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Methangas ist nach Wasserdampf und Kohlenstoffdioxid das stärkste Treibhausgas und hat daher einen wichtigen Einfluss auf unser Klima. Es ist bezüglich des Treibhauseffektes etwa 20mal effektiver als Kohlenstoffdioxid. Die jährliche Gesamtemission von Methan weltweit wird auf 270 - 970 Teragramm (Tg) geschätzt, wobei der wahrscheinlichste Wert bei 500 Tg liegt. Durch Isotopenmessungen wurde herausgefunden, dass 70 - 80 % des in der Atmosphäre enthaltenen CH4 biogenen Ursprungs (u.a. Feuchtgebiete, Wildtiere) sind. Anthropogene Quellen sind in vor allem die Viehhaltung (Wiederkäuer), die Nutzung fossiler Rohstoffe, Mülldeponien und die Biomasseverbrennung und der (Nass-)Reisanbau.
Durch die Ausdehnung der mit Nassreisanbau bewirtschafteten Flächen und der Verwendung neuer Kulturmethoden sind Reisfelder zu einer der wichtigsten anthropogenen Quellen für atmosphärisches CH4 geworden. Die gefluteten Reisfelder tragen bisher mit 20-100 Tg CH4 pro Jahr bis zu 25 % zur globalen Methanemission bei. Aufgrund der in den unterschiedlichen Anbauregionen verwendeten verschiedenen Böden, Reissorten und landwirtschaftlichen Praktiken zeigen lokale Messungen von CH4-Emissionen jedoch eine große Bandbreite von Werten. Dies macht globale Schätzungen der Quellenstärke von Reisfeldern sehr schwierig und somit relativ ungenau.
Wie kommt es zu der Methanbildung im Nassreisanbau?
Aufgrund der Überflutung der Felder kommt es rasch zu einer Limitierung der Sauerstoffdiffusion in den Boden und somit zur Entstehung anoxischer Bedingungen. Nach dem Verbrauch des restlichen Sauerstoffs durch aerobe Mikroorganismen werden so genannte alternative terminale Elektronenakzeptoren in einer spezifischen Reihenfolge durch bestimmte Bakteriengruppen reduziert (Nitrat > Mangan > Eisen(III) > Sulfat). Hierdurch kommt es zu einer Absenkung des Redoxpotentials im gefluteten Boden, bis schließlich nach dem überwiegenden Verbrauch dieser Verbindungen Methan-Bildung stattfinden kann.
Gleichwohl gibt es verschiedene Möglichkeiten die Methanemission zu reduzieren. Das in den unter Wasser stehenden Reisfeldern entstehende Methan kann durch Änderungen in der Bewässerung und durch Düngung erheblich reduziert werden. Rund 50 % der gesamten Reisanbauflächen werden bewässert. Die heutigen Reisbauern können die Be- und Entwässerung ihrer Reisfelder in nur etwa einem Drittel der weltweit zum Reisanbau genutzten Flächen regeln, und ständig unter Wasser stehende Systeme geben mehr Methan ab. Jüngste Versuche zeigen, dass die Entwässerung eines Feldes zu bestimmten Zeiten des Wachstumszyklus die Methanemissionen um bis zu 50 % verringert, ohne den Reisertrag zu schmälern. Eine Reduktion der Methan-Emission könnte auch durch die Auswahl entsprechender Reissorten erreicht werden, da diese durchaus unterschiedliches Emissionsverhalten zeigen.
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