UFZ Bitki Biyojeokimyası çalışma grubu başkanı ve yayının eş çalışma lideri Prof. Dr. Marie Muehe, "Tarla ve sera çalışmalarından, gübreleme türünün (mineral veya organik) gıda ürünlerindeki metal içeriği üzerinde etkili olduğu biliniyor," diyor. "Ancak, bitkiler tarafından emilen metallerin topraktan mı yoksa doğrudan uygulanan gübrelerden mi kaynaklandığı daha önce bilinmiyordu." Alman-Amerikan araştırma ekibinin mevcut çalışmalarıyla öğrenmek istediği şey buydu.

Bilim insanları, Bad Lauchstädt'teki UFZ araştırma istasyonunda gerçekleştirilen statik gübreleme denemesinden toprak örnekleri ve buğday taneleri kullandılar. Statik gübreleme denemesi 1902 yılında başlatıldı ve özellikle uzun sürmesi nedeniyle dünyanın en değerli uzun vadeli denemelerinden biri. Marie Muehe, "Bazı deneme tarlaları 120 yıldan uzun süredir gübrelenmedi, diğerleri ise yalnızca mineral gübre veya komşu çiftliklerden alınan gübre gibi organik gübre veya her ikisinin karışımıyla gübrelendi," diye açıklıyor. Denemenin uzun süresi boyunca, toprak özellikleri, örneğin pH değeri veya organik madde içeriği çok farklı bir şekilde gelişti. Bu nedenle, bu uzun vadeli denemeden alınan örnek materyal, araştırmalar için mükemmel bir temel oluşturdu. Ayrıca, tüm deneme alanlarından her yıl toprak örnekleri ve hasat edilen buğday taneleri arşivlendiği için mükemmel bir veri tabanı mevcut.

Araştırmacılar, çalışmaları için son 20 yıla ait örnekleri daha yakından inceledi. UFZ doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak ilk yazarı Aleksandra Pieńkowska, "Öncelikle topraktaki, hasat edilen buğday tanelerindeki ve kullanılan gübrelerdeki ilgili metal içeriklerini belirledik," diye açıklıyor. Buğday tanelerindeki metallerin topraktan mı yoksa gübreden mi kaynaklandığını anlamak için araştırmacılar özel bir yöntem kullandılar: stronsiyum izotop imzası yöntemi. Bu yöntem, stronsiyum (Sr) kimyasal elementinin ⁸⁷Sr ve ⁸⁶Sr olmak üzere iki farklı izotop formunda bulunduğu gerçeğine dayanıyor. Duke Üniversitesi'nde (Durham, ABD) doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak ilk yazarı Robert Hill, "Bu iki izotopun oranı her toprakta farklı olduğundan, temelde bir parmak izi gibi," diye açıklıyor. "Buğday tanesindeki oran, bitkinin yetiştiği topraktakiyle aynıysa, stronsiyumu topraktan emdiği sonucuna varılabilir. Ancak, tanedeki izotop oranı gübredekiyle aynıysa, bu, stronsiyumun gübre yoluyla taneye girdiğinin açık bir göstergesidir." Bitkilerin stronsiyum ve kadmiyumu benzer yollarla emdiği bilindiğinden, kadmiyum için de sonuçlar çıkarılabilir.

Sonuçlar, bir yandan incelenen buğday tanelerindeki toksik metallerin topraktan değil, uygulanan gübreden kaynaklandığını gösteriyor. İkinci olarak, mineral gübrelerdeki metal içeriği organik gübrelere kıyasla özellikle yüksek. Alexandra Pieńkowska, "Bu sonuçları sınıflandırmak için, araştırmalarımızın çok verimli kara topraklara sahip bir bölgede gerçekleştirildiğini bilmek önemli. Bu etkiler kumlu veya asidik topraklarda daha da belirgin olabilir," diyor. Kalıcı mineral gübrelemenin de toprak asitlenmesine neden olduğu göz önüne alındığında, toprağı kireçlemek gibi pH değerini dengelemeye yönelik önlemler daha da önem kazanıyor.

Ancak mineral gübrelerde bulunan tüm metaller istenmeyen metaller değildir. Örneğin çinko, beslenme açısından önemli bir metalik eser elementtir. Peki buğday tanesindeki çinko emilimini artırırken aynı zamanda toksik metallerin emilimini de önlemek mümkün müdür? Marie Muehe, "Çalışmalarımız bunu da gösterdi: Gübreleri birleştirerek, kadmiyum içeriğini artırmadan buğday tanesindeki çinko içeriğini artırmak mümkün oldu," diyor. "Bu nedenle, mineral ve organik gübrelerin dönüşümlü olarak uygulanmasını veya kombine gübrelemeyi öneriyoruz. Bu, bir yandan gübre maliyetlerinden tasarruf sağlarken, diğer yandan da tahılın kalitesini artırıyor."

Araştırmacılar, ilerideki çalışmalarda, iklim değişikliği gibi çevresel koşullar değiştiğinde, ürünlerdeki metal içeriğinin nasıl davrandığını araştırmak istiyorlar.

KAYNAK: https://www.chemeurope.com/en/news/1187664/toxic-metals-in-wheat-grain-do-they-come-from-the-soil-or-the-fertilizer.html