science >> Wetenschap >  >> Natuur

Kabelbacteriën kunnen de uitstoot van broeikasgassen door de rijstteelt drastisch verminderen

Rijstplanten in aarde zonder kabelbacteriën (links) en met kabelbacteriën (rechts). De activiteit van kabelbacteriën is duidelijk te zien aan de vorming van een oranje roestkorst op het oppervlak van de grond in de rijstpot. De bacteriën lossen zwart ijzersulfide op in de bodem en zetten het sulfide om in sulfaat terwijl het ijzer naar de oppervlakte dwaalt en roest vormt als het in contact komt met zuurstof. Krediet:Vincent Valentin Scholz, AU

Een Deens-Duitse onderzoekssamenwerking heeft mogelijk een oplossing gevonden voor de grote klimaatimpact van de rijstproductie in de wereld:door elektrisch geleidende kabelbacteriën toe te voegen aan de bodem met rijstplanten, ze zouden de methaanemissies met meer dan 90% kunnen verminderen.

De helft van de wereldbevolking wordt gevoed door rijstgewassen, maar de rijstteelt is slecht voor het klimaat. De rijstvelden zijn verantwoordelijk voor vijf procent van de wereldwijde uitstoot van het broeikasgas methaan, dat is 25 keer sterker dan CO 2 .

Dit komt omdat rijstplanten in water groeien. Als de velden onder water komen te staan, de bodem wordt zuurstofarm, het creëren van de juiste omstandigheden voor micro-organismen om methaan te produceren. Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Aarhus en de Universiteit van Duisburg-Essen ontdekt dat kabelbacteriën een belangrijk onderdeel van de oplossing kunnen zijn. In het laboratorium, ze hebben rijst verbouwd in aarde met en zonder kabelbacteriën en gemeten wat er gebeurde.

"En het verschil was ver boven mijn verwachtingen. De potten met kabelbacteriën stootten 93% minder methaan uit dan de potten zonder kabelbacteriën, "zegt Vincent Valentin Scholz, die de experimenten uitvoerde als een Ph.D. student aan het Centrum voor Elektromicrobiologie (CEM) aan de Universiteit van Aarhus.

Het resultaat wordt vandaag gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie .

De geëmitteerde hoeveelheid CH4 van replicarijstpotten met kabelbacteriën (cirkels) en zonder kabelbacteriën (driehoeken) normaliseerde naar het oppervlak van de potten als functie van de tijd. Krediet:© Vincent Valentin Scholz / Natuurcommunicatie

Verhoogt sulfaat en verzwakt microben

"Kabelbacteriën transporteren elektronen over centimeters afstanden langs hun filamenten, het veranderen van de geochemische omstandigheden van de met water verzadigde bodem. De kabelbacteriën recyclen de zwavelverbindingen van de bodem, waardoor een grote hoeveelheid sulfaat in de bodem wordt gehandhaafd. Dit heeft tot gevolg dat de methaanproducerende microben hun activiteit niet kunnen handhaven, ", legt Vincent Valentin Scholz uit.

Het is al bekend dat rijsttelers de uitstoot van methaan tijdelijk kunnen afremmen door sulfaat op de rijstvelden te strooien. Blijkbaar, kabelbacteriën kunnen dit voor hen doen - en niet alleen tijdelijk.

Deze bevinding voegt een nieuwe invalshoek toe aan de rol van kabelbacteriën als ecosysteemingenieurs. Hoewel de auteurs benadrukken dat ze alleen de allereerste laboratoriumwaarneming hebben, het is verleidelijk om te speculeren dat verrijking van kabelbacteriën door verstandig beheer van water- en bodemregimes een duurzame en gemakkelijke oplossing zou kunnen worden om de methaanemissies van rijstvelden te verminderen. Maar natuurlijk, het vereist veldonderzoek om te zien hoe kabelbacteriën kunnen gedijen in rijstvelden.