Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Klimaschutz beginnt auf dem Acker

18.04.2012
Synthetische Düngemittel fördern die Produktion von Lachgas und tragen damit zum Klimawandel bei. Erstmals gelang es Forschern, dieses Treibhausgas den unterschiedlichen Lachgasquellen zuzuordnen.
Seit der Entwicklung günstiger synthetischer Düngemittel in den 1960er Jahren stieg die Konzentration von Lachgas, oder auch Distickstoffmonoxid, in der Stratosphäre stark an. Distickstoffmonoxid (N2O) zählt neben Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) zu den klimarelevantesten und langlebigsten Treibhausgasen. 1kg Lachgas trägt fast 300mal mehr zur Klimaerwärmung bei als 1kg Kohlendioxid. Das Gas hat zudem eine sehr lange atmosphärische Verweilzeit von über 100 Jahren und ist auch am Abbau der Ozonschicht beteiligt.

Die Wissenschaftler untersuchten die Zusammensetzung von Luftblasen im arktischen Eis, das zwischen 1940 und 2005 gebildet wurde. Die Ergebnisse verglichen sie mit den Daten einer Wetterstation am Cape Grim im Nordwesten der australischen Insel Tasmanien.

Der Fingerabdruck gedüngter Felder

Die Daten zeigen, dass sich der Anteil an Distickstoffmonoxid in der Atmosphäre in den vergangenen 50 Jahren erhöht hat. Aber auch das Verhältnis seiner Isotope hat sich verändert. So stieg der Anteil der Isotops N-14 im Vergleich zu N-15 an, während das Verhältnis von N-16 zu N-18 stabil blieb. Die Wissenschaftler erklären sich dieses Phänomen so: In einer stickstoffreichen Umgebung, z.B. auf einem mit Nitrat gedüngten Feld, bevorzugen Bodenbakterien das Isotop N-14 als Energielieferant. Als Abfallprodukt entsteht dann Distickstoffmonoxid. Ein zugunsten von N-14 verschobenes Isotopen-Verhältnis der Stickstoffverbindungen in der Stratosphäre könne daher als „Fingerabdruck“ eines gedüngten Feldes betrachtet werden. Weitere Quellen für Lachgasemissionen sind Bakterien im Ozean und auch die Industrie. Dabei hat jede Quelle ein spezifisches Isotopen-Profil.

Erstmals konnten die Forscher auch jahreszeitliche Schwankungen des Lachgasgehalts in der Stratosphäre nachweisen. Hierdurch kann nun das von der Landwirtschaft verursachte Stickstoffmonoxid von dem unterschieden werden, das natürlich in den Regenwäldern und durch Verdunstung der Meere entsteht. Während die natürlichen Emissionen über das Jahr relativ stabil sind, steigen die Emissionen aus der Landwirtschaft mit Beginn der Düngeperiode im Frühjahr und Sommer an. Die geringsten Emissionen gab es demnach im April/Mai. In der pflanzlichen Wachstumsphase bringen Landwirte Dünger aufs Feld – hier stiegen die Emissionen an und erreichten ihren Jahreshöhepunkt im Oktober/November, um danach wieder abzufallen. Weiterhin beeinflussen im Sommer die wärmeren Wassertemperaturen und veränderte Luftströmungen (z.B. El Niño) den Lachgasgehalt in der Stratosphäre.

Klimaschutz verbessern

Die Studie zeigt die saisonalen und regionalen Schwankungen verschiedener Quellen von Lachgasemissionen auf. Diese neuen Erkenntnisse könnten helfen, Klimaschutzmaßnahmen in der Landwirtschaft effizienter zu gestalten, so die Forscher. Man könne nun die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Treibhausgasreduktion besser bewerten. Prüfen ließe sich auch, ob sich Landwirte aber auch die Biogas-Hersteller an gesetzliche Vorgaben halten.

Neben einem gemäßigteren Einsatz von Düngemitteln und einer angemessenen Bodenbearbeitung ist vor allem der Zeitpunkt der Düngung entscheidend, erklären die Wissenschaftler. Bei Feuchtigkeit produzieren Bodenbakterien sehr viel mehr Distickstoffmonoxid als bei trockenem Wetter. Landwirte sollten daher nicht unmittelbar vor Regenfällen ihre Felder düngen. Durch die verbesserte Genauigkeit metrologischer Vorhersagen können solche Ansätze unkompliziert in die landwirtschaftliche Praxis überführt und durch die vorgestellte Methode auch überwacht werden.

Quelle:

Parl, E. et al. (2012): Trends and seasonal cycles in the isotopic composition of nitrous oxide since 1940. Nature Geoscience 5, 261–265, doi:10.1038/ngeo1421

| Pflanzenforschung.de
Weitere Informationen:
http://www.pflanzenforschung.de/journal/aktuelles/klimaschutz-beginnt-auf-dem-acker?piwik_campaign=newsletter

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Frühwarnsignale für Seen halten nicht, was sie versprechen
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

nachricht Besserer Schutz vor invasiven Arten
15.11.2016 | Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie