Ein Forschungsteam unter der Leitung des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) und der Duke University hat die Quelle von giftigen Metallen in Weizenkörnern untersucht. Es war lange unklar, ob diese Metalle aus dem Boden oder den verwendeten Düngemitteln stammen. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass der Großteil der schädlichen Metalle, die in Weizenkörnern gefunden wurden, tatsächlich aus mineralischen Düngemitteln stammt. Diese Erkenntnis hat wichtige Implikationen für die zukünftige Düngestrategie in der Landwirtschaft.
Prof. Dr. Marie Muehe, Leiterin der Arbeitsgruppe Pflanzen-Biogeochemie am UFZ, erklärt, dass die Art der Düngung einen signifikanten Einfluss auf die Metallgehalte in Pflanzen hat. Bisher war jedoch unklar, ob die giftigen Metalle, die von Pflanzen aufgenommen werden, aus dem Boden oder aus den aufgebrachten Düngemitteln stammen. Um diese Frage zu klären, hat das deutsch-amerikanische Team eine umfassende Untersuchung durchgeführt, bei der Bodenproben sowie Weizenkörner aus einem langfristigen Düngungsversuch analysiert wurden.
Der Statische Düngungsversuch, der bereits seit 1902 besteht, bietet eine wertvolle Datenbasis. In diesem Versuch wurden verschiedene Düngungsstrategien getestet: einige Felder wurden über 120 Jahre lang gar nicht gedüngt, während andere nur mit mineralischen oder organischen Düngemitteln wie Stallmist behandelt wurden. Diese jahrelange Forschung hat zu einer bemerkenswerten Diversität der Bodeneigenschaften geführt, die für die Untersuchung optimal ist.
Das Forschungsteam konzentrierte sich auf Proben, die in den letzten 20 Jahren gesammelt wurden. Dabei wurden die Metallgehalte in den Böden, den geernteten Weizenkörnern und den Düngemitteln analysiert. Um zu bestimmen, ob die Metalle in den Weizenkörnern aus dem Boden oder dem Dünger stammen, verwendeten die Wissenschaftler die Strontium-Isotopensignatur-Methode. Diese Methode nutzt das unterschiedliche Vorkommen von Strontium-Isotopen, um den Ursprung der Metalle nachzuvollziehen. Jedes Bodenprofil hat ein unverwechselbares Isotopenverhältnis, das wie ein Fingerabdruck funktioniert. Wenn das Isotopenverhältnis der Metalle im Weizenkorn dem des Bodens entspricht, ist dies ein Hinweis darauf, dass die Metalle aus dem Boden stammen. Übereinstimmungen mit dem Verhältnis im Dünger deuten hingegen darauf hin, dass die Metalle durch die Düngung in die Pflanzen gelangt sind.
Die Ergebnisse der Studie zeigen eindeutig, dass die giftigen Metalle in den analysierten Weizenkörnern überwiegend aus den mineralischen Düngemitteln stammen. Insbesondere die Metallgehalte waren bei der mineralischen Düngung höher im Vergleich zur organischen Düngung. Dies könnte bedeuten, dass in Böden mit weniger fruchtbaren Eigenschaften die Aufnahme von schädlichen Metallen durch Pflanzen noch ausgeprägter sein könnte.
Zusätzlich zu den Risiken, die eine dauerhafte mineralische Düngung mit sich bringt, ist auch die Versauerung des Bodens ein relevantes Thema. Daher wird empfohlen, Maßnahmen zu ergreifen, um den pH-Wert des Bodens zu stabilisieren, beispielsweise durch Kalkung. Nicht alle Metalle in mineralischen Düngemitteln sind jedoch schädlich. Zink ist ein essenzielles Spurenelement für die menschliche Ernährung. Die Studie zeigt zudem, dass eine Kombination aus mineralischen und organischen Düngemitteln nicht nur den Zinkgehalt im Weizenkorn erhöhen kann, sondern auch die Aufnahme von giftigen Metallen, wie Cadmium, reduzieren könnte.
Die Forscher empfehlen deshalb eine ausgewogene Düngestrategie, die sowohl mineralische als auch organische Düngemittel kombiniert. Dies würde nicht nur die Kosten für Düngemittel senken, sondern auch die Qualität des geernteten Weizens erhöhen. Zukünftige Studien sollen untersuchen, wie sich die Metallgehalte in Nutzpflanzen ändern, wenn sich Umweltbedingungen, möglicherweise durch den Klimawandel, verändern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Herkunft giftiger Metalle in Weizenkörnern vor allem auf mineralische Düngemittel zurückzuführen ist. Die Ergebnisse dieser Studie tragen dazu bei, fundierte Entscheidungen über Düngemethoden zu treffen, um die Sicherheit von Lebensmitteln zu gewährleisten und die Umweltbelastungen zu minimieren.
