Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Planter kan reducere udledning af lattergas fra oversvømmede græsarealer

Udledning af lattergas stiger markant, når græsarealer oversvømmes gentagne gange, det viser ny forskning fra Soil Biology Group ved Wageningen University og Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet. Forskerne har fundet ud af, at visse plantearter kan hjælpe med at begrænse øget udledning fra oversvømmede græsarealer.

30.09.2020 | Camilla Brodam

Foto: Colourbox

Klimaændringer giver mere ekstremt vejr, og det påvirker Jordens naturlige økosystemer på forskellige måder. En af konsekvenserne af klimaændringer er øgede mængder af regn og dermed også en øget risiko for oversvømmelse. Ifølge forskerne kan oversvømmelser påvirke landbrugets græsarealer negativt ved at øge plantedødeligheden og reducere markernes udbytte. Oversvømmelser kan også forårsage et større tab af kvælstof via højere udledning af lattergas.

Forskere fra Soil Biology Group, Wageningen University, Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet, Netherlands Institute of Ecology og Vrije University Amsterdam, har undersøgt, hvordan oversvømmelse påvirker udledning af drivhusgasserne metan og lattergas fra græsmarker. De testede også, hvorvidt forskellige planter og plantemiks kan mindske de oversvømmelsesinducerede stigninger i drivhusgasudledning.

”Tidligere undersøgelser viser, at oversvømmelse kan skabe udsving i lattergasemissioner med høj udledning i begyndelsen og slutningen af ​​oversvømmelsesperioden. I denne undersøgelse har vi undersøgt, hvad der sker før, under og efter gentagne oversvømmelser, fordi vi forventede, at gentagne oversvømmelser ville øge lattergasudledningen. Oversvømmelser kan også gøre græsarealer til en kilde til udledning af metan, som det ses i rismarker og nogle tørveområder. På det grundlag har vi undersøgt, om visse planter (i monokultur eller i et miks) kan reducere drivhusgasudledningen fra oversvømmede græsmarker,” siger forsker Diego Abalos fra Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet. 

Overraskende resultater

Forskerne har undersøgt, hvordan gentagne oversvømmelser påvirker udledning af lattergas og metan ved at undersøge 11 forskellige sammensætninger af plantearter i agerjord fra et 18 måneder gammelt feltforsøg i Wageningen i Nederlandene. Fire plantearter blev undersøgt i henholdsvis monokultur (hver planteart for sig), i blandinger med to plantearter og i en blanding med alle fire. De fire plantearter, der var inkluderet i eksperimentet, var:

  1. Strand svingel (Festuca arundinacea)
  2. Almindelig rajgræs (Lolium perenne)
  3. Almindelig rapgræs (Poa trivialis)
  4. Hvidkløver (Trifolium repens)

”Da vi startede vores eksperiment, forventede vi, at visse plantearters evne til hurtigt at optage kvælstof ville kunne bidrage til at reducere lattergasudledning under ikke-oversvømmede forhold. Vores hypotese var derfor, at oversvømmelser ville øge udledning af lattergas og i særdeleshed metan på grund af planternes reducerede evne til at optage kvælstof, samt en øget mængde af dødt plantemateriale, der forrådner i jorden,” siger Natalie Oram, første forfatter, fra Soil Biology Group ved Wageningen Universitet.

For at teste denne hypotese målte forskerne drivhusgasemissioner fra de 11 sammensatte plantekulturer under ikke-oversvømmede forhold som en kontrolmåling. 11 lignende plantekulturer blev derefter udsat for gentagne oversvømmelser, mens forskerne løbende målte udledningen af drivhusgasser. Resultaterne overraskede forskerne.

”Vi fandt ud af, at oversvømmelse i højere grad kan medvirke til øget global opvarmning end forventet. De skyldes hovedsageligt en stor stigning i udledningen af lattergas og ikke metan, som vi ellers havde forventet. Det overraskede os, at lattergasudledningen steg så meget som den gjorde. I gennemsnit var udledningen af lattergas 97 gange højere under oversvømmede forhold end ikke-oversvømmede forhold, mens metanudledningen kun var 1,6 gange højere end kontrolmålingen,” siger forsker Gerlinde De Deyn, Soil Biology Group ved Wageningen University.

