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Klimakiller Lachgas


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Klimakiller Lachgas

Über Distickstoffmonoxid (N₂O), landläufig bekannt als Lachgas, wird beim Thema Klimawandel nicht so viel gesprochen wie über andere Gase, aber es ist ein folgenreiches Treibhausgas. Es stammt vor allem aus der Landwirtschaft. In Norwegen sind ihm Wissenschaftler auf der Spur, um seine schädliche Wirkung besser bekämpfen zu können.

Auf einem Forschungsacker in der Nähe von Oslo misst ein Roboter in Echtzeit den N₂O-Ausstoß. Äcker sind der wichtigste Ursprungsort des Stickoxides. Seine Wirkung bei der Erderwärmung, sein Treibhauspotenzial, ist gut dreihundertmal stärker als die von Kohlendioxid. Es trägt zu fast zehn Prozent der Erderwärmung bei und schädigt die Ozonschicht.



Die Forscher des von der EU geförderten NORA-Projekts haben einen Roboter-Prototyp entwickelt, um ihre Hypothesen auf dem Feld zu überprüfen. Umweltforscher Lars Bakken: “Es geht darum, die Messung komplett zu automatisieren, denn wir brauchen Massen von Daten. Wenn man nachweisen möchte, dass eine bestimmte Form der Bodenbewirtschaftung den N₂O-Ausstoß mindert, muss man die N₂O-Emission aus dem Boden immer wieder messen, Tag für Tag, die ganze Saison über. Der Grund ist, dass der N₂O-Ausstoß von Tag zu Tag enorm schwankt. Wir senken eine kleine Stahlkammer, die am Roboter angebracht ist, auf den Boden ab und messen drei Minuten lang die Gaskonzentration innerhalb der Kammer.”

Normalerweise werden solche Messungen von Hand gemacht, was aber viel zeitaufwändiger ist. Mit dem Roboter werden alle Daten automatisch gespeichert. Er überprüft verschiedene Parzellen, die unterschiedlich bewirtschaftet werden.


Bakterien als Gegenmittel


Durch den massenhaften Einsatz von Dünger auf Stickstoffbasis ist der Lachgas-Ausstoß in den vergangenen Jahrzehnten deutlich gestiegen. Distickstoffmonoxid wird von Bakterien gebildet. Die Forscher ergründen nun, inwieweit bestimmte Bakterien das Gas produzieren beziehungsweise abbauen können. Mikrobiologe Pawel Lycus: “Wir sehen, dass bestimmte Bakterien nur N₂O produzieren, während andere Bakterien in der Lage sind, N₂O abzubauen. Die meisten Zellen im Boden sind diejenigen, die sowohl N₂O herstellen als auch abbauen können. Mit unseren Studien wollen wir auf sehr elementarem molekularen und biochemischen Niveau mehr darüber herausfinden, wie der Prozess der N₂O-Produktion und -Reduktion gesteuert wird.”

Ein weiteres Ziel ist, die Bakterien derart beinflussen zu können, dass sie mehr Enzyme zum N₂O-Abbau produzieren, die sogenannte Distickstoffmonoxid-Reduktase. Biochemiker Manuel Soriano-Laguna: “Es ist ein sehr eigentümliches Protein, denn es ist bis heute das einzige bekannte, das das Stickoxid abbauen kann. Es enthält in seinem Zentrum Kupfer-Atome, die unabdingbar dafür sind, dass es seine Funktion erfüllen kann. Wir wollen in biochemischer Hinsicht ermitteln, wie das Bakterium dieses Protein herstellen kann.”

Die Menge und Zusammensetzung des verwendeten Düngers sind das Eine. Doch auch die Eigenschaften des Bodens und die Art der Bewirtschaftung spielen eine Rolle bei der Verringerung der Lachgas-Emissionen. Projektkoordinatorin Åsa Frostegård: “Wir können möglicherweise die Effizienz der Düngemittel verbessern, und wir müssen auch bessere Bewirtschaftungsstrategien ausarbeiten. Dies beinhaltet zum Beispiel die Belüftung der Böden, keinen exzessiven Düngemitteleinsatz, und wir haben auch herausgefunden, dass wir den N₂O-Ausstoß deutlich senken können, wenn wir den pH-Wert von Böden, die ein bisschen sauer sind, erhöhen.”



Die Kombination der verschiedenen Disziplinen – Mikrobiologie, Biochemie und Robotertechnik – ist ein Schlüssel für die Forscher, um ihre Ziele im Kampf gegen den Klimawandel zu erreichen.

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