Umweltfreundliches pulsierendes Stickstoffdünger-Injektionssystem für die Landwirtschaft (UpSIs), Teilprojekt 3

Description: Bei CULTAN erfolgt eine Düngung über Langzeitdepots, die zwischen Pflanzen abgelegt werden und diese bis zur Ernte mit Stickstoff versorgen. Der Dünger ist durch das Depot im Boden vor Verdunstung, Auswaschung, Abtragung durch Wind und Zersetzung durch Bakterien geschützt. Die bisherigen Verfahren arbeiten entweder mit per Scheibenschar applizierten Liniendepots oder mit störanfälligen und teuren Spornrädern. Beide Methoden sind nicht in der Lage, gezielt hochkonzentrierte Ammoniumdepots abzulegen, die vor bakteriellem Abbau geschützt sind. Bei den Spornrädern kommt ein hoher Verschleiß der Injektionssporne und einhergehende Ausfallzeiten hinzu. Im Projekt UpSIs (Umweltfreundliches pulsierendes Stickstoff-Injektionssystem) werden die Probleme der bisherigen Verfahren gelöst. Durch ein neu entwickeltes Injektionssystem mit einer neuartigen Werkzeugführung können punktgenau geometrisch definierte Düngerdepots abgelegt werden. Anhand der optimierten Injektionssporne werden der Materialverschleiß und die Kosten deutlich verringert. Das neu entwickelte Federsystem verhindert zuverlässig Bodenverdichtungen und die damit einhergehenden Ertragseinbußen. Die FH Erfurt führt Feld- und Gefäßversuche durch. Es sollen Antworten auf die optimale Depotgeometrie und -größe und der maximale Depotabstand gefunden werden. Der Prototyp wird am Standort und im Feld getestet. An der TU Chemnitz wird die Spornform sowie der Injektionsmechanismus entwickelt. Die Modellierung der Getriebekomponenten und der Simulation wird ebenfalls erarbeitet. Neue Erkenntnisse fließen im Redesign ein. Das KMU TWM Faber entwickelt und konstruiert die Komponenten der Sporne, konzipiert das Federsystem und ist für die leckagefreie Düngemittelzuführung zuständig. Der Prototyp wird durch TWM Faber hergestellt und soll anschließend vermarktet werden. Die beteiligten Landwirte werden Feldexperimente unter praxisnahen Bedingungen durchführen. Die Erfahrungen und das Praxiswissen fließen in den Prototypen mit ein.

SupportProgram

Tags: Erfurt ? Chemnitz ? Winderosion ? Bodenauslaugung ? Düngemittel ? Stickstoff ? Bodenverdichtung ? Ernte ? Stickstoffdüngung ? Verdunstung ? Bakterien ? Biologischer Abbau ? Auslaugung ? Simulation ? Umwelttechnik ? Pflanze ? Modellierung ? Abbau ? Arbeit ? Landwirtschaft ? Umweltverträglichkeit ? Prototyp ?

Region: Saxony

Bounding boxes: 13.25° .. 13.25° x 51° .. 51°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium der Justiz und für Verbraucherschutz (Finanzielle Förderung)
• Fachhochschule Erfurt (Mitwirkung)
• TWM Faber GmbH (Projektverantwortung)
• Technische Universität Chemnitz (Mitwirkung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2018-08-28 - 2021-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Eco-friendly pulsating nitrogen fertilizer injection system; Subproject 3
  Description: The CULTAN system is based on long-term fertilizer deposits that are placed between plants and supply them continuously with nitrogen until harvest. This application method protects the fertilizer soil from evaporation, leaching, removal by wind and decomposition by bacteria. In previous CULTAN systems the fertilizer is either applied by disc coulters producing linear depots or by spur wheels which are expensive and susceptible to failure. Both methods are not able to apply defined and highly concentrated ammonium deposits, which are protected from bacterial degradation. The use of spur wheels is highly prone to wear of the injection spurs and associated downtimes. In the project UpSIs (Eco-friendly pulsating nitrogen fertilizer injection system) the problems of the previous methods are solved. Thanks to a newly developed injection system with a novel instrument operation, geometrically perfect fertilizer depots can be precisely placed into the soil. The optimized injection spurs significantly reduce material wear and costs. The newly developed spring system prevents soil compaction and the loss of yield. The FH Erfurt carries out field and plant pot experiments. The goal is to identify the optimal depot geometry and size and the maximum depot distance. The developed prototype will be tested at the greenhouse facilities and in the field. At the TU Chemnitz the spur form as well as the injection mechanism are developed. The modeling of the transmission components and the simulation will also be acquired. The outcome of project partners will be incorporated into the redesign of the components. The SME TWM Faber develops and constructs the components of the spurs, designs the spring system and is responsible for the leak-free fertilizer feeding system. The prototype will be manufactured by TWM Faber and will then be marketed. The participating farmers will carry out field experiments under practical conditions. The experiences will flow into the prototypes. The timetables (project 'UpSIs' and subproject of the FH Erfurt) can be found in the report. 2018: Project start will be on 1.6.2018. The project partners TWM Faber (TWMF) and TU Chemnitz (TUC) develop first concepts for the design and the parameters for the construction up to the milestone (M) 1 & 2. In November 2008 the FH Erfurt (FHE) will start the first field and plant pot experiments. 2019: The field experiment identify data for the optimal depot form. TWMF and TUC will provide the first prototypes of a spur with this data up to M3 (July). This is being tested by the FHE in plant pot and field experiments. This knowledge is entered into the finished prototype by TWMF and TUC up to M4 (December). 2020: The finished prototype will be tested for the first time in the second field experiment. It is examined whether depots are precisely placed and whether a reduction of the nitrate in the leachate can be achieved. With M5 (October) a possible redesign of the prototype is completed, TWMF and https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1086130

Status

Aktiv

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