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Pflanzen nehmen alle Mineralstoffe, darunter wichtige Spurenelemente, aber auch Schwermetalle, aus dem Boden auf. Wirklich?

In einer gemeinsamen Forschungsstudie des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) in Bad Lauchstädt (Sachsen-Anhalt, Deutschland) und der privaten Duke University in Durham (North Carolina, USA) untersuchten Wissenschaftler:innen, ob Weizenpflanzen Schwermetalle vornehmlich aus dem Boden oder aus den ausgebrachten Düngemitteln aufnehmen.

Der für diese Studie verwendete Weizen wurde auf Ackerböden angebaut, die seit 1902 nicht mehr gedüngt wurden. Insbesondere die in den letzten 20 Jahren geernteten Weizenkörner aus diesem einzigartigen Langzeitexperiment wurden mithilfe der sogenannten Strontium-Isotopensignatur-Methode untersucht. Das Stabilisotopenmuster von ⁸⁷Sr und ⁸⁶Sr liefert für jeden Boden einen typischen „Fingerabdruck”. Vergleicht man diesen „Fingerabdruck” im Weizenkorn mit dem des Bodens und sind beide identisch, kann man daraus schließen, dass die Pflanze das Metall aus dem Boden aufgenommen hat. Entspricht dieses Isotopenverhältnis dagegen dem der verwendeten Dünger, bedeutet dies, dass das Metall aus dem Dünger stammte.

Es ist bekannt, dass die Aufnahme von Strontium und dem Schwermetall Cadmium in der Pflanze identisch ist. Somit lässt sich vereinfacht ausgedrückt auch der Ursprung des Schwermetalls im Korn bestimmen. Bei der Auswertung der umfangreichen Daten zeigte sich, dass die Schwermetalle aus dem ausgebrachten Dünger stammen, insbesondere aus mineralischen Düngemitteln. Auch die Bodenzusammensetzung hat jedoch einen Einfluss. Im Experiment wurde der Weizen auf einem fruchtbaren Schwarzerdeboden angebaut. Bei sandigen oder sauren Böden kann erwartet werden, dass die Schwermetallaufnahme durch die Pflanzen sogar höher ist. Da eine dauerhafte mineralische Düngung auch die Versauerung des Bodens bewirkt, gewinnen Maßnahmen zur Stabilisierung des pH-Wertes, wie die Kalkung des Bodens, an Bedeutung.

Neben den unerwünschten Schwermetallen nimmt das Korn aber auch wertvolle Spurenelemente auf. Daher soll weiter untersucht werden, inwieweit sich durch eine gezielte Düngung der Gehalt an Spurenelementen erhöhen lässt, ohne dass es zu einer Anreicherung von Schwermetallen kommt. Die ForscherInnen empfehlen daher eine kombinierte Düngung bzw. das Ausbringen von mineralischen und organischen Düngemitteln im Wechsel.

IHR PLUS: Die AGROLAB GROUP untersucht nicht nur das Getreide auf den Gehalt an Mineralstoffen, Spurenelementen und Schwermetallkontaminationen, sondern auch sämtliche Düngemittel und die landwirtschaftlichen Böden selbst. Abgestimmt auf die jeweilige Kultur erstellen wir für Landwirte präzise GPS-gestützte Düngeempfehlungen.

Autor: Dr. Frank Mörsberger, AGROLAB GROUP