Das Spurenelement Zink ist ein lebensnotwendiger Bestandteil von Pflanzen, Tieren und Menschen. Ungenügende Versorgung mit Zink ist eines der weltweit verbreitesten Probleme der menschlichen Ernährung. Zinkmangel tritt besonders häufig in Bevölkerungsgruppen die sich einseitig von Getreideprodukten ernähren und ungenügenden Zugang zu Fleisch oder anderen Nahrungsmitteln haben, die ausreichend Zink in leicht aufnehmbarer Form enthalten. In vielen Gebieten ist Zinkmangel mit niedrigen Zink-Konzentrationen in Getreidekörnern verknüpft, die eine Folge davon sind, dass Pflanzen Zink nur schwer aus den Böden dieser Gebiete aufnehmen können. Das Problem ist meist nicht der Mangel an Zink an sich im Boden sondern der Mangel an Zink in einer Form, in der es für die Pflanzenaufnahme gut zugänglich ist. Aus diesem Grund ist Zinkmangel auch oft ein limitierender Faktor für die Erträge in Entwicklungsländern. Die Biofortifikation von Getreidekörnern mit Zink ist ein Ansatz, das Problem des Zinkmangels in der menschlichen Ernährung und in der Pflanzenernährung durch Steigerung der pflanzlichen Zinkaufnahme zugleich zu lösen. In diesem Projekt untersuchen wir, wie organische Substanzen optimal in der landwirtschaftlichen Bodenbewirtschaftung eingesetzt werden können, um die Qualität von Weizenkörnern als Nahrungsmittel hinsichtlich Zinkgehalt zu stärken und dabei gleichzeitig Zinkmangel als Stressfaktor in der Pflanzenproduktion zu eliminieren und die Bodenfruchtbarkeit zu verbessern. Dies ist besonders wichtig für Landwirtschaft, der überwiegend oder sogar ausschliesslich organische Substanzen wie Ernterückstände, grüne Biomasse oder Hofdünger für die Düngung zur Verfügung stehen. Die Idee ist nicht nur, diese Substanzen als Zinkquellen zu verwenden, welche mineralische Zinkdünger ersetzen, sondern auch, dass durch ihren Eintrag in Böden mit geringer Zinkverfügbarkeit schon im Boden vorhandenes Zink für die Pflanzenaufnahme mobilisiert wird. Weizen trägt leider auch sehr stark zur Belastung der menschlichen Ernährung mit Cadmium bei, und infolge früherer übermässiger Cadmium-Einträge sind viele landwirtschaftliche Böden auch heute noch mit erhöhten Gehalten an Cadmium belastet. Als Schwesterelemente haben Cadmium und Zink viele Ähnlichkeiten in ihrem chemischen Verhalten. Ein wichtiger Aspekt dieses Projekts ist deshalb auch, dass die Erhöhung der Zinkgehalte in den Weizenkörnern erreicht wird, ohne zugleich die Aufnahme an Cadmium zu steigern.
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