Kann Reisanbau klimafreundlicher werden?

Der Reisanbau trägt nach Zahlen des Weltklimarats knapp zwei Prozent zu den globalen Treibhausgasemissionen bei, mehr als der Anbau anderer Grundnahrungsmittel wie Weizen oder Kartoffeln. Es ist vor allem Methangas, das beim Nassreisanbau aus gefluteten Reisfeldern dünstet. Als Treibhausgas wirkt es etwa 25 Mal so stark wie Kohlendioxid. Produziert wird es von Mikroorganismen, die im Schlamm Pflanzenreste und anderes organisches Material abbauen.

Vor neun Jahren entdeckten Forscher im Meeresboden vor der Ostseeküste Dänemarks eine kleine Sensation: Hauchdünne Fäden, die sich als aneinander gekettete Bakterien entpuppten, quicklebendig und elektrisch leitfähig wie Stromkabel. Diese sogenannten Kabelbakterien wurden mittlerweile auch in Flüssen, Seen und im Grundwasser gesichtet. Sie könnten in Zukunft Karriere im Klimaschutz machen und klimaschädliche Methanemissionen von Reisfeldern bremsen.

Im Labor jedenfalls funktioniert das ganz hervorragend, wie ein deutsch-dänisches Team 2020 im Fachblatt Nature Communications berichtete. „Wir haben dazu einen einfachen Versuch gemacht und Reispflanzen in Töpfen wachsen lassen, mit und ohne Kabelbakterien“, sagt Vincent Scholz, Doktorand an der Aarhus University. Als Substrat diente Schlamm aus einem nahegelegenen See, frischer Kuhmist mit methanbildenden Mikroben und, wie in einem echten Reisfeld, jede Menge Wasser. In jeden zweiten Topf mischten die Forscher zusätzlich Kabelbakterien. Die Methanmessungen brachten ein deutliches Resultat. „Die Töpfe mit Kabelbakterien emittierten 93 Prozent weniger Methan“, so Scholz.

Kabelbakterien produzieren vor allem Sulfat, eine Schwefelverbindung, die auch in Salzen und Mineralien wie Gips steckt. Sulfat wiederum kurbelt die Vermehrung bestimmter Bakterienarten an, die den methanproduzierenden Mikroben das Leben schwer machen. In Folge sinkt der Methanausstoß. Dieser Effekt ist auch für den Bio-Anbau interessant. Schließlich päppeln Dünger wie Kompost oder Kuhdung nicht nur die Pflanzen, sondern, zumindest im Nassen, auch die methanproduzierenden Mikroben.

„Dass Sulfat Methanemissionen aus Reisfeldern reduziert, ist seit vielen Jahren bekannt“, sagt Scholz. Es habe deshalb schon Versuche gegeben, Gips auf den Feldern zu verteilen. „Das wirkt aber nur kurzfristig, denn Sulfat wird im Boden zu Sulfid, einer anderen Schwefelverbindung, abgebaut. Und dann ist es weg“, betont er. Kabelbakterien hingegen recycelten Sulfid wieder zu Sulfat. „Das ist ein Zyklus, der sich quasi selbst verstärkt.“ Außerdem verursachten die Kabelbakterien ein elektrisches Feld, das Sulfat im Boden halte.

Noch sind die Kabelbakterien Zukunftsmusik: Bislang gibt es nur eine praxistaugliche Methode, Methanemissionen im Reisanbau zu minimieren. Dabei lässt man die Felder abwechselnd trocken fallen und flutet sie dann wieder. Mit dieser Strategie könnten Methanemissionen um rund 50 Prozent gesenkt werden.

Die Forschungen sind auch deshalb so wichtig, weil Reis das wichtigste Grundnahrungsmittel für etwa die Hälfte der Menschheit ist. Entsprechend verbreitet ist der Reisanbau. Nach Angaben der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit stammt ein Großteil der Ernten aus Asien: Auf 140 Millionen Hektar Land – einer Fläche größer als Südafrika – werden 90 Prozent der weltweiten Reisvorkommen angebaut.