Norske forskere bak nytt funn om bakterier og klimagasser

De prøver å forstå bedre hva som skjer under jorden. Det betyr også å forstå hvordan bakteriene i bakken kan slippe ut mindre klimagasser, forteller Sennett. Hun er postdoktor og har nettopp fått publisert en artikkel i det anerkjente tidsskriftet Nature Communications.

Puster lettet ut

Sammen med kollegene på NMBU har hun gjort helt nye funn om hvordan disse bakteriene puster og hva de slipper ut.

– Arbeidet gir et viktig bidrag til å forstå hva som påvirker lystgassutslipp fra jord, sier Åsa Frostegård, professoren som leder prosjektet som denne forskningen er en del av.

Nest etter CO₂ og metan er lystgass den mest skadelige klimagassen. I tillegg ødelegger den ozonlaget. Det er fremfor alt bakterier som lager lystgass, forteller Frostegård.

Da er det snakk om bakterier som har evnen til å denitrifisere. Det er en form for respirasjon – en prosess som ligner på det som skjer når mennesker puster. Når bakteriene denitrifiserer, lager de vanlig, ufarlig nitrogengass, men de slipper også ut lystgass som et mellomprodukt.

Med eller uten oksygen

Vanligvis puster disse bakteriene inn oksygen, akkurat som vi mennesker gjør. Men det er ikke alltid oksygen å finne i bakken, og tilgangen varierer. Når det blir lite oksygen, så kan de i stedet puste inn nitrat, som er de samme stoffene som gir planter næring.

Da omdanner bakteriene nitrat til nitrogen. Det skjer trinn for trinn i fire trinn. Nitrogen gjør ingen skade: Vanlig luft består av 78 prosent nitrogen. Men i det nest siste trinnet i prosessen, trinnet før det blir til nitrogen, lager bakteriene lystgass.

– Her varierer det mye mellom ulike bakterier hvor mye lystgass de slipper ut, sier Frostegård, som forklarer at også en rekke ting i omgivelsene til bakteriene spiller inn.

Forskerne vet allerede mye om hvordan bakteriene legger om til å denitrifisere – det vil si at de går over fra å puste oksygen til å puste nitrat. Men i jord varierer tilgangen på oksygen hele tiden.

Stikk motsatt

Derfor har Sennett, Frostegård og kollegene deres utsatt jordprøver for korte og lange perioder med oksygenmangel og tilsvarende perioder med full lufttilførsel og mye oksygen. Resultatet var det stikk motsatte av det de hadde trodd.

– Vi ventet oss en mer effektiv denitrifisering i prøvene som hadde tilpasset seg å møte oksygenmangel. Men resultatet viste at bakteriesamfunnene i jord som ikke hadde møtt oksygenmangel tidligere, var mye bedre på å denitrifisere når de ble utsatt for oksygenmangel. De slipper ut mye mindre lystgass, forteller Frostegård.

De bakteriene som slipper ut minst lystgass, er ikke de samme som går gjennom alle de fire trinnene fra nitrat til nitrogen. Nei, minst lystgass kommer fra bakteriene som ikke klarer å gjennomføre alle de fire trinnene og som er avhengige av å samarbeide med andre bakterier for å få det til.

Skjønner hva som skjer

– Studien gir helt ny innsikt i hvordan tilgangen til oksygen påvirker denitrifisering i jord. Vi ser at kunnskap om oksygenhistorien til jord er viktig for å forutsi lystgassutslippene. Lystgassutslipp er et av de største klimaproblemene i jordbruket, sier Frostegård.

Forskergruppen arbeider med flere prosjekter for å utvikle bioteknologiske metoder som kan få ned lystgassutslippene fra landbruket ved å spre bakterier som spiser lystgass, i åkrene.

– For å finne de riktige bakteriene som klarer å takle de lite gjestevennlige forholdene de møter i jorden, trenger vi grunnleggende kunnskaper om hvordan denitrifiserende bakterier håndterer oksygenstress. Det har arbeidet vårt bidratt med, sier Louise Sennett.

Faktaboks om forskningen:

Starvox

• Forskningsprosjekt som ser på hvordan sult og oksidativt stress virker på denitrifiserende bakterier.
• Bakterier i jord er hovedkilden til lystgassutslipp.
• Det langsiktige målet med STARVOX er å utvikle nye bioteknologiske metoder for å redusere utslippene av denne potente klimagassen.
• Louise Sennett m.fl.: Determining how oxygen legacy affects trajectories of soil denitrifier community dynamics and N₂O emissions. Nature Communications, 2024, doi: 10.1038/s41467-024-51688-w

Klikk her for å lese artikkelen i Nature Communications