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In vielen Regionen der Welt wird dieser Mineralstoff mit der Nahrung nicht ausreichend aufgenommen, da der native Iodgehalt agrarischer Erzeugnisse oft sehr gering ist. Bereits ein milder bis moderater Iodmangel während der Schwangerschaft und in der Kindheit kann sich ungünstig auf die Gehirnentwicklung und kognitiven Fähigkeiten auswirken. Zudem ist Iodmangel, wie seit langem bekannt, der wesentliche Faktor für Struma und Schilddrüsenknoten. Durch die Applikation von iodhaltigen Düngern können Kulturpflanzen den im Boden nur begrenzt verfügbaren Mineralstoff vermehrt aufnehmen und auf natürliche Weise in den Ernteorganen anreichern (Biofortifikation). Nach bisher vorliegenden Erkenntnissen spricht insbesondere Gemüse gut auf eine Ioddüngung an. Ziel des durchgeführten Forschungsvorhabens war es daher, eine praxisgeeignete Verfahrenstechnik zur Biofortifikation von Gemüse mit Iod zu entwickeln und damit einen neuen Ansatz zur Verbesserung der alimentären Iodversorgung des Menschen zu schaffen. Zur Entwicklung des methodischen Instrumentariums für die Iod-Biofortifikation wurde eine umfangreiche Serie an Düngungsversuchen zu Gemüsearten durchgeführt, die in Deutschland hinsichtlich Anbau und Verzehr bedeutend sind. Dabei wurden Höhe, Form und Zeitpunkt der Iodgaben variiert sowie unterschiedliche Applikationstechniken miteinander verglichen. Durch Erhebung pflanzenbaulicher Parameter und analytische Bestimmung des Iodgehaltes in den Ernteprodukten konnte das erforderliche Iodangebot für die Gemüsekulturen ermittelt werden. Die Versuche wurden größtenteils auf Anbauflächen kooperierender Gemüsebaubetriebe in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen angelegt. Das Versuchsdesign entsprach in der Regel einer randomisierten Blockanlage oder einer Streifen-Spaltanlage. Ein Kooperationspartner aus der Düngemittelindustrie stellte hierfür einen Ioddünger-Prototyp für die Blattapplikation zur Verfügung. Für die Iod-Biofortifikation einer Reihe von Feldgemüse- und Topfkräuterarten erwies sich die Blattdüngung mit KI oder KIO₃ als effizienter Verfahrensansatz. Bereits durch eine einmalige Applikation von 0,1 bis 0,5 kg I ha⁻¹ konnten geeignete Kulturen ohne Ertragseinbußen oder Qualitätsbeeinträchtigungen in der angestrebten Höhe [50–100 μg I (100 g FM)⁻¹] mit Iod angereichert werden. Entscheidend war dabei, dass die essbaren Pflanzenteile durch die Spritzung direkt benetzt wurden. Nach der Aufnahme über das Blatt wird Iod offenbar nur in geringem Umfang in andere Pflanzenorgane (z. B. innen liegende Kopfblätter, Knollen oder Wurzeln) verlagert. Je näher der Behandlungstermin an der Ernte lag, desto höher war die Iodanreicherung im Ernteprodukt. Versuche zur Mischbarkeit iodhaltiger Salze mit Pflanzenschutz- und Düngemitteln zeigten eine gute Verträglichkeit der geprüften Komponenten. Eine Bodendüngung mit KIO₃ ermöglichte bei verschiedenen Blatt- und Knollengemüsearten ebenfalls eine ausreichende Iodanreicherung, erforderte jedoch deutlich höhere Iodgaben [5–10 kg I ha⁻¹]. Im Boden wurde das applizierte Iod relativ schnell in nicht mehr pflanzenverfügbare Formen überführt, was die Wirksamkeit des Iodangebots im Wurzelraum der Pflanzen offensichtlich begrenzte. Erdelose Kultursysteme bieten in dieser Hinsicht Vorteile, wie Untersuchungen an Gurken im Gewächshaus ergaben. Wurden die Pflanzen in der generativen Entwicklungsphase über die Nährlösung kontinuierlich mit KI [4,5 μmol I L⁻¹] versorgt, konnte der gewünschte Iodgehalt in den Früchten ohne Ertrags- oder Qualitätsminderungen erreicht werden. Das Zudosieren von Iod in der erdelosen Kultur lässt sich ebenso wie die Blattdüngung beim Anbau von Feldgemüse und Topfkräutern relativ einfach und kostengünstig in die praxisüblichen Produktionsabläufe integrieren. Die Biofortifikation gemüsebaulicher Erzeugnisse mit Iod stellt somit einen neuen Verfahrensansatz zur Bekämpfung des alimentären Iodmangels beim Menschen dar, der bestehende Prophylaxemaßnahmen wie die Verwendung von iodiertem Speisesalz oder den Einsatz iodhaltiger Futtermittel in der Nutztierhaltung sinnvoll ergänzen kann

Iodine biofortification of butterhead lettuce (Lactuca sativa)viafoliar sprays was investigated infield trials, focusing on assessing the influence of the time and application method. The iodine (I)concentrations in the edible plant parts increased when potassium iodide (KI) and potassiumiodate (KIO3) solutions were sprayed at doses up to 0.25 kg I ha–1on different dates close to har-vest. Crop yield and marketable quality were not significantly affected by I treatments. A greaterefficacy of KI was frequently observed and probably related to its lower point of deliquescenceand smaller anion size in comparison with KIO3. KI sprays on butterhead lettuce at different timesof the day resulted in a higher I enrichment when applied at 11:00 and 15:00 h. The diurnal varia-tion in I uptake may reflect the impact of fluctuating climatic conditions at the time of application.Iodine treatments at different application dates near harvest led to an increasing I concentrationin the vegetable produce that could be related to the rising shoot fresh mass and leaf area.When KI and KIO3were sprayed simultaneously with commercial calcium fertilizers, fungicidesor insecticides, I accumulation in butterhead lettuce was not negatively affected or in some caseseven significantly enhanced. The results show that foliar sprays of KI and KIO3are an effectivemethod to biofortify butterhead lettuce with I and this approach may easily be implemented as aroutine method in commercial cultivation.

Iodine is an essential micronutrient for humans, which is often insufficiently ingested with food. Agronomic iodine biofortification of food crops by soil-applied iodine fertilizers was proposed as a new strategy to address iodine deficiency. However, under field conditions the efficacy of this approach is often limited, because once in the soil, iodine can rapidly be converted to non-phytoavailable forms (e.g. by sorption and volatilization processes) or leached below the root zone of plants. In this regard, soilless systems under protected cultivation may provide advantages. Therefore, in this study we investigated different iodine biofortification approaches on greenhouse cucumbers grown in a rockwool hydroponic system. In the first greenhouse experiment, the dissolved iodine fertilizer was dripped into the growing medium with the supplied nutrient solution or, alternatively, was repeatedly sprayed on the shoot of the plants. KI and KIO3 were used as iodine fertilizer. KI concentrations above 10 µmol I/L in the root-applied nutrient solution resulted in a distinct reduction of the crop yield, while in all other treatments the fruit development remained unaffected. With both tested fertilization techniques the iodine content of the fruits could be increased above 45 µg I per 100 g FM. The second greenhouse experiment was conducted at a vegetable farm. Iodine was supplied via the nutrient solution containing KI or KIO3. With rising KI concentration, the iodine content of the fruits increased linearly without decline in crop yield or quality. At the highest KI concentration, the iodine content in fruits amounted to 62 µg I per 100 g FM. A slightly higher iodine content was achieved at the highest KIO3 concentration. The iodine accumulation in cucumbers was related to the climatic conditions in the greenhouse during the cultivation period. When global radiation and air temperature rose, the iodine content in fruits increased.

Die alimentäre Aufnahme des für den Menschen essentiellen Mineralstoffes Iod ist in weiten Teilen der Bevölkerung Deutschlands unzureichend, trotz langjährig etablierter Prophylaxemaßnahmen wie der Verwendung von iodiertem Speisesalz. Besonders unverarbeitete pflanzliche Lebensmittel sind ausgesprochen iodarm. Durch eine Ioddüngung beim Anbau von Nahrungspflanzen kann der Iodgehalt in den Ernteprodukten allerdings erhöht werden. Für diese Iod-Biofortifikation erwies sich bei Blattgemüse-Arten wie z.B. Kopfsalat eine Blattdüngung mit iodhaltigen Salzen als besonders effektiv. Im Rahmen der hier vorgestellten Gewächshausversuche wurde geprüft, ob auch Topfkräuter zur gezielten Anreicherung des Spurenelements Iod in Betracht kommen. In den Untersuchungen fanden vier anbaurelevanten Arten Berücksichtigung: Basilikum, Petersilie, Oregano und Schnittlauch. Die Pflanzen erhielten 1 – 2 Wochen vor der Ernte eine einmalige Iodspritzung in Höhe von 0, 0,1, 0,2 bzw. 0,5 kg I ha-1. Als Ioddünger wurden Kaliumiodid (KI) und Kaliumiodat (KIO3) verwendet. Die Versuche wurden als randomisierte Blockanlage mit jeweils 4 Wiederholungen angelegt. Nach der Ernte wurde das Pflanzenmaterial gründlich unter fließendem Wasser gewaschen, bei 60 °C getrocknet und dann fein vermahlen. Anschließend erfolgte ein alkalischer Aufschluss der Pflanzensubstanz mittels KOH. Der Iodgehalt wurde unter Anwendung einer katalytischen spektralphotometrischen Methode mit einem Fließinjektionsanalyse-System bestimmt. In dem untersuchten Angebotsbereich hatte die Ioddüngung keinen signifikanten Einfluss auf Ertrag oder äußere Qualität der Topfkräuter. Bei allen Kräuterarten stieg der Iodgehalt mit zunehmender Ioddüngegabe an. Basilikum und Petersilie zeigten dabei ein ähnliches Anreicherungsvermögen, während Oregano die höchste und Schnittlauch die geringste Iodaufnahme aufwiesen. Der für die Topfkräuter angestrebte Iodgehalt von 100 – 200 µg I (100 g FM)-1 wurde bei beiden geprüften Iodformen zumeist mit der mittleren Düngungsstufe (0,2 kg I ha-1) erreicht. Gründliches Waschen unter fließendem Wasser führte zu keiner Veränderung des Iodgehaltes in den Ernteprodukten. Die pflanzlichen Erzeugnisse können unter diesen Voraussetzungen gemäß der EU-Verordnung 1169/2011 mit Angaben wie „natürlich reich an Iod“ deklariert und nach der EU-Verordnung 432/2012 mit verschiedenen gesundheitsbezogenen Aussagen beworben werden (z.B. Iod trägt zu einer normalen Produktion von Schilddrüsenhormonen und zu einer normalen Schilddrüsenfunktion bei).