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Entwicklung einer biologisch abbaubaren Mulchabdeckung für den Pflanzenschutz, Teilvorhaben 2: Entwicklung eines Prototyps

Hauptkomponenten und Entwicklungsschritte des zu optimierenden integrierten Systems (Integrated Plant Management - IPM) sollen folgende sein: a: Entwicklung eines neuartigen biologisch abbaubaren Compoundproduktes aus einem Viskosevlies und einer Beschichtung zum Mulchen (VliesFilm). Beide Bestandteile des VliesFilms sind biobasiert und bestehen zu 100% (Vlies), bzw. 50% (Beschichtung) aus nachwachsenden Rohstoffen und sind biologisch abbaubar. Alle Inhaltstoffe (PVOH, Glycerol) der Beschichtung haben eine Lebensmittelzulassung (E-Nummer), stehen aber nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion wie z.B. stärkebasierte Materialien. Der primäre Fokus liegt auf der Entwicklung und Optimierung des VliesFilms aus NaWaRos hinsichtlich der phytosanitären Eigenschaften im Vergleich zu konventionellem Mulchmaterial (PE, 20-25my). Als wichtigste pflanzenbaulichen Faktoren sind hier Wasserverfügbarkeit, Bodentemperatur, und die Unterdrückung von Unkräutern zu nennen. b: Der VliesFilm soll einen Mehrwert gegenüber konventionellen PE-Folien erhalten. Zu diesem Zweck werden die Beschichtungen eingefärbt, um repellente Effekte auf anfliegende Insekten (Modell Blattläuse) zu erreichen. Da diese Maßnahme einen Anflug zwar verringert, aber meist nicht komplett verhindern kann, wird ein regelmäßiges Monitoring vorgenommen, um etwaige interventiven Maßnahmen zu ergreifen. Hieraus folgt dann ein System zum integrierten Pflanzenschutz, um den Einsatz von chemischen Pflanzenschutzmitteln zu minimieren.

Integrierter Pflanzenschutz im Beerenobstanbau

Die Gefahr von Hoechstmengenueberschreitungen an Pestiziden und Misserfolge bei chemischer Bekaempfung fuehrten zur Erforschung der natuerlichen Feinde der Beerenobstschaedlinge zwecks spaeterer Ausnuetzung und darueber hinaus wurden Schadensschwellen fuer zwei Hauptschaedlinge in Himbeeren und Erdbeeren erarbeitet.

Landwirtschaft 4.0 ohne chemisch-synthetischen PflanzenSchutz, AP 2+3, Teilprojekt A

Untersuchungen ueber Ursachen und Formen der Resistenz von Apfelsorten und -unterlagen gegen Phytophthora cactorum und P. syringae (Kragenfaeule)

Anfaellige Apfelunterlagen sind nur zu schuetzen, wenn die Pilze bis in die tieferen Bodenschichten abgetoetet werden koennen. Hierzu muessten die Praeparate mit einem Injektor eingebracht werden. Beide Verfahren stellen eine erhebliche Belastung der Umwelt dar. Biologische Bekaempfungsmethoden haben sich bisher in der Praxis nicht bewaehrt. Es werden daher planmaessig das Apfelsortiment und die Unterlagen auf Resistenz gegen P. cactorum und P. syringae und deren Ursachen untersucht. Damit sollen Grundlagen fuer eine Resistenzzuechtung und fuer eine Bekaempfung durch Kulturmassnahmen, wie z.B. Einschaltung einer Zwischenveredelung mit einer resistenten Sorte erarbeitet werden. In die Untersuchungen sind auch Entwicklungen von Methoden zur Pruefung auf Resistenz einbezogen.

Eine Webanwendung zur Ermittlung und Vermeidung des Eintrags von Pflanzenschutzmitteln in die Umwelt

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Viele Studien zeigen, dass chemische Pflanzenschutzmittel (PSM) auch über weite Distanzen transportiert werden können und so die Umwelt belasten. Auch entlegene Schutzgebiete sind davon betroffen und werden hierdurch beeinträchtigt, was insbesondere Insektenpopulationen nachhaltig schädigt. Dies konnte durch ein deutschlandweites Kleingewässermonitoring (KgM) bestätigt werden (Liess et al., 2021). Bereits im Projekt PuMa 1.0 (Laufzeit 1.7.2021 - 30.6.2023) entwickelten die Projektpartner eine Webanwendung, mit der auf einer interaktiven Karte u.a. potenzielle Quellen von PSM identifiziert, das ökologische Risiko eines vorhergesagten PSM-Eintrags bewertet und PSM-Reduktionsszenarien simuliert werden können. Mit dem Folgeprojekt PuMa 2.0 sollen die zurzeit noch bestehenden Limitierungen dieser Webanwendung identifiziert und überwunden werden. Das Ziel ist die Weiterentwicklung der vorhandenen Webapplikation zu einer offenen, digitalen Plattform für Umweltforschung, die sich in das bestehende IT-Umfeld von Anwendern aus Umweltforschung, Landwirtschaft, Verwaltung und Umweltschutz integrieren lässt. Wissenschaftliche Ziele des Projekts PuMa 2.0 bestehen u.a. in der Quantifizierung des Oberflächenabfluss und der ökotoxikologischen Bewertung eintragsmindernder Maßnahmen. Ziele im Bereich der Softwareentwicklung bestehen u.a. in der Umsetzung mehrerer Schnittstellen für den Import und Export von Schlag- und PSM-Anwendungsdaten. Sowie der Entwicklung von Programmierschnittstellen zur Integration weiterer Expositionsmodelle und Auswertungen zur ökotoxikologischen Risikobewertung.

Untersuchungen ueber den Einfluss herbizid-induzierter Veraenderungen von Getreide und Raps auf saugende Insekten

Durch Anwendung von Herbiziden wird vielleicht die Wirtspflanzenqualitaet von Kulturpflanzen fuer tierische Schaedlinge, besonders fuer saugende Insekten, geaendert. Untersucht wird das Ausmass solcher Veraenderungen bei Blattlaeusen.

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.

Entwicklung von Alternativen zum chemischen Pflanzenschutz

Entwicklung von Methoden zur Ausnutzung des Suchverhaltens maennlicher Schmetterlinge. Einsatz synthetisch hergestellter Weibchenlockstoffe zur Feststellung von Schmetterlingen, bei Schadschmetterlingen zur Prognose und eventuell zur Kontrolle.

Untersuchung umweltschonender, Traktor betriebener Unkrautbekämpfungsgeräte unter Berücksichtigung nachhaltiger Antriebstechnologien

Motivation: Die Landwirtschaft muss sich an die Klimaveränderungen anpassen. In der Pflanzenproduktion ist hierfür die reduzierte Bodenbearbeitung und Direktsaat in Kombination mit Mulchschichten aus Pflanzenresten eine Möglichkeit. Darüber hinaus wird gefordert, chemische Pflanzenschutzmittel zu reduzieren, u.a. in der Unkrautbekämpfung. Die mechanische Unkrautbekämpfung gewinnt daher an Bedeutung, ist aber häufig nicht kompatibel mit einer reduzierten Bodenbearbeitung mit großen Mulchauflagen. In der Regel ist auch der Einfluss des Bodenbearbeitungssystems auf den Leistungsbedarf der Geräte ungeklärt. Zukünftig werden mehr Unkrautbekämpfungsverfahren benötigt, die unabhängig von den Bodeneigenschaften sind. Obwohl die Landwirtschaft Leidtragende der Klimaveränderung ist, trägt sie gleichzeitig dazu bei. Unter anderem Traktoren und Landmaschinen emittieren klimaschädliches CO2. Diese direkten Emissionen könnten für die Leistungsklasse <70 kW durch den Einsatz batterieelektrischer Traktoren entfallen, welche besonders für den Antrieb nicht-chemischer Unkrautbekämpfungsgeräte geeignet sind. Ziele/Mehrwert: Es sollen technologische und arbeitswirtschaftliche Daten in der chemiefreien Unkrautbekämpfung im Zusammenhang mit batterieelektrischen und verbrennungsmotorischen Traktoren ermittelt und bewertet werden. Der Einfluss einer nicht-wendenden im Vergleich zu einer wendenden Bodenbearbeitung auf die Fahrbahnbedingungen und damit auf die Zugleistungsübertragung des Traktors sowie auf die Leistungsanforderungen der Geräte bei der Unkrautbekämpfung soll ermittelt werden. Zusätzlich werden die Einsatzbedingungen auf Dauergrünland berücksichtigt. Mit diesen Daten sollen schließlich Einsatzszenarien simuliert werden können, um neue Erkenntnisse hinsichtlich der Anpassung von Arbeitsabläufen, der zeitlichen und räumlichen Energiebereitstellung und der Dimensionierung von Elektrotraktoren und deren Energiespeichern zu gewinnen. Methodik: Die Versuchsobjekte sind ein dieselmotorischer und ein elektrischer Traktor mit Wechselbatterien. Hinzu kommen vier Unkrautbekämpfungsgeräte für Ackerkulturen und Grünland, welche je nach Gerätetyp den Traktor über den Fahrantrieb, die Zapfwelle oder die Hydraulik bzw. in einer Kombination davon belasten. Die Art des Produktionsverfahrens (wendende, nichtwendende Bodenbearbeitung und Grünland) ist der Einflussfaktor. Zunächst wird die Leistungscharakteristik beider Traktoren untersucht. Dann wird der Leistungsbedarf der Geräte untersucht und auf die Arbeitsbreite bzw. Arbeitseinheit normiert. Für die arbeitswirtschaftliche Untersuchung werden zwei Gruppen gebildet. Gruppe eins stellt der batterieelektrische Traktor und Gruppe zwei der Referenztraktor jeweils mit den Geräten dar. Beide Gruppen werden unter realen und simulierten landwirtschaftlichen Bedingungen arbeitswirtschaftlich untersucht. Das Vorhaben nutzt eigene Geräte und Versuchsflächen.

Untersuchungen zum photochemischen Abbau von gasfoermigen Pestiziden in der Troposphaere

Die Anwendung gasfoermiger Pestizide bringt es mit sich, dass Reste der toxischen Gase in die Troposphaere gelangen. Um entscheiden zu koennen, ob dort eine Anreicherung der Gase erfolgt, sind die chemischen Abbaumechanismen zu erforschen und kinetisch-quantitativ zu bestimmen. Als wesentlichste Abbaureaktion kann die Umsetzung mit OH-Radikalen angesehen werden. Es werden daher primaer die Reaktionen von OH-Radikalen mit HCN, CH3Br, C2H4O sowie PH3 und deren Homologe zu vermessen sein.

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