Lachgas, bei Chemikern als Distickstoffmonoxid (N₂O) bekannt, schädigt die Ozonschicht und ist ein potentes Treibhausgas. Sechs Prozent der vom Menschen verursachten Klimaerwärmung werden dem Gas zugeschrieben. Rund zwei Drittel der weltweiten N₂O-Emissionen verursacht die Viehhaltung. Doch auch Pflanzen haben einen bislang unterschätzten Anteil am globalen Lachgasausstoß, wie eine interdisziplinäre Forschergruppe der TH Bingen und der Universität Heidelberg jetzt im Fachjournal „New Phytologist“ berichtet.

34 Pflanzenarten im Labor untersucht

Das Team hat 34 Pflanzenarten untersucht, darunter wichtige Ackerpflanzen wie Tabak und Mais, und unter kontrollierten Bedingungen im Labor ermittelt, wie viel Lachgas die Pflanzen in die Luft abgeben. „Das Verhältnis von N₂O und CO₂ korreliert, und so konnten wir die bereits gut erforschte Kohlendioxidfreisetzung der Pflanzen nutzen, um die Menge des abgegebenen Lachgases zu berechnen“, erläutert Katharina Lenhart, die an beiden beteiligten Hochschulen arbeitet. Dazu mussten die Messungen in Dunkelheit ausgeführt werden, damit die Ergebnisse nicht durch das bei der Photosynthese der Luft entnommene CO₂ verfälscht werden.

Durch Analysen der Isotopenzusammensetzung des Lachgases – also der Anteile der natürlichen Varianten der beteiligten chemischen Elemente – konnten die Forscher zudem ausschließen, dass das Gas von Mikroorganismen oder anderen Quellen als den Pflanzen stammte. Wie ein Fingerabdruck hat jede Quelle ihr typisches Muster und lässt sich so unterscheiden. 

Alle getesteten Arten emittierten Lachgas

Im Ergebnis zeigte sich, dass jede der untersuchten Pflanzenarten Distickstoffmonoxid emittiert. Nach Schätzungen der Forscher gehen somit fünf bis zehn Prozent des natürlichen Lachgases in der Atmosphäre auf Pflanzen zurück. Im Gegensatz zu der vom Menschen verursachten Klimaerwärmung ist dieser Prozess Teil eines natürlichen Effekts, ebenso wie die weit größeren N₂O-Emissionen durch Mikroben. Dennoch muss das Ausmaß dieses Prozesses bekannt sein, um den menschlichen Anteil am Lachgasausstoß richtig berechnen zu können. Bislang werden Pflanzen in den gängigen Klimamodellen nicht als Lachgasquelle berücksichtigt.

Jetzt sollen Feldstudien folgen

„Diese Studie war nur ein erster Schritt, um die Lachgasfreisetzung durch Pflanzen zu quantifizieren und die biochemischen Prozesse zu verstehen“, betont Lenhart. „Um die Rolle der Pflanzen am Kreislauf von Lachgas wirklich zu verstehen und genauer zu beziffern, sind weitere Untersuchungen an repräsentativen Pflanzenarten und vor allem an Bäumen notwendig.“ Die Forscher wollen nun Feldstudien durchführen und dabei weitere Pflanzenarten einbeziehen.

bl