Je denkt bij de uitstoot van methaan vooral aan koeien, maar de rijstteelt is ook een belangrijke bron. Goed nieuws dus dat wetenschappers nu met een nieuwe rijstsoort komen waarbij maar liefst 70 procent minder methaan vrijkomt.
In totaal is 12 procent van de wereldwijde methaanuitstoot afkomstig van rijst en dat percentage loopt waarschijnlijk op naarmate de aarde opwarmt en de wereldbevolking groeit. De nieuwe ontdekking loont dus de moeite. Het gaat om chemische verbindingen die door rijstwortels worden afgegeven en die bepalen hoeveel methaan de planten uitstoten. Deze vondst stelde de wetenschappers in staat om een nieuwe rijststam te kweken die tot 70 procent minder methaan uitstoot.
“Dit onderzoek laat zien dat je rijst kunt kweken met een lage methaanuitstoot en toch een hoge opbrengst kunt hebben”, zegt hoofdonderzoeker Anna Schnürer, microbioloog aan de Zweedse Universiteit voor Landbouwwetenschappen. “En het werkt met traditionele kweekmethoden, zonder genetische modificatie.”
Bodemmicroben en wortelexudaten
Het methaan dat wordt uitgestoten door rijstvelden wordt geproduceerd door microben die organische verbindingen afbreken die vrijkomen uit de wortels van rijstplanten. Rijst en andere planten geven deze verbindingen, bekend als wortelexudaten, af om bodemmicroben te voeden, die op hun beurt de plantengroei bevorderen door voedingsstoffen af te geven die de planten kunnen opnemen. Er is al langer bekend dat bodemmicroben en wortelexudaten betrokken zijn bij methaanemissies, maar het was onduidelijk welke chemische verbindingen hiervoor exact verantwoordelijk waren.
Om daar achter te komen vergeleken de onderzoekers het wortelexudaat van twee verschillende rijstsoorten – een genetisch gemodificeerde variant met een lage methaanuitstoot, en een gewone soort met een gemiddelde methaanuitstoot. Ze ontdekten dat de wortels van de eerste aanzienlijk minder fumaraat (een carbonzuur dat een rol speelt bij de energieproductie in cellen) produceerden en merkten een correlatie op tussen de hoeveelheid afgescheiden fumaraat en de overvloed aan methaanuitstotende ‘methanogenen’ in de omringende grond.
Een raadsel
Om de rol van fumaraat te bevestigen, voegden de onderzoekers het toe aan de grond van rijstplanten die in bakken werden gekweekt en hun vermoeden klopte: de methaanuitstoot ging omhoog. Ze toonden ook aan dat het toedienen van oxantel, een chemische stof die de afbraak van fumaraat remt, de methaanuitstoot effectief verminderde. Maar fumaraat was niet het enige stukje van de puzzel.
“Het was bijna alsof we een raadsel moesten oplossen”, zegt Schnürer. “We merkten dat de grond zelf iets bevatte dat de methaanuitstoot verminderde, dus we dachten dat er een soort remmer moest zijn die ook het verschil tussen de verschillende soorten veroorzaakte.”
Toen ze de wortelexudaten opnieuw analyseerden, merkte het team dat de minder methaan uitstotende planten ook aanzienlijk meer ethanol afgaven. Het toevoegen van ethanol aan de grond rondom de rijstplanten verminderde vervolgens de methaanuitstoot. Raadsel opgelost!
In de praktijk
Daarna onderzochten de wetenschappers of ze traditionele kweekmethoden konden gebruiken om rijst met een lage methaanuitstoot en een hoge opbrengst te produceren. Daarvoor kruisten ze een rijstsoort met een hoge opbrengst met een soort met een lage methaanuitstoot waarvan het wortelexudaat laag in fumaraat en hoog in ethanol was. De rijstplanten van deze kruising gaven consequent wortelexudaat af met een laag fumaraat- en hoog ethanolgehalte.
En belangrijker, het bleek ook in de praktijk te werken: de onderzoekers kweekten de planten op verschillende plekken in China en de rijst bleek 70 procent minder methaan te produceren, terwijl de opbrengst relatief hoog was, namelijk gemiddeld 8,96 ton per hectare, terwijl het wereldwijde gemiddelde in 2024 maar 4,71 ton per hectare was.
Maar nu moest nog worden getest of de rijstsoort ook op grote schaal succesvol was. Twee jaar lang deden de onderzoekers een proef op twee verschillende locaties in China. Het resultaat: 60 procent minder methaanuitstoot zonder gevolgen voor de opbrengst.
Op de markt
De onderzoekers zijn nu bezig om de rijst te registreren bij de Chinese overheid. Dan kan het op de markt worden gebracht. “Daarbij hebben we ook overheden nodig om boeren te motiveren en te ondersteunen om deze methaanarme rijstsoorten te gebruiken”, zegt Schnürer. “Het is één ding om milieuvriendelijke rijstsoorten te kweken, maar vervolgens is het van cruciaal belang om ze op de markt te krijgen en ervoor te zorgen dat boeren ze accepteren.”