicht. Das Ergebnis: Etwa 90 Prozent des Methans verlässt den schlammigen Reisfeldboden durch die Reishalme. Nur rund zehn Prozent steigen als Gasblasen auf, während die Diffusion tatsächlich kaum eine Rolle spielt.

Zahlreiche weitere Geheimnisse um die Methan-Produktion konnten Ralf Conrad und seine Mitarbeiter durch Experimente mit Reispflanzen im Gewächshaus und Pflanzen im Labor lüften. So fanden sie beispielsweise heraus, dass rund 20 Prozent des Methans, das die Archaebakterien produzieren, bereits im Boden zu Kohlendioxid oxidiert werden. Folglich gelangen also nicht 100 Prozent, sondern lediglich 80 Prozent des Treibhausgases in die Atmosphäre – ein nicht zu unterschätzender Unterschied. Und sie entdeckten, dass die Bakterien, die für diesen Umwandlungsprozess zuständig sind, äußerst empfindlich auf die Stickstoffdüngung von Reisfeldern reagieren: Die Methan-Oxidation nimmt unter diesen Bedingungen zu, die Methan-Produktion durch die Archaea dagegen ab – beides führt in der Summe dazu, dass weniger Methan freigesetzt wird.

Querschnitt durch das Aerenchym (Luftleitgewebe) einer Reiswurzel. Bild vergrößern
Querschnitt durch das Aerenchym (Luftleitgewebe) einer Reiswurzel.
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