Lachgas (N2O) ist ein gefährliches Treibhausgas, erwärmt das Klima und zerstört die stratosphärische Ozonschicht. Lachgas ist das Zwischen- und Nebenprodukt mehrerer Prozesse des Stickstoffkreislaufs, die von Bodenmikroben durchgeführt werden. Während ungestörte feuchte Moore nicht viel N2O emittieren, sind entwässerte Moore wesentliche Quellen von Lachgas. Eine globale Studie über Moore, die von Geographen und Mikrobiologen der Universität Tartu, Estland, geleitet wurde, identifizierte die Mikroben, die an Stickoxidemissionen aus verschiedenen Moorgebieten beteiligt sind.
Die genetische Analyse von Bodenproben aus allen wichtigen Moorregionen und Arten der Welt ergab, dass hohe Stickoxidemissionen mit mehreren mikrobiellen Gruppen assoziiert sind. Unter diesen erwiesen sich nitrifizierende Archaeen und Bakterien, Denitrifizierer und Ammonifizierer (DNRA) als wichtig. In Mooren mit hoher Lachgasproduktion waren all diese mikrobiellen Gruppen reichlich vorhanden. Je mehr Lachgas produzierende mikrobielle Gruppen im Boden vorhanden sind, desto mehr Lachgas emittiert das Moor.
Lachgas ist eine Stickstoffverbindung und damit Teil des Stickstoffkreislaufs. Die Nitrifikation ist ein Prozess, bei dem Mikroben Ammonium (NH4) und gelösten Sauerstoff (O2) aus dem Boden verbrauchen und Lachgas und schließlich Nitrat (NO3) produzieren. Diese Studie unterschied zwischen nitrifizierenden Bakterien und Archaeen. Letztere sind eine ältere Gruppe, die in extremeren Umgebungen gedeiht. Nitrifizierende Archaeen zeigten unter den Mikroben die signifikanteste Korrelation mit Lachgasemissionen. Während der Studie wurden sowohl in trockenen als auch in feuchten Mooren große Mengen an Nitrifikanten gefunden. Dies ist ein sicheres Zeichen für den Klimawandel, der den Grundwasserspiegel vorübergehend gesenkt und Sauerstoff in feuchte Moore eingebracht hat.
Denitrifikation ist ein Prozess, bei dem Mikroben in Abwesenheit von gelöstem Sauerstoff den Sauerstoff aus Nitrat verbrauchen und Distickstoffmonoxid und schließlich inerten N2-Stickstoff produzieren. Während der Studie wurden sowohl in feuchten als auch in trockenen Mooren reichlich Denitrifizierer gefunden. Dies zeigt, dass selbst die trockensten Moore saisonale Überschwemmungen erfahren oder sogar dauerhaft nasse Zuschlagstoffe aufweisen. Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse komplexe Mechanismen hinter der Lachgasbelastung. Dies erfordert weltweite Aufmerksamkeit. Mikroben reagieren schnell auf Umweltveränderungen. Es ist schwierig, sie daran zu hindern, unter günstigen Umweltbedingungen Distickstoffoxid aus hochverfügbaren Stickstoffverbindungen im Boden zu produzieren. Eine Möglichkeit, das Problem anzugehen, besteht darin, Stickstoffdünger mit Bedacht einzusetzen. Ebenso wichtig ist die Bekämpfung des Klimawandels, insbesondere der klimatischen Austrocknung und menschengemachten Entwässerung von Mooren.
Die Studie wurde veröffentlicht in Naturkommunikation.
Mohammad Bahram et al, Struktur und Funktion des Bodenmikrobioms, das N2O-Emissionen aus globalen Feuchtgebieten zugrunde liegt, Naturkommunikation (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29161-3
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