Rijst is een grote bron van methaan (12% van de mondiale methaanuitstoot) door de manier van telen en methaan is een sterk broeikasgas en heeft na kooldioxide de grootste invloed op de klimaatverandering. Onderzoeksters hebben uitgevogeld hoe die uitstoot ontstaat bij de wortels en hebben op basis van die kennis een rijstsoort ontwikkeld die een hoge opbrengst geeft maar 70% minder methaan uitstoot.
“Dit onderzoek toont aan dat je een lage methaanuitstoot kan combineren met een hoge rijstopbrengst”, zegt Anna Schnürer van de Zweedse landbouwuniversiteit. “Dat kun je doen met de traditionele teeltmethodes zonder genetische manipulatie als je weet waar je naar moet kijken.”
Het broeikasgas wordt bij de teelt van rijst geproduceerd door bacteriën die de organische stoffen ontleden die worden afgescheiden door de rijstwortels. Die micro-organismen leven in symbiose met de rijstplant, want die profiteert weer van de stoffen die die microben produceren. Tot nu had kennelijk nog niemand uitgezocht om welke stoffen dit proces draait.
Om te identificeren welke worteluitscheidsels worden omgezet in methaan, vergeleken de onderzoeksters die van twee verschillende rijstsoorten: SUSIBA2, een genvariëteit met een lage methaanuitstoot, en Nipponbare, een niet-gen-cultivar met gemiddelde methaanuitstoot. Ze ontdekten dat SUSIBA2-wortels aanzienlijk minder fumaraat produceerden en merkten een correlatie op tussen de hoeveelheid uitgescheiden fumaraat en de overvloed aan methaanafgevende micro-organismen in de buurt van de wortels.

Fumaraat

Om de rol van fumaraat te bevestigen, voegden de onderzoeksters fumaraat toe aan de grond van rijstplanten die in containers werden gekweekt, wat resulteerde in verhoogde methaanuitstoot. Ze toonden ook aan dat het aanbrengen van oxantel, een verbinding die de enzymatische afbraak van fumaraat remt, de methaanuitstoot effectief verminderde. Omdat de SUSIBA2-planten echter nog steeds minder methaan produceerden dan de Nipponbare-planten, realiseerden de onderzoekers zich dat fumaraat niet het enige puzzelstukje is.

“Het was bijna alsof we een raadsel hadden”, zegt Schnürer. “We merkten dat de grond zelf iets bevatte dat de methaanuitstoot verminderde, dus we begonnen te denken dat er een soort remmer moest zijn die ook het verschil tussen de variëteiten veroorzaakte.”
Toen ze de worteluitscheidsels opnieuw analyseerden, merkten de onderzoeksters dat SUSIBA2-planten ook aanzienlijk meer ethanol vrijgaven. Het toevoegen van ethanol aan de grond rond rijstplanten verminderde de methaanuitstoot.

Vervolgens onderzochten ze of ze traditionele veredelingsmethoden konden gebruiken om rijst met een lage methaanuitstoot en een hoge opbrengst te produceren. Om dit te doen, kruisten ze een rijstsoort met een hoge opbrengst met een eerder geïdentificeerde variëteit met een lage methaanuitstoot (de Heijing-cultivar) waarvan de wortelexsudaten laag in fumaraat en hoog in ethanol waren.

Lage fumaraatwaarden

De rijstplanten uit deze kruising gaven wortelexsudaten vrij met lage fumaraat- en hoge ethanolwaarden (LFHE). Toen de onderzoeksters deze rijstvariëteiten op verschillende veldlocaties in China kweekten, toonden ze aan dat de LFHE-rijst gemiddeld 70% minder methaan produceerde vergeleken met de elitevariëteit waaruit het was gekweekt. De LFHE-gewassen produceerden ook relatief hoge opbrengsten – gemiddeld 8,96 ton/hectare, vergeleken met het wereldwijde gemiddelde van 4,71 ton/hectare in 2024.

De onderzoeksters onderzochten ook nog of ethanol en oxantel konden worden gebruikt om methaanemissies op grote schaal te verminderen. Op basis van een veldproef van twee jaar op twee verschillende locaties in China resulteerde deze behandeling in een vermindering van ongeveer 60% in methaanemissies zonder de oogstopbrengst te beïnvloeden.
Nu werken ze eraan om de LFHE-rijst als variëteit te registreren bij de Chinese overheid en andere instanties, hetgeen betekent dat die variant in de toekomst op de markt kan worden gebracht. Ze werken ook samen met kunstmestbedrijven om te onderzoeken of oxantel kan worden toegevoegd aan commerciële meststoffen.

“Om dit te laten gebeuren, hebben we ook wat aanmoediging van overheden nodig om boeren te motiveren en te ondersteunen om deze methaanarme variëteiten te gebruiken,” zegt Schnürer. “Het is één ding om milieuvriendelijke rijstvariëteiten te kweken, maar dan is het cruciaal om ze op de markt te krijgen en ervoor te zorgen dat de boeren die accepteren.”

Bron: Science Daily