Nyupptäckt mikrobgrupp oskadliggör växthusgas i marken

Utsläppen från åkermark av den kraftiga växthusgasen lustgas är mindre än väntat i vissa jordar, vilket beror på att dessa jordar innehåller en nyupptäckt grupp av mikroorganismer som är specialiserade på att konsumera lustgas. Det visar Sara Hallin och Christopher Jones från SLU tillsammans med europeiska forskarkollegor i septembernumret av tidskriften Nature Climate Change. Odlingsåtgärder som gynnar dessa mikrober kan bli ett sätt att minska jordbrukets klimatpåverkan.

Lustgas (dikväveoxid) är en kraftfull, ozonnedbrytande växthusgas som bildas av mikroorganismer i mark och vatten, speciellt under syrefattiga förhållanden. En jämförelse av 47 olika jordar i Europa visar att dessas förmåga att omvandla lustgas till harmlös kvävgas skiljer sig betydligt. Det är känt sedan tidigare att vissa förhållanden i marken, t.ex. pH eller kvoten mellan kol och kväve, påverkar om en mark avger mycket eller lite lustgas, men nu har det visat sig att skillnader i markens upptag av lustgas endast kan förklaras om vi också vet vilka mikroorganismer som finns där och hur många de är. Bakom studien står en stor europeisk forskargrupp ledd av SLU och franska INRA.

De mikroorganismer som visade sig ha störst betydelse i sammanhanget är sådana som bär på en variant av det lutsgasnedbrytande enzymet som upptäcktes i fjol av professor Sara Hallins forskargrupp vid SLU. Det intressanta med dessa organismer är att är ett flertal av dem reducerar lustgas utan att själva kunna bilda gasen – till skillnad från denitrifierande bakterier*.

För att minska tillförseln av växthusgaser till atmosfären kan vi minimera produktionen och öka konsumtionen av dessa gaser. Fokus har sedan länge legat på koldioxid och metan, men forskarna bakom de nya rönen menar att det nu är dags att titta närmare på möjligheten att skapa lustgassänkor – åtgärder som förbrukar lustgas innan den når atmosfären.

Forskarna arbetar nu vidare och avslutar snart en jämförelse av arvsmassor från alla mikroorganismer som kan reducera lustgas, för att bättre förstå hur organismerna fungerar.

– Vi ska även titta på vilka markfaktorer som gynnar de mikroorganismer som kan konsumera lustgas utan att också kunna bilda gasen, säger Sara Hallin. Vi undersöker t.ex. om olika grödor skapar mer eller mindre gynnsamma förutsättningar för dem.

De båda forskargrupperna vid SLU och INRA har under tio år samarbetat i studier av ekologin hos markmikroorganismer som medverkar i kvävets kretslopp. Samarbetet fortsätter nu inom det nystartade forskningskonsortiet NORA – Nitrous Oxide Research Alliance, som är ett s.k. Marie Sklodowska Curie Initial Training Network.

* Denitrifikationsbakterier använder nitrat och nitrit i marken som energikälla, och har en viktig roll i kvävets kretslopp. En del av dessa bakterier omvandlar ämnena i två steg, först till lustgas och sedan till harmlös kvävgas (luftkväve), medan andra bakterier inte kan utföra det sista steget utan bara producerar lustgas.

-------------------------------------------------------------------

Mer information

Professor Sara Hallin, 018-67 32 09, Sara.Hallin@slu.se
Dr Christopher Jones, 018-67 32 13, Chris.Jones@slu.se 

Forskningsprogrammet NORA – Nitrous Oxide Research Alliance

Artikeln
Recently identified microbial guild mediates soil N₂O sink capacity. 2014. (Jones, C. M., Spor, A., Brennan, F. P., Breuil, M.-C., Bru, D., Lemanceau, P., Griffiths, B., Hallin, S. & Philippot, L. Nature Climate Change, 4: 801-805.
doi: 10.1038/nclimate2301
http://www.nature.com/nclimate/journal/v4/n9/pdf/nclimate2301.pdf

Pressbild (får publiceras fritt i artiklar om detta pressmeddelande, fotograf ska anges)

• Sara Hallin. Foto: Jenny Svennås-Gillner