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Ertragssteigerung, Massenproduktion und Ausbringung von Saatgut als Start für den großflächigen Anbau von Torfmoos-Biomasse in Paludikultur, Teilvorhaben 3: Etablierung eines Produktionsprozesses von Torfmoos-Saatgut im low cost- Bioreaktor, ökonomische Bewertung

Torfmoos-Paludikultur bietet die einzigartige Möglichkeit, die CO2-Emissionen aus den Moorböden durch Wiedervernässung auf null zu reduzieren, die Verwendung von fossilem Torf zu beenden und gleichzeitig die Verfügbarkeit von hochwertigen Substratrohstoffen für den Erwerbsgartenbau sicherzustellen. Der erste Teil in der Produktionskette beim Torfmoos-Anbau ist die Herstellung von Saatgut. Im Vorgängerprojekt MOOSzucht wurde eine Methode zur axenischen Vermehrung von vegetativem Ausgangsmaterial in Bioreaktoren entwickelt - ein technologischer Durchbruch. Im geplanten Verbundprojekt MOOSstart soll der Herstellungsprozess etabliert werden, um im Anschluss kommerzialisiert werden zu können. Dafür ist die Entwicklung eines low-cost-Bioreaktors auf Basis der bisherigen Erfahrungen geplant. Zukünftig kann die Saatgutproduktion dezentral in den Regionen erfolgen, die für den Torfmoos-Anbau geeignet sind (v. a. Hochmoorbereichen NW-DE und Alpenvorland). Deshalb ist im Verbundvorhaben MOOSstart geplant, einen ersten low-cost-Bioreaktor in einem potentiellen Produktionsbetrieb in Niedersachsen aufzustellen und hier einen ersten Testlauf durchzuführen. Da sich die Struktur des im Bioreaktor produzierten Saatgutes maßgeblich von den bisher verwendeten, zerkleinerten Torfmoosen unterscheidet, ist eine Anpassung bzw. Neuentwicklung einer Ausbringtechnik notwendig. Für die Rentabilität des Torfmoos-Anbaus sind die Ernteerträge bedeutend. Deshalb ist im geplanten Vorhaben die Torfmoos-Produktivität ein weiterer Fokus, die mit bewährten und neuartigen Ansätzen erhöht bzw. validiert werden soll. Die angestrebten Projektergebnisse sollen zur Transformation hin zu einer klimaneutralen Moornutzung und Substratwirtschaft beitragen und so die Vorreiterrolle Deutschlands hinsichtlich Torfmoos-Anbau und der Produktion von Substraten stärken.

Optimierung und Fertigung eines seriennahen Prototyps zur präzisen Platzierung von Flüssigsubstraten in Böden mit Prüfung der Effizienzsteigerung bei Stickstoff, Teilprojekt D

Der in der Landwirtschaft eingesetzte Stickstoffdünger bildet einen zentralen Baustein, um ein stabiles Pflanzenwachstum zu garantieren. Für die landwirtschaftlichen Betriebe bedeutet dies die Sicherung der Erträge und der Wirtschaftlichkeit. Dem entgegen stehen die bekannten negativen Auswirkungen der Stickstoffmengen, welche nicht durch die Pflanze aufgenommen werden, sondern entweder ausgewaschen werden und die Nitratwerte in Gewässern erhöhen, oder in Form von Ammoniak oder Lachgas ausgasen und den Klimawandel begünstigen. Im Vorhaben LiqInject wird ein Gerät entwickelt und zur Serienreife geführt, welches durch ein geeignetes Ausbringverfahren - der Ablage des Düngers in einem tiefen und abgeschlossenen Depot - die negativen Auswirkungen des Stickstoffaustrags minimiert und durch die Erhöhung der Effizienz gleichzeitig eine Reduktion der eingesetzten Düngermenge ermöglicht. Zudem wird die Durchwurzelung der Pflanzen angeregt und damit die Trockenresistenz des Bestands gestärkt. Zum Erreichen des Projektziels sind insgesamt vier Arbeitspakete geplant: Die Etablierung eines Parzellenversuchsgeräts als Vorarbeit zur Durchführung der pflanzenbaulichen Versuche bis zum wissenschaftlichen Nachweis der angesprochenen Vorteile in der landwirtschaftlichen Praxis. Die nach dem aktuellen Stand der Vorarbeiten bestehenden technischen Lösungen werden optimiert und zu einem serienreifen Produkt weiterentwickelt. Die dazu nötige Applikationstechnik wird konzipiert und aufgebaut. Als Ergebnis liefert die Durchführung des Projekts ein für Landwirte und Lohnunternehmer zur Verfügung stehendes Gerät zur Depotdüngung mit flüssigen Substraten, welches bei minimalen negativen Auswirkungen auf die Umwelt gleichzeitig eine gesteigerte Effizienz, Ertragsstabilität und Wirtschaftlichkeit bietet.

