Reduktion von klimaschädlichem Lachgas bisher unterschätzt

Anbieter zum Thema

Elementar Analysensysteme GmbH

a1-envirosciences GmbH

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Mikrobielle Reduktion von Lachgas bisher kaum verstanden

Die mikrobielle Reduktion von N₂O zu N₂ ist bisher allerdings kaum verstanden. Denn Messungen der N₂-Neubildung – im Gegensatz zu N₂O – sind technisch enorm schwierig, da die Atmosphäre zu 78 Prozent aus N₂ besteht. Die bisher gebräuchlichste Methode zur Messung von N₂-N₂O-Emissions-Verhältnissen ist die sogenannte Acetylen-Inhibierungsmethode, die das Problem der N₂-Messung durch Hemmung der N₂O-Reduktion umgeht: N₂-Produktion wird indirekt als erhöhte N₂O-Produktion bei Acetylen-Zugabe gemessen. Messungen mit dieser Methode ergaben, dass im Durchschnitt pro Kilogramm tatsächlich emittiertem N₂O etwa die gleiche Menge N₂O durch Denitrifikation zu N₂ reduziert wurde und somit nicht als Treibhausgas und Ozonzerstörer, sondern als harmloses Gas in die Atmosphäre gelangte.

Reduktion von klimaschädlichem Lachgas bisher unterschätzt

Tatsächlich aber ist der N₂O-Verbrauch durch Umwandlung in N₂ wesentlich größer, wie die Wissenschaftler vom IMK-IFU des KIT in ihrer Publikation darlegen. „Die Acetylen-Inhibitierungsmethode führt zu systematischer Unterschätzung der Reduktion von N₂O zu N₂“, erläutert Dr. Michael Dannenmann. Dies zeigt die Anwendung von modernen Methoden zur direkten Messung der N₂-Produktion, wie der am KIT entwickelten Helium-Inkubationsmethode. Studien, die auf solchen technisch aufwendigen, direkten und damit zuverlässigen N₂-Messungen basieren, kommen zu dem Ergebnis, dass für eine bestimmte Menge an emittiertem N₂O im Durchschnitt etwa die vierfache Menge zu N₂ reduziert wurde. Damit kommt der N₂O-Reduktion zu N₂ eine wesentlich wichtigere regulative Rolle bei der Deaktivierung reaktiven Stickstoffs zu als bisher angenommen. Dies lässt darauf schließen, dass Böden reaktiven Stickstoff in Ökosystemen wesentlich effektiver in unschädlicher Form an die Atmosphäre zurückführen als bisher gedacht.

Wegweisende Erkenntnis zur künftigen Minderung von Lachgasemissionen

Die Ergebnisse der Forscher bedeuten zwar nicht, dass weniger N₂O emittiert wird. Die größere Bedeutung der N₂O-Reduktion zu N₂ weist jedoch einen Weg zur zukünftigen Minderung von N₂O-Emissionen: „Wenn es uns gelingt, die Regulierung der N₂O-Reduktion besser zu verstehen, dann können wir, beispielsweise durch angepasste Bewirtschaftung in landwirtschaftlichen Ökosystemen, das klima- und ozonschädliche Distickstoffoxid verstärkt in ein völlig harmloses Gas umwandeln“, sagt Michael Dannenmann. Wie die KIT-Wissenschaftler erklären, bedarf es dazu eines noch besseren Verständnisses, wie die mikrobielle Diversität im Boden die Reduktion von N₂O zu N₂ beeinflusst. Neue molekularbiologische Ansätze liefern dazu erste vielversprechende Erkenntnisse.

Originalpublikation: Klaus Butterbach-Bahl, Elizabeth Baggs, Michael Dannenmann, Ralf Kiese, Sophie Zechmeister-Boltenstern: Nitrous oxide emissions from soils – how well do we understand the processes and their controls? Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences; 368; July 5, 2013. DOI 10.1098/rstb.2013.0122

(ID:40043140)