Welche Rolle spielt der Boden für die Aufnahme von Schwermetallen in die Futter-/ Nahrungspflanze?

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Friederike Knopp
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1 Welche Rolle spielt der Boden für die Aufnahme von Schwermetallen in die Futter-/ Nahrungspflanze? Heide SPIEGEL, Andreas BAUMGARTEN Department for Soil Health and Plant Nutrition, AGES, Vienna

2 Einleitung Schwermetalle Metalle mit einer Dichte > 4,5 (5) g/cm 3 kommen meistens in der Natur (Gesteine, Böden, Wasser, Pflanzen) in sehr geringen Konzentrationen vor lebensnotwendige Spurenelemente für Pflanzen: z.b. Zink, Kupfer, Molybdän essentiell für Mensch und Tier: z.b. Chrom, Selen, Nickel, Cobalt keine physiologische Wirkung bekannt: Quecksilber, Cadmium, Blei, (Arsen) wirken z.t. bei sehr niedrigen Gehalten - im Überschuss toxisch meist Toxizität für Pflanzen höher als für Tier/Mensch Kontamination in Futter- und Nahrungspflanzen (chronische) Gesundheitsschäden bei höheren Gliedern der Nahrungskette möglich

3 Einleitung Schwermetalle - Gesetzliche Bestimmungen Schutz der Böden: Grenzwerte in Landesgesetzen und verordnungen (betreffend Klärschlamm und Bodenschutz) Schutz der Futtermittel: RICHTLINIE 2002/32/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 7. Mai 2002 über unerwünschte Stoffe in der Tierernährung (Arsen, Blei, Cadmium, Quecksilber) Schutz der Lebensmittel: Verordnung (EG) Nr. 1881/2006 zur Festsetzung der Höchstgehalte für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln Blei: z.b. in Milch, Fleisch, Fisch; Getreide, Gemüse, Obst, Beerenobst Cadmium: z.b. in Fleisch, Leber, Niere, Fisch; Getreide, Weizengetreide, Blattgemüse, Stängel- Wurzelgemüse und Kartoffel Normen: L 1075: Grundlagen für die Bewertung der Gehalte ausgewählter Elemente in Böden

4 Einleitung Schwermetalle ÖNORM L1075 Ausgabe: Grundlagen für die Bewertung der Gehalte ausgewählter chemischer Elemente in Böden Element Richtwert mg kg -1 Nutzungsspezifische Richtwerte Acker- und Gartenbau, ph 6 Dauergrünland Arsen (As) Cadmium (Cd) 0,5 1,0 1,0 Cobalt (Co) 50 Chrom (Cr) 100 Kupfer (Cu) ph 6 Quecksilber (Hg) 0,5 Molybdän (Mo) 2,5 Nickel (Ni) Blei (Pb) 100 Selen (Se) 2,0 Thallium (Tl) 1,0 Uran (U) 3,0 Vanadium (V) 100 Zink (Zn)

5 Schwermetalle im System Boden- Pflanze

6 Einleitung Löslichkeit und Mobilität der Schwermetalle sind abhängig vom ph-wert Gehalt an organischer Substanz (Humus) Tonminerale Pedogene Oxide Redoxpotential Temperatur

7 Einleitung Verfügbarkeit und ph-wert für beginnende Mobilisierung (Scheffer/Schachtschabel, 2002)

8 Material und Methoden Dauerfeldversuche auf Ackerland in Österreich Marchfeld Alpenvorland Grabenegg/ Rottenhaus Fuchsenbigl Rutzendorf

9 Material und Methoden AGES Feldversuchsstandorte Fuchsenbigl Marchfeld Wieselburg Alpenvorland (Zwettl) Ritzlhof Seehöhe (m) Jahresniederschlag (mm) Jahresmitteltemperatur C ,4 8,4 6,8 8,5 Bodentyp Tschernosem Braunerde Braunerde Braunerde Löß Ausgangsgestein Schwemmmaterial Silikatmaterial Lößlehm Bodenart sl zl sl lz ph in CaCl 2 7,5 6,6 5,3 6,8 Carbonat % Corg % 1,10 1,40 1,00 1,20

-1 ) Thomas P Düngemittel Super P 0 ohne P Düngung (Kalkung) 44 kg P1 Thomas P1 Super 175 kg P2 Thomas

10 SLAGFERTILISER - Projekt Langzeit-P-Feldversuche Auswirkungen unterschiedlicher P Düngung auf zwei Standorten (Marchfeld und Alpenvorland) (danach: Begrünung) P Düngeaufwand (in kg P ha -1 a -1 ) Thomas P Düngemittel Super P 0 ohne P Düngung (Kalkung) 44 kg P1 Thomas P1 Super 175 kg P2 Thomas P2 Super 5 Varianten, 5 Wiederholungen Fruchtfolge 2012: Kartoffel 2013: Winterweizen 2014: Karotte/Erbse 10

11 SLAGFERTILISER Projekt - Ergebnisse Auswirkungenvon Langzeit-P-Düngung( und 2012) auf Cadmiumgehalte in der Kartoffel im Marchfeld und Alpenvorland?

12 SLAGFERTILISER Projekt - Ergebnisse Analysen verwendeter Düngemittel P 2 O 5 CaO MgO SiO 2 Cu Zn Pb Cd Cr Ni V % % % % mg kg -1 Marchfeld(Fuchsenbigl) Thomas P Thomas P Superphosphat Alpenvorland(Rottenhaus) Thomas P Thomas P 2000 (Thomaskorn) Superphosphat

13 SLAGFERTILISER Projekt - Ergebnisse Auswirkungen von Langzeit-P-Düngung( und 2012) auf Cr und V Gehalte in der Kartoffel im Marchfeld und Alpenvorland Cr mg kg -1 TM V mg kg -1 TM

SLAGFERTILISER Projekt - Ergebnisse Auswirkungen von Langzeit-P-Düngung(1956-2004

14 SLAGFERTILISER Projekt - Ergebnisse Auswirkungen von Langzeit-P-Düngung( und ) auf Cd Gehalte in der Karotte(Marchfeld) und Erbse(Alpenvorland) 2014

15 SLAGFERTILISER Projekt - Ergebnisse Auswirkungen von Langzeit-P-Düngung( und ) auf Cr- und V-Gehalte in der Karotte(Marchfeld)

16 SLAGFERTILISER Projekt - Zusammenfassung ph Anstiege auf sauren Böden nach Kurz- und Langzeitanwendung von Schlackendüngern Anstieg der Schwermetallgehalte Cd und U nach Super-P und Cr, V nach Thomas P im Boden nur nach hoher Langzeit-P-Düngung

17 SLAGFERTILISER Projekt - Zusammenfassung Erhöhte - unkritische - Aufnahme von Schwermetallen in die Erntepflanze: Cd nach Langzeit-Super-P in alle Ernteprodukte Cr, V nach Langzeit- Thomas-P in Kartoffel und Karotte Cr, V in Kartoffel nach 3x Kalkung mit Pfannenschlacke

18 Schwermetalle allgemeine Schlussfolgerungen Nutzung belasteter Standorte Mit steigenden Schwermetallgehalten im Boden sollte eine Nutzung in folgender Reihung unterbleiben: Blattgemüse, Wurzelgemüse, Tabak Fruchtgemüse, Getreide, Baumobst Industriepflanzen, Zuckerrübe Nachwachsende Rohstoffe, Zierpflanzen, Flachs

19 Heide Spiegel, PhD Senior Scientist AGES Austrian Agency for Health & Food Safety Spargelfeldstraße Vienna Austria

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