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Teilprojekt C

Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GWE GmbH durchgeführt. Bedingt durch den Klimawandel sind landwirtschaftliche Kulturpflanzen vermehrt Wasserstress und Frostschäden ausgesetzt. Gleichzeitig prognostiziert die FAO einen Anstieg des globalen Wasserbedarfs um 55% (Landwirtschaft um 11%), bei einem Anstieg der gesamten beregneten Fläche um 6% bis 2050. Diese Problematik, kombiniert mit dem Bevölkerungsanstieg, wachsendem Energiebedarf und dem Rückgang der nutzbaren landwirtschaftlichen Fläche in den Industriestaaten, verlangt nach Lösungen. Ein bedarfsgerechter, energiesparender und effizienter Einsatz der Ressourcen Wasser und Energie ist erforderlich, um eine zukunftsfähige und nachhaltige Bewässerung zu gewährleisten und der steigenden Nutzungskonkurrenz, um die Ressource Wasser, zu begegnen. Während eine automatisierte Bewässerung im Gewächshaus bereits Stand der Technik ist, wird die Freiflächen und Tröpfchenbewässerung wie z.B. im Gemüse bzw. Obstbau überwiegend manuell auf Basis von Erfahrungswerten der Anbauer oder aufgrund fest geplanter Bewässerungsintervalle durchgeführt. Dies führt in der Regel zu hohen Bewässerungsgaben und kann weiterhin zu Nährstoffauswaschungen führen. Ziel dieses Projektes ist es daher, Daten aus den unterschiedlichsten Quellen auf einer intelligenten Service-Plattform miteinander zu verknüpfen, um dadurch über eine digitale Entscheidungsunterstützung, eine bedarfsgerechte und (teil-)automatisierte Bewässerung zu ermöglichen. Gerade die Integration lokaler Sensoren in einem multivariaten Ansatz, soll dabei auch der zunehmenden Entwicklung von teilabgedeckten Agrarflächen durch Agri-Photovoltaik-Anlagen, Folien und Netzen gerecht werden. Kern des Projekts ist dabei ein Cloud-basierter Bewässerungsplaner, der sich automatisiert an die on-Site gemessenen Klimaparameter, sowie den aktuellen phänologischen Bedingungen in Echtzeit anpasst. Der Planer wird dann mit den bestehenden Systemen der Projektpartner vernetzt, um die Ausführung der Bewässerung zu (teil)-automatisieren.

Teilprojekt D

Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IT-Direkt Business Technologies GmbH durchgeführt. Bedingt durch den Klimawandel sind landwirtschaftliche Kulturpflanzen vermehrt Wasserstress und Frostschäden ausgesetzt. Gleichzeitig prognostiziert die FAO einen Anstieg des globalen Wasserbedarfs um 55% (Landwirtschaft um 11%), bei einem Anstieg der gesamten beregneten Fläche um 6% bis 2050. Diese Problematik, kombiniert mit dem Bevölkerungsanstieg, wachsendem Energiebedarf und dem Rückgang der nutzbaren landwirtschaftlichen Fläche in den Industriestaaten, verlangt nach Lösungen. Ein bedarfsgerechter, energiesparender und effizienter Einsatz der Ressourcen Wasser und Energie ist erforderlich, um eine zukunftsfähige und nachhaltige Bewässerung zu gewährleisten und der steigenden Nutzungskonkurrenz, um die Ressource Wasser, zu begegnen. Während eine automatisierte Bewässerung im Gewächshaus bereits Stand der Technik ist, wird die Freiflächen und Tröpfchenbewässerung wie z.B. im Gemüse bzw. Obstbau überwiegend manuell auf Basis von Erfahrungswerten der Anbauer oder aufgrund fest geplanter Bewässerungsintervalle durchgeführt. Dies führt in der Regel zu hohen Bewässerungsgaben und kann weiterhin zu Nährstoffauswaschungen führen. Ziel dieses Projektes ist es daher, Daten aus den unterschiedlichsten Quellen auf einer intelligenten Service-Plattform miteinander zu verknüpfen, um dadurch über eine digitale Entscheidungsunterstützung, eine bedarfsgerechte und (teil-)automatisierte Bewässerung zu ermöglichen. Gerade die Integration lokaler Sensoren in einem multivariaten Ansatz, soll dabei auch der zunehmenden Entwicklung von teilabgedeckten Agrarflächen durch Agri-Photovoltaik-Anlagen, Folien und Netzen gerecht werden. Kern des Projekts ist dabei ein Cloud-basierter Bewässerungsplaner, der sich automatisiert an die on-Site gemessenen Klimaparameter, sowie den aktuellen phänologischen Bedingungen in Echtzeit anpasst. Der Planer wird dann mit den bestehenden Systemen der Projektpartner vernetzt, um die Ausführung der Bewässerung zu (teil)-automatisieren.

Teilprojekt A

Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Climate Solutions Agranimo GmbH durchgeführt. Bedingt durch den Klimawandel sind landwirtschaftliche Kulturpflanzen vermehrt Wasserstress und Frostschäden ausgesetzt. Gleichzeitig prognostiziert die FAO einen Anstieg des globalen Wasserbedarfs um 55% (Landwirtschaft um 11%), bei einem Anstieg der gesamten beregneten Fläche um 6% bis 2050. Diese Problematik, kombiniert mit dem Bevölkerungsanstieg, wachsendem Energiebedarf und dem Rückgang der nutzbaren landwirtschaftlichen Fläche in den Industriestaaten, verlangt nach Lösungen. Ein bedarfsgerechter, energiesparender und effizienter Einsatz der Ressourcen Wasser und Energie ist erforderlich, um eine zukunftsfähige und nachhaltige Bewässerung zu gewährleisten und der steigenden Nutzungskonkurrenz, um die Ressource Wasser, zu begegnen. Während eine automatisierte Bewässerung im Gewächshaus bereits Stand der Technik ist, wird die Freiflächen und Tröpfchenbewässerung wie z.B. im Gemüse bzw. Obstbau überwiegend manuell auf Basis von Erfahrungswerten der Anbauer oder aufgrund fest geplanter Bewässerungsintervalle durchgeführt. Dies führt in der Regel zu hohen Bewässerungsgaben und kann weiterhin zu Nährstoffauswaschungen führen. Ziel dieses Projektes ist es daher, Daten aus den unterschiedlichsten Quellen auf einer intelligenten Service-Plattform miteinander zu verknüpfen, um dadurch über eine digitale Entscheidungsunterstützung, eine bedarfsgerechte und (teil-)automatisierte Bewässerung zu ermöglichen. Gerade die Integration lokaler Sensoren in einem multivariaten Ansatz, soll dabei auch der zunehmenden Entwicklung von teilabgedeckten Agrarflächen durch Agri-Photovoltaik-Anlagen, Folien und Netzen gerecht werden. Kern des Projekts ist dabei ein Cloud-basierter Bewässerungsplaner, der sich automatisiert an die on-Site gemessenen Klimaparameter, sowie den aktuellen phänologischen Bedingungen in Echtzeit anpasst. Der Planer wird dann mit den bestehenden Systemen der Projektpartner vernetzt, um die Ausführung der Bewässerung zu (teil)-automatisieren.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften-Hochschule Braunschweig/Wolfenbüttel, Fakultät Bau-Wasser-Boden, Labor Hydromechanik und Wasserbau durchgeführt. Bedingt durch den Klimawandel sind landwirtschaftliche Kulturpflanzen vermehrt Wasserstress und Frostschäden ausgesetzt. Gleichzeitig prognostiziert die FAO einen Anstieg des globalen Wasserbedarfs um 55% (Landwirtschaft um 11%), bei einem Anstieg der gesamten beregneten Fläche um 6% bis 2050. Diese Problematik, kombiniert mit dem Bevölkerungsanstieg, wachsendem Energiebedarf und dem Rückgang der nutzbaren landwirtschaftlichen Fläche in den Industriestaaten, verlangt nach Lösungen. Ein bedarfsgerechter, energiesparender und effizienter Einsatz der Ressourcen Wasser und Energie ist erforderlich, um eine zukunftsfähige und nachhaltige Bewässerung zu gewährleisten und der steigenden Nutzungskonkurrenz, um die Ressource Wasser, zu begegnen. Während eine automatisierte Bewässerung im Gewächshaus bereits Stand der Technik ist, wird die Freiflächen und Tröpfchenbewässerung wie z.B. im Gemüse bzw. Obstbau überwiegend manuell auf Basis von Erfahrungswerten der Anbauer oder aufgrund fest geplanter Bewässerungsintervalle durchgeführt. Dies führt in der Regel zu zu hohen Bewässerungsgaben und kann weiterhin zu Nährstoffauswaschungen führen. Ziel dieses Projektes ist es daher, Daten aus den unterschiedlichsten Quellen auf einer intelligenten Service-Plattform miteinander zu verknüpfen, um dadurch über eine digitale Entscheidungsunterstützung, eine bedarfsgerechte und (teil-)automatisierte Bewässerung zu ermöglichen. Gerade die Integration lokaler Sensoren in einem multivariaten Ansatz, soll dabei auch der zunehmenden Entwicklung von teilabgedeckten Agrarflächen durch Agri-Photovoltaik-Anlagen, Folien und Netzen gerecht werden. Kern des Projekts ist dabei ein Cloud-basierter Bewässerungsplaner, der sich automatisiert an die on-Site gemessenen Klimaparameter, sowie den aktuellen phänologischen Bedingungen in Echtzeit anpasst. Der Planer wird dann mit den bestehenden Systemen der Projektpartner vernetzt, um die Ausführung der Bewässerung zu (teil)-automatisieren.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Werkstoffwissenschaften, Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe (LSP) durchgeführt. Der Einsatz der Wasser sparenden Tröpfchenbewässerung ist durch hohe Investitionskosten der Schlauchsysteme behindert. Eine Kostensenkung um 50Prozent-75Prozent ist möglich, wenn es gelingt, die Produktivität bei der Herstellung der komplexen Rohrsysteme bei niedrigeren Maschinenkosten (Maintools) zu verdoppeln. Der Durchsatz ist z.Zt. limitiert durch die existierende Lasertechnologie zum Öffnen der Tropflöcher. Daher soll ein anderer Ansatz verfolgt werden, bei dem dünnwandige Rohre mit sehr hohen Geschwindigkeiten extrudiert werden. Gleichzeitig werden in die noch weiche Masse neuartige Flachtropfer eingeschossen, mit dem Rohr verschweißt und geöffnet. Dazu sind von dem Lehrstuhl für Polymerwerkstoffe geeignete Materialien zu finden, die sowohl die Hochgeschwindigkeitsextrusion erlauben als auch bei kurzer Kontaktzeit eine Verschweißung ermöglichen. Durch ein neuartiges Design soll im Betrieb der Bewässerungsrohre das Zusetzen der Tropfer verhindert werden. Die Tropfer werden von Maintools konstruiert und von Maincor mit Werkzeugen von Maintools Formenbau hergestellt. Die Anwendungstauglichkeit der neuen Tröpfchenbewässerung soll gezeigt werden durch Austropfversuche im Labor, durch einen Freilandversuch und in einem Anwendungsversuch unter Dach. Grundsatzversuche zeigen die Anwendungstauglichkeit der Tropfbewässerung auch für biologisch abbaubare Materialien. Ein Labordemonstrator mit ersten Schlauchmustern soll in 04/2013 zur Verfügung stehen, ein Prototyp in 07/2014.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Köln, Institut für Technologie- und Ressourcenmanagement in den Tropen und Subtropen (ITT) durchgeführt. Irrigated cultivation is an essential factor of food security in arid regions. Urban and industrial growth in many development countries increases the demand for water and faces agriculture with huge problems, especially in regions where water scarcity already poses the main reason for a stagnating economic growth. This can be countervailed through an efficient and sustainable usage of water in agriculture. The emphasis of research in this project is the design and testing of low-pressure irrigation systems as an option to conventional pressure systems that often have problems with the diversification of water. Water- and energy-efficient irrigation solutions should be developed for homogeneous itemized micro-areas that can be controlled individually through innovative and competitive sensor systems.

Evaporation from heterogeneous surfaces at the field-plot scale: effect of lateral heat and water fluxes in soil and atmosphere

Das Projekt "Evaporation from heterogeneous surfaces at the field-plot scale: effect of lateral heat and water fluxes in soil and atmosphere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-3 Agrosphäre durchgeführt. Wet patches in agricultural fields may exist due to local variations in soil structure (compacted wheel tracks) or due to local irrigation (drip irrigation). Commonly used approaches to estimate evaporation assume that the lateral extent of the evaporating surface is large so that the lateral advection of heat and vapor in the air stream and in the soil can be neglected. For the scales of patches that are considered in this project, we postulate that lateral heat and mass fluxes in both the soil and the air may influence the evaporation rate from wet patches. In order to investigate these effects, we will carry out experiments at a field plot under outdoor conditions in which we will monitor the surface temperature of wet patches and the evaporation rate of micro-lysimeters with and without patches and which are or are not thermally insulated from the surrounding soil. The experiments will be accompanied by simulation studies in which lateral heat and water fluxes in both the soil and the air flow will be considered. To support other subprojects, infiltration, evaporation and salt tracer experiments will be carried out in an artificially constructed heterogeneous soil tank.

SuSWEF

Das Projekt "SuSWEF" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. durchgeführt. Das Projekt zielt auf die wissenschaftliche Unterstützung bei der Einführung wasser- und energiesparender Bewässerungstechnologien in Usbekistan ab, die durch umfangreiche staatliche Programme gefördert werden. Grund dafür ist die Überwindung vorhandener Versalzungsprobleme der Boden- und Wasserressourcen, die zu erheblichen Ertragsausfällen geführt haben. Zusätzlich verursacht die Wasserzuführung aus Kanälen in die landwirtschaftlichen Flächen einen erheblichen Energieaufwand, da sie nur durch Pumpkaskaden realisiert werden kann. Die Verbesserung der ökonomischen und ökologischen Situation führt jedoch nicht zwangsläufig zu einer generellen Wasser- und Energieeinsparung (Rebound-Effekt). Eingebettet in diese WEF -Nexus-Konstellation werden Wirkungszusammenhänge zwischen Wasser- und Energieverbrauch in den ariden Gebieten Usbekistans untersucht. Das Ziel sind die Erstellung einer Methodik sowie Maßnahmeempfehlungen für die technologische und ökonomische Planung von modernen Bewässerungstechnologien, vorrangig für Beregnung und Tröpfchenbewässerung sowie für Politikentscheidungen unter Einbeziehung von sozioökