Растения выделяют значительное количество парникового газа — закиси азота
Закись азота (N2O) — парниковый газ, влияющий на озоновый слой и климат Земли. До сих пор считалось, что её образование в основном обусловлено деятельностью почвенных микроорганизмов. Междисциплинарная группа исследователей из Университета прикладных наук Бингена и Гейдельбергского университета изучила растения как потенциальный источник. Результат: земная флора выделяет значительные количества N2O, внося вклад в парниковый эффект. Однако, в отличие от антропогенного глобального потепления, этот процесс является частью естественного цикла.
До настоящего времени климатические отчёты, например, от МГЭИК ООН, не рассматривали растения как значимый источник N2O в глобальном климатическом балансе. Для точного расчёта вклада человека в парниковый эффект необходимо идентифицировать и количественно оценить все источники парниковых газов, включая естественные. Данное исследование показывает, что все изученные растения выделяют N2O и вносят существенный вклад в общие выбросы. По оценкам учёных, на долю растений может приходиться примерно 5–10% закиси азота в атмосфере Земли.
Методология исследования
Для определения объёмов выбросов N2O исследователи изучили 34 различных растения в контролируемых условиях закрытой лаборатории, включая табак, кукурузу и лаванду. Часть экспериментов проводилась в стерильных условиях, чтобы исключить загрязнение закисью азота, производимой бактериями. Все опыты проходили в темноте, чтобы связать выделяемый N2O с дыханием растений. Как и люди, растения выделяют углекислый газ (CO2) при дыхании. Процесс поглощения CO2 происходит только на свету в ходе фотосинтеза. «Соотношение N2O и CO2 коррелирует, поэтому мы смогли использовать обширные существующие данные о выбросах углекислого газа растениями для расчёта количества выделяемой закиси азота», — поясняет профессор Катарина Ленхарт.
Также были проведены изотопные анализы, поскольку все процессы, продуцирующие N2O, включая растения, выделяют молекулу с характерным изотопным «отпечатком». «Измеряя состав изотопов, мы смогли чётко показать, что большая часть закиси азота выделяется не почвенными бактериями и отличается от всех ранее известных источников», — добавляет профессор Франк Кепплер.
Перспективы и дальнейшие исследования
В следующей фазе учёные планируют проверить лабораторные результаты в полевых исследованиях и включить в работу другие виды растений. Также они намерены изучить, какой именно биохимический процесс приводит к образованию N2O в растениях, и какую роль биосфера играла в формировании его запасов в геологической истории. Особый интерес представляет вопрос, как повышение глобальных температур влияет на скорость выделения закиси азота растениями.
Результаты исследования опубликованы в журнале New Phytologist.