Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung in Deutschland und der Duke University in den USA hat kürzlich durch Analysen die Hauptquelle toxischer Metalle in Weizenkörnern aufgedeckt. Die in der Fachzeitschrift *Environment International* veröffentlichte Studie zeigt, dass Mineraldünger ein wichtiger Eintragsweg für toxische Metalle (wie Cadmium) in Nutzpflanzen sind. Die kombinierte Anwendung von Mineral- und organischen Düngemitteln trägt hingegen dazu bei, die Risiken zu reduzieren und gleichzeitig essenzielle Nährstoffe zuzuführen.

Das Forschungsteam führte detaillierte Analysen von Boden- und Weizenproben eines langjährigen Düngungsversuchsstandorts in Bad Lauchstät durch, der bis ins Jahr 1902 zurückreicht. Dieser Standort verfügt über mehr als 120 Jahre kontinuierliche Daten. Einige Parzellen wurden über lange Zeit mit Mineraldünger, andere mit organischen Düngemitteln und wieder andere mit einer Kombination beider Düngemittelarten gedüngt. Dies bietet ideale Bedingungen für vergleichende Studien. Um die Herkunft der Metalle zu ermitteln, nutzten Wissenschaftler die Strontium-Isotopenanalyse. Diese Methode kann – ähnlich einem „Fingerabdruck“ – unterscheiden, ob das Metall aus dem Boden oder dem Dünger stammt.

„Unsere Forschung zeigt, dass die Art des Düngers die Metallkonzentrationen in Nutzpflanzen beeinflusst“, sagte Professorin Marie Much, Leiterin der Forschungsgruppe Pflanzenbiogeochemie am Helmholtz-Zentrum und Co-Leiterin der Studie. „Die Strontium-Isotopenanalyse zeigt eindeutig, dass der Metall-Fingerabdruck im Getreide vom Dünger und nicht vom Boden abhängt.“ Da Pflanzen Strontium und Cadmium über ähnliche Wege aufnehmen, gilt diese Schlussfolgerung auch für das giftige Metall Cadmium.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die langfristige Anwendung von Mineraldünger allein im Vergleich zu organischen Düngemitteln zu einem deutlichen Anstieg der Konzentrationen giftiger Metalle in Weizenkörnern führt. Die Studie entdeckte jedoch auch eine positive Strategie. „Unsere Forschung zeigt außerdem, dass durch die Mischung verschiedener Düngemittel der Zinkgehalt in Weizenkörnern erhöht werden kann, ohne dass die Cadmiumwerte ansteigen“, fügte Professorin Much hinzu. Zink ist ein essentielles Spurenelement für den Menschen.

Aufgrund dieser Erkenntnisse empfiehlt das Forschungsteam, in der Landwirtschaft eine Strategie der Mischung oder des Wechsels von mineralischen und organischen Düngemitteln in Betracht zu ziehen. Dieser Ansatz soll die Düngemitteleffizienz optimieren, die Getreidequalität verbessern und das Risiko des Eintrags toxischer Metalle in die Nahrungskette verringern, während gleichzeitig die Kosten kontrolliert werden. Die Forscher planen, die Auswirkungen von Umweltfaktoren wie dem Klimawandel auf die Metallaufnahme durch Nutzpflanzen weiter zu untersuchen.

Weitere Informationen: Robert C. Hill et al., „The effects of fertilization on the transfer of metals (metalloids) from soil to wheat in a long-term fertilization trial—using 87Sr/86Sr isotopes as metal (metalloid) tracers“, *Environment International* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Environment International*