Transfer of perchlorate into different plant parts – Can perchlorate contaminations of soils explain perchlorate findings in vegetables and fruits?
High perchlorate findings were reported in fruits and vegetables from different countries in 2013. It was speculated that mineral fertilizers were responsible for the contamination because perchlorate was detected in substantial amounts in some fertilizers and is generally available for plant uptake. In principle, other source such as the growth medium, washing water, contamination during packaging or treatment of products to increase shelf-life of fruits and vegetables are potential contamination sources as well. A greenhouse trial was conducted with different vegetables to investigate the perchlorate uptake and transfer between different plant organs. For this purpose, spinach (Spinacia oleracea) and Swiss chard (Beta vulgaris) were grown as leafy vegetables, radish (Raphanus sativus) and May turnip (Brassica rapa L. var. rapa) as root vegetables and tomato (Solanum lycopersicum L.) as a fruit-bearing crop. Perchlorate was added to the substrate in concentrations of 0 – 5 – 10 – 100 – 500 μg ClO4-/pot to the young plants (two to six leaf stage). The investigated species took up almost the applied perchlorate and the highest proportion of 70–100% was detected in leaves. In the bulbs of radish and May turnip only at the higher level of 100 or 500 μg ClO4-/pot low concentrations of perchlorate could be detected. In tomato fruits no perchlorate was detected indicating that no transfer from leaves to fruits occurred, when perchlorate was applied in one dose at the beginning of the experiment. It can be concluded that the majority of perchlorate contained in fertilizers will be taken up by plants and will be stored mainly in leaves. Therefore, leafy vegetables have a high risk to be contaminated by perchlorate while the edible parts of bulb vegetables and fruits show a lower risk to be contaminated when perchlorate was applied at the beginning of vegetative growth. No conclusions are possible if perchlorate-containing fertilizers are applied regularly over the whole vegetation period.
Im Jahr 2013 wurden in diversen Obst- und Gemüseprodukten aus verschiedenen Ländern hohe Perchlorat-Gehalte detektiert. Da Perchlorat auch in Düngemitteln nachgewiesen wurde und eine hohe Pflanzenverfügbarkeit aufweist, wurde angenommen, dass die Hauptquelle der Kontamination mineralische Dünger sein könnten. Prinzipiell sind aber auch andere Kontaminationspfade denkbar wie z.B. das Substrat, das Waschwasser im Aufbereitungsprozess der Gemüsebaukulturen oder die Behandlung, die z.T. durchgeführt wird, um die Lagerfähigkeit der Gemüseprodukte zu erhöhen. Um die Perchlorat-Aufnahme von Gemüsepflanzen und den Transfer in unterschiedliche Pflanzenorgane zu untersuchen, wurden in der vorliegenden Arbeit Gewächshausversuche mit verschiedenen Kulturen durchgeführt. Die Versuche wurden mit Spinat (Spinacia oleracea) und Mangold (Beta vulgaris) beispielhaft für Blattgemüse, Radieschen (Raphanus sativus) und Mairüben (Brassica rapa L. var. rapa) als Vertreter von Wurzelgemüse und Tomate (Solanum lycopersicum L.) als ein fruchtbildendes Gemüse durchgeführt. Perchlorat wurde dem Substrat in steigenden Konzentrationen von 0 – 5 – 10 – 100 – 500 μg ClO4-/Gefäß einmalig zu Vegetationsbeginn (2 bis 6-Blattstadium) in gelöster Form zugesetzt. Die untersuchten Pflanzenspezies haben annähernd die gesamte ihnen verabreichte Perchlorat-Menge aufgenommen und der höchste Anteil von 70–100% wurde in den Blättern der untersuchten Gemüsearten wiedergefunden. In Radieschenknollen und Mairüben wurden nur in den hohen Perchlorat-Stufen von 100 und 500 μg ClO4-/Gefäß Spuren von Perchlorat detektiert. In den Tomatenfrüchten wurde kein Perchlorat nachgewiesen, was darauf hindeutet, dass kein Perchlorat-Transfer von den Blättern in die Früchte erfolgt, wenn Perchlorat nur einmalig zu Vegetationsbeginn appliziert wird. Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass Perchlorat-haltige Düngemittel durchaus kritisch im Einsatz bei Blattgemüse zu beurteilen sind, da näherungsweise das gesamte im Dünger enthaltene Perchlorat von den Pflanzen aufgenommen und in die Blätter transportiert wird. Für Wurzelgemüse und Gemüse, die eine längere Kulturdauer haben und Früchte ansetzen, ist das Risiko einer Perchlorat-Belastung als geringer zu beurteilen, wenn Perchlorat-haltige Dünger zu Vegetationsbeginn eingesetzt werden. Für die mehrmalige Applikation während des Vegetationsverlaufs kann aus den vorliegenden Daten kein Rückschluss gezogen werden.
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