Ris är stapelföda för halva jordens befolkning, men odlingen leder till betydande utsläpp av växthusgasen metan. Nu har forskare från SLU och kollegor i Kina identifierat två kemiska föreningar som utsöndras från risrötter och som påverkar hur stora metanutsläppen blir.

Denna kunskap gjorde det möjligt att korsa fram en högavkastande ristyp som släpper ut upp till 70 procent mindre metan.
– Det här visar att man kan ha låga metanutsläpp och samtidigt få goda skördar, säger Anna Schnürer från SLU, som är huvudförfattare tillsammans med SLU-kollegorna Chuanxin Sun och Yunkai Jin. Tillsammans med Jia Hu och Jens Sundström har de också visat att man kan åstadkomma detta med traditionella växtförädlingsmetoder, utan GMO.
Risodlingar är förknippade med höga utsläpp av växthusgasen metan. Orsaken är kopplad till att växternas rötter avger små kolföreningar till jorden de växter i, kolföreningar som därefter tas upp av olika mikroorganismer. Eftersom risplantor vanligtvis odlas i vatten som ger en syrefattig miljö, trivs främst metanproducerande mikroorganismer i rotzonen närmast risplantorna. Det är dessa mikroorganismer som orsakar metanutsläppen från risodlingarna.
Att utsöndringar från rötterna har en koppling till metanutsläppen har varit känt länge, men det har varit oklart vilka kemiska föreningar det handlar om. För att identifiera vilka ämnen det är som omvandlas till metan jämförde forskarna rotutsöndringar från två olika rissorter. Den ena, SUSIBA2, är en GMO-sort som togs fram vid SLU för cirka tio år sedan, och som ger låga metanutsläpp efter att ha försetts med arvsanlag från sädesslaget korn. Den andra, Nipponbare, är en GMO-fri sort som ger genomsnittliga metanutsläpp.

Metan bildas av fumarat som utsöndras av riset
Det forskarna upptäckte var att SUSIBA2:s rötter producerade betydligt mindre mängder av ämnet fumarat och att mängden metanbildande mikrober i den omgivande jorden också var lägre.
För att bekräfta fumaratets roll tillsatte forskarna detta ämne i jord som omgav risplantor, och detta ledde mycket riktigt till ökade metanutsläpp. Dessutom visade de att metanutsläppen från en risodling kan minskas kraftigt genom tillförsel av en kemikalie (oxantel) som hämmar nedbrytningen av fumarat.

Etanol hämmar metanbildningen
Samtidigt insåg forskarna att SUSIBA2-plantorna producerade så lite metan att fumaratet inte kunde vara den enda förklaringen.
– Det var lite gåtfullt, säger Anna Schnürer. Vi märkte att jorden i sig innehöll något som minskade metanutsläppen, så vi började tänka att det måste finnas någon form av hämmare som också påverkar skillnaden mellan sorterna.
När forskarlaget analyserade rotutsöndringarna på nytt märkte de att SUSIBA2-riset utsöndrar betydligt mer etanol. Och det visade sig också gå att minska metanutsläppen genom att tillsätta etanol i jorden runt risplantor.

Förädlad sort ger stor avkastning och låga utsläpp
Nästa steg var att undersöka om de kunde använda traditionell växtförädling för att ta fram ett ris som både ger låga metanutsläpp och hög avkastning. För att göra detta utgick de från en sort som de hade upptäckt i en tidigare studie då de letade efter sorter med naturligt låga metanutsläpp. Sorten, Heijing5, utsöndrar mindre fumarat och mer etanol än normalt, men den ger för låga skördar för att kunna konkurrera med högavkastande sorter. Som kuriosa kan nämnas att just denna sort har egenskaper som gör att den kan odlas på nordliga breddgrader, och att det gjordes fältförsök på översvämmade fält längs Fyrisån utanför Uppsala.
Heijing5 korsades med en högavkastande sort och genom att välja ut avkommor med bra avkastning, låg fumaratproduktion och hög etanolproduktion hade de efter fem generationer ett material som de kunde testa i fältförsök i Kina. Det nya riset gav i genomsnitt 70 procent lägre metanutsläpp än den elitsort som det förädlats från. Skördarna var också relativt höga, i genomsnitt nära 9 ton per hektar, vilket kan jämföras med det kinesiska genomsnittet som är crika 7 ton per hektar.
Nu arbetar forskarna med att registrera riset som en sort i Kina och andra länder, vilket innebär att det kan marknadsföras till jordbrukare i framtiden. De samarbetar också med gödselföretag för att undersöka om oxantel kan tillsättas i handelsgödsel.
– Det är en sak att förädla fram miljövänliga rissorter, men sedan är det viktigt att få ut dem på marknaden och att få bönderna att acceptera dem, avslutar Anna Schnürer.