Planterne kan hjælpe

Forskerne fandt dog også ud af, at visse plantekulturer kan mindske oversvømmelsesinduceret lattergasudledning. For eksempel betød mere ​​høj svingel i græsmarken lavere lattergasudledninger.  Rent faktisk var lattergasudledningen fra strandsvingel dyrket i monokultur 54% lavere end ved andre monokulturer.

”Det viser os, at når vi står over for ekstreme vejrbegivenheder, vil høj svingel være en vigtig planteart at inkludere i det plantemiks, der dyrkes på græsmarkerne. Den kan klare store temperaturforskelle såvel som oversvømmelse og tørke, mens den samtidig er med til at reducere udledningen af ​​lattergas,” siger Diego Abalos. 

En blanding af plantearter er vejen frem

Forskerne har altså fundet ud af, at visse plantearter kan være med til at øge eller mindske udledning af lattergas. Eksempelvis øger bælgplanter, som fikserer kvælstof fra luften, mængden af ​​kvælstof i jorden via deres kvælstofrige rødder, som nedbrydes i jorden. Hvis dette kvælstof ikke optages af omgivende planter, kan det blive udledt i form af lattergas. På den anden side kan planter som strandsvingel reducere udledningerne af selv samme drivhusgas på grund af dens mindre nedbrydelige og kvælstoffattige rødder.

”Vi ved nu at udledningen af lattergas fra oversvømmede græsmarker er høj, og at forskellige plantearter kan påvirke udledningen på forskellige måder. Vi har også set, at oversvømmelse i dyrkede græsarealer ikke udsender samme store mængde metan, som man f.eks. ser det ved rismarker,” siger forsker Jan Willem van Groenigen fra Soil Biology Group Wageningen University. 

Undersøgelsen viser også, at plantekombinationer med kvælstoffattige rødder under oversvømmede forhold kan være forbundet med lavere udledning af lattergas.

"Plantefunktioner relateret til langsommere nedbrydning og mineralisering af kvælstof kan spille en væsentlig rolle i reduktionen af ​​lattergasudledning fra oversvømmede græsmarker, derfor er blandingen af ​​planter i græsarealer vigtig i en fremtid med mere ekstremt vejr," konkluderer Diego Abalos.

Bag forskningen

Samarbejdspartnere

Institut for Agroøkologi ved Aarhus Universitet, Netherlands Institute of Ecology i Wageningen i Nederlandene, Systems Ecology ved Vrrije Universiteit i Nederlandene og Soil Biology Group ved Wageningen University i Nederlandene.  Denne artikel er skrevet med hjælp fra Diego Abalos, Natalie J. Oram, Jan Willem van Groenigen og Gerlinde B. De Deyn.

Finansiering

Projektet er finansieret af the Marie Sklodowska-Curie Individual Fellowship under Horizon 2020 (grant number 656632), Short Term and Strategic Grant from C.T. de Wit Graduate School of Production Ecology and Resource Conservation (PE&RC), Wageningen University and research Centre and NWO ALW grant to G.B.D.D. (grant number ALWOP.448).

Interessekonflikter

Ingen

Læs mere

Du kan læse den publicerede videnskabelige artikel "Can flooding-induced greenhouse gas emissions be mitigated by trait-based plant species choice?". Artiklen er skrevet af Natalie J. Oram, Jan Willem van Groenigen, Paul L.E. Bodelier, Kristof Brenzinger, Johannes H.C. Cornelissen, Gerlinde B. De Deyn og Diego Abalos. Du kan læse mere om forsøgene og projektet på bloggen: https://nataliejoram.wordpress.com/singing-in-the-rain/

Kontakt

Forsker Diego Abalos, Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet. E-mail: d.abalos@agro.au.dk. Tlf: +4520854336

Forskning, Agro, DCA