Schäume aus Ligninsulfonat für den Einsatz als Kernmaterial in Stoßfängern, Teilvorhaben 3: Anwendungstechnik und Simulation

Der chemische Aufschluss von Pflanzenfasern liefert Zellstoff, der vorwiegend aus Cellulose besteht und zentraler Rohstoff der Papierherstellung ist. 90% des weltweit erzeugten Zellstoffs wird aus Holz hergestellt. Eine effiziente Nutzung von Holz bedeutet auch die Entwicklung von Konzepten zur Verwendung von Nebenprodukten, die bei Prozessen mit dem nachwachsenden Rohstoff anfallen, wie z.B. Ligninsulfonate, die beim Zellstoffaufschluss nach dem Sulfitverfahren entstehen. Mit der Entwicklung von Ligninschäumen für die Anwendung als Kernmaterial für Stoßfänger wird eine Produktinnovation geschaffen, die dazu beiträgt, die potentielle Leistungsfähigkeit von Holz bestmöglich auszuschöpfen und ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche 'Automobil' zu entwickeln. Ligninschäume sind zwar bekannt, ein ausschließlich Lignin-basierter Schaum ist bislang nicht entwickelt. Das Ziel des Vorhabens ist es zudem, die Schäume aus ungereinigtem Ligninsulfonat zu entwickeln. Als Ligninquelle wurden Ligninsulfonate ausgewählt, da das Magnesiumbisulfit-Verfahren in Deutschland aufgrund der geringeren Geruchsbelastung im Vergleich mit dem Sulfatverfahren, in dem Kraft Lignin anfällt, weiter verbreitet ist. Auch weitere Reststoffe des Sulfitaufschlusses wie nicht aufgeschlossene Faserbündel und Spuckstoffe sollen als Verstärkung für die Schäume eingesetzt werden. Als technologisch anspruchsvolles Anwendungsbeispiel für die Automobilindustrie wurde das Kernmaterial für vordere PKW-Stoßfänger, auch als Stoßstange bezeichnet, ausgewählt. Vorrangig werden hier bislang Formteile aus petrochemisch-basierten Partikelschäumen wie expandiertem Polypropylen (EPP) eingesetzt. Ziel ist es, ein wirtschaftlich günstiges und gleichzeitig biobasiertes Schaummaterial für die globale Wachstumsbranche der Automobilindustrie zu entwickeln.

Sensortechnik zur ganzflächig mechanischen Unkrautbekämpfung

Die mechanische Unkrautbekämpfung erhält neue Bedeutung - systembedingt im ökologischen Landbau und außerdem als Alternative zum Einsatz chemischer Mittel. Das Wirkprinzip der Geräte, unter ihnen dominiert der Striegel, beruht weitgehend auf dem Verschütten, auch dem Herausreißen der unerwünschten Pflanzen. In der heranwachsenden Kultur aber wird auch die Nutzpflanze gefährdet. Je nach Wachstumsstadium und Bodenzustand gelingt der Effekt auf das Unkraut und misslingt die Schonung der Nutzpflanze. Die Sorgfalt zur Geräteeinstellung ist - vor allem unter wechselnden Bedingungen - begrenzt. Das gleiche gilt für die Auswahl des jeweils geeigneten Geräts und Arbeitsorgans; also der Zinkenform und -position. Daher soll ein Mess- und Regelsystem konzipiert und erprobt werden: es soll den Effekt des Arbeitswerkzeugs auf Unkraut und Kulturpflanze messtechnisch erfassen, um die Eingriffsintensität den Unterschieden im Boden und Pflanzenbestand anzupassen.

Effizienzsteigerung des polyphagen Parasitoiden Aphelinus abdominalis durch Ausnutzung des Lernvermögens bei der Wirtssuche mit Hilfe von Infochemikalien des Pflanze-Wirt-Systems

Aphelinus abdominalis, ein Parasitoid der Familie Aphelinidae, wird seit mehreren Jahren als Nützling zur Blattlausbekämpfung in Unterglaskulturen angeboten. Das Potential seiner Effizienz wird aber im Vergleich zu den Blattlausparasitoiden der Aphidiinae häufig unterschätzt. Das Verhalten der Aphelinidae im Wirtshabitat ist in der Literatur gut dokumentiert, doch der Kenntnisstand über ihre Fernorientierung bei der Wirtssuche ist noch lückenhaft. In dem hier beantragten Forschungsvorhaben sollen in einer Verbindung von Laborexperimenten und anwendungsorientierten Gewächshausversuchen die Möglichkeiten für eine Effizienzsteigerung von A. abdominalis ausgelotet werden. Ein Schwerpunkt der geplanten Verhaltensstudien liegt dabei auf einer Aufklärung der Mechanismen des Lernvermögens. In zahlreichen Arbeiten wurde in den vergangenen Jahren gezeigt, daß sich die meisten Parasitoiden flexibel den wechselnden Umweltbedingungen anzupassen vermögen, indem sie bestimmte Duftstoffe ihrer Wirtspflanzen erlernen und für die Wirtssuche nutzen. Da Schlupfwespen mit einem breiten Wirtsspektrum auch im Gewächshaus mit einer Vielzahl unterschiedlicher Pflanze-Wirt-Systeme konfrontiert werden, ist es das Ziel dieses Projekts, anhand den Modellsystems A. abdominalis - Macrosiphum euphorbiae - Paprika/Aubergine sinnvolle Strategien für eine praktische Nutzbarmachung dieser Lernfähigkeit zu erarbeiten.

Entwicklung und praktische Anwendung eines variablen vollautomatisierten Applikationsmanagements von Ureaseinhibitoren in freibelüfteten Ställen und Ausläufen im Spannungsfeld von Tierwohl, Klima- und Umweltschutz in der Schweinehaltung

Mit dem Projekt IMPROVE sollen entscheidende, praktische Voraussetzungen für den erfolgreichen funktionalen Einsatz der Ureaseinhibitor (UI)-Anwendung in verschiedenen, relevanten freibelüfteten Schweinehaltungssystemen geschaffen werden. Hierzu gehören neben einer angepassten UI Formulierung und vollautomatisierten, funktionsbereichsspezifischen Applikationstechniken auch ein optimales Applikationsmanagement. Das zu entwickelnde Verfahren soll als eine praktikable, gut zu kontrollierende und dokumentierende Maßnahme zur NH3-Emissionsminderung zur Marktreife gebracht werden, die problemlos in verschiedenen Arten von bestehenden und/oder neu zu errichtenden freibelüfteten Schweineställen mit/ohne Auslauf eingesetzt werden kann. Die angestrebte Komplettlösung, bestehend aus UI-Formulierung, Applikationsmanagement sowie an die Funktionsbereiche angepasster Applikationstechniken, die als eine automatische, routinemäßige und gleichmäßige Minderungsmaßnahme von Ammoniakemissionen ohne Arbeitskräfteaufwand entwickelt werden soll, ist ein neuer, innovativer Ansatz. Dadurch kann ein bedeutender Beitrag zur Reduktion der nationalen Ammoniakemissionen erfüllt werden.

Entwicklung und praktische Anwendung eines variablen vollautomatisierten Applikationsmanagements von Ureaseinhibitoren in freibelüfteten Ställen und Ausläufen im Spannungsfeld von Tierwohl, Klima- und Umweltschutz in der Schweinehaltung, Teilprojekt C

Mit dem Projekt IMPROVE sollen entscheidende, praktische Voraussetzungen für den erfolgreichen funktionalen Einsatz der Ureaseinhibitor (UI)-Anwendung in verschiedenen, relevanten freibelüfteten Schweinehaltungssystemen geschaffen werden. Hierzu gehören neben einer angepassten UI Formulierung und vollautomatisierten, funktionsbereichsspezifischen Applikationstechniken auch ein optimales Applikationsmanagement. Das zu entwickelnde Verfahren soll als eine praktikable, gut zu kontrollierende und dokumentierende Maßnahme zur NH3-Emissionsminderung zur Marktreife gebracht werden, die problemlos in verschiedenen Arten von bestehenden und/oder neu zu errichtenden freibelüfteten Schweineställen mit/ohne Auslauf eingesetzt werden kann. Die angestrebte Komplettlösung, bestehend aus UI-Formulierung, Applikationsmanagement sowie an die Funktionsbereiche angepasster Applikationstechniken, die als eine automatische, routinemäßige und gleichmäßige Minderungsmaßnahme von Ammoniakemissionen ohne Arbeitskräfteaufwand entwickelt werden soll, ist ein neuer, innovativer Ansatz. Dadurch kann ein bedeutender Beitrag zur Reduktion der nationalen Ammoniakemissionen erfüllt werden.

Entwicklung eines automatisierten Systems zur Bewertung der N-Versorgung von Wintergetreide für die landwirtschaftliche Praxis über skalierbare Applikationsfenster, Teilprojekt C

Entwicklung und praktische Anwendung eines variablen vollautomatisierten Applikationsmanagements von Ureaseinhibitoren in freibelüfteten Ställen und Ausläufen im Spannungsfeld von Tierwohl, Klima- und Umweltschutz in der Schweinehaltung, Teilprojekt B

Mit dem Projekt IMPROVE sollen entscheidende, praktische Voraussetzungen für den erfolgreichen funktionalen Einsatz der Ureaseinhibitor (UI)-Anwendung in verschiedenen, relevanten freibelüfteten Schweinehaltungssystemen geschaffen werden. Hierzu gehören neben einer angepassten UI-Formulierung und vollautomatisierten, funktionsbereichsspezifischen Applikationstechniken auch ein optimales Applikationsmanagement. Das zu entwickelnde Verfahren soll als eine praktikable, gut zu kontrollierende und dokumentierende Maßnahme zur Ammoniak-Emissionsminderung zur Marktreife gebracht werden, die problemlos in verschiedenen Arten von bestehenden und/oder neu zu errichtenden freibelüfteten Schweineställen mit/ohne Auslauf eingesetzt werden kann. Die angestrebte Komplettlösung, bestehend aus UI-Formulierung, Applikationsmanagement sowie an die Funktionsbereiche angepasster Applikationstechniken, die als eine automatische, routinemäßige und gleichmäßige Minderungsmaßnahme von Ammoniakemissionen ohne Arbeitskräfteaufwand entwickelt werden soll, ist ein neuer, innovativer Ansatz. Dadurch kann ein bedeutender Beitrag zur Reduktion der nationalen Ammoniakemissionen erfüllt werden.

Entwicklung und praktische Anwendung eines variablen vollautomatisierten Applikationsmanagements von Ureaseinhibitoren in freibelüfteten Ställen und Ausläufen im Spannungsfeld von Tierwohl, Klima- und Umweltschutz in der Schweinehaltung, Teilprojekt A

Mit dem Projekt IMPROVE sollen entscheidende, praktische Voraussetzungen für den erfolgreichen funktionalen Einsatz der Ureaseinhibitor (UI)-Anwendung in verschiedenen, relevanten freibelüfteten Schweinehaltungssystemen geschaffen werden. Hierzu gehören neben einer angepassten UI Formulierung und vollautomatisierten, funktionsbereichsspezifischen Applikationstechniken auch ein optimales Applikationsmanagement. Das zu entwickelnde Verfahren soll als eine praktikable, gut zu kontrollierende und dokumentierende Maßnahme zur NH3-Emissionsminderung zur Marktreife gebracht werden, die problemlos in verschiedenen Arten von bestehenden und/oder neu zu errichtenden freibelüfteten Schweineställen mit/ohne Auslauf eingesetzt werden kann. Die angestrebte Komplettlösung, bestehend aus UI-Formulierung, Applikationsmanagement sowie an die Funktionsbereiche angepasster Applikationstechniken, die als eine automatische, routinemäßige und gleichmäßige Minderungsmaßnahme von Ammoniakemissionen ohne Arbeitskräfteaufwand entwickelt werden soll, ist ein neuer, innovativer Ansatz. Dadurch kann ein bedeutender Beitrag zur Reduktion der nationalen Ammoniakemissionen erfüllt werden.

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