Klimakiller Reis: Neue Pflanze verspricht 70 Prozent weniger Methan

Reis gehört weltweit zu den wichtigsten Nahrungsmitteln. Doch sein Anbau hat eine Schattenseite: Die überfluteten Felder setzen große Mengen Methan frei – 12 Prozent der globalen Methanemissionen. Forscher haben nun eine neue Reissorte gezüchtet, die bis zu 70 Prozent weniger Methan ausstößt, ohne dass der Ertrag darunter leidet. Der Clou: Die Pflanze wurde nicht genetisch verändert, sondern durch klassische Züchtungsmethoden optimiert.

Warum Reisfelder Methan freisetzen

Reisanbau erfolgt oft auf überfluteten Feldern. Das stehende Wasser verhindert den Sauerstoffaustausch mit der Luft, wodurch sich im Boden spezielle Mikroorganismen vermehren. Diese sogenannten Methanbildner zersetzen organisches Material, das von den Wurzeln der Pflanzen abgegeben wird. Dabei entsteht Methan, das in die Atmosphäre gelangt.

Forscher wollten herausfinden, welche chemischen Stoffe in den Wurzelausscheidungen die Methanproduktion beeinflussen. Sie untersuchten zwei verschiedene Reissorten: eine herkömmliche Pflanze und eine gentechnisch veränderte Sorte namens SUSIBA2, die bereits für ihre geringen Methanemissionen bekannt ist. Laut der Studie lag der entscheidende Unterschied in einer bestimmten Substanz – dem Molekül Fumarat.

Fumarat als Treibstoff für Methanbildner

Die Analyse ergab, dass die methanarme Reissorte SUSIBA2 deutlich weniger Fumarat freisetzte. Fumarat ist eine organische Verbindung, die von Methanbildnern genutzt wird, um Energie zu gewinnen. Je mehr Fumarat im Boden vorhanden ist, desto stärker vermehren sich diese Mikroorganismen – und umso mehr Methan wird produziert.

Um ihre Theorie zu überprüfen, mischten die Forscher zusätzliches Fumarat in den Boden der Reispflanzen. Das führte dazu, dass sich mehr methanbildende Mikroorganismen vermehrten und die Methanproduktion deutlich anstieg. Danach testeten sie Oxantel – eine Substanz, die verhindert, dass Fumarat von Mikroben verarbeitet wird. Sobald Oxantel im Boden war, sank die Methanbildung erheblich. Doch eine Frage blieb: Wenn der niedrige Fumaratgehalt tatsächlich für die geringe Methanproduktion verantwortlich war, warum setzte die Reissorte SUSIBA2 trotzdem noch weniger Methan frei als andere Reissorten mit ebenfalls wenig Fumarat?

Ethanol bremst die Methanbildung

Die Forscher fanden heraus, dass SUSIBA2 eine zweite wichtige Substanz freisetzt: Ethanol. Als sie Ethanol gezielt in den Boden gaben, sank der Methanausstoß ebenfalls. Ethanol könnte die Methanbildner in ihrer Aktivität hemmen, wodurch noch weniger Methan entsteht.

Basierend auf diesen Erkenntnissen züchtete das Team eine neue Reissorte. Dafür kreuzten sie eine ertragreiche Pflanze mit der Sorte Heijing, die von Natur aus wenig Fumarat, aber viel Ethanol abgibt. Der daraus entstandene Reis wurde an mehreren Standorten in China getestet. Das Ergebnis: Die neue Sorte reduzierte die Methanemissionen um 70 Prozent, während der Ertrag mit fast 9 Tonnen pro Hektar weit über dem globalen Durchschnitt von 4,7 Tonnen lag.

Reisanbau könnte klimafreundlicher werden

Zusätzlich testeten die Forscher, ob sich die Methanemissionen mit Ethanol oder Oxantel direkt im Feld reduzieren lassen. Ein zweijähriger Versuch ergab, dass diese Behandlung den Methanausstoß um 60 Prozent senken kann, ohne dass die Pflanzen schlechter wachsen. Nun arbeiten die Wissenschaftler daran, die neue Reissorte offiziell registrieren zu lassen. Sie hoffen, dass sie bald von Landwirten weltweit genutzt wird. Gleichzeitig prüfen Düngemittelhersteller, ob Oxantel in ihre Produkte integriert werden kann.

Kurz zusammengefasst:

• Reisanbau verursacht hohe Methanemissionen, weil Mikroorganismen im überfluteten Boden organische Stoffe zersetzen und dabei Methan freisetzen.
• Forscher entdeckten, dass die Reissorte SUSIBA2 weniger Methan produziert, weil sie wenig Fumarat und viel Ethanol abgibt – Ethanol hemmt die Methanbildung.
• Eine neue, durch Züchtung optimierte Reissorte reduziert die Methanemissionen um 70 Prozent, ohne den Ertrag zu verringern und könnte den Reisanbau klimafreundlicher machen.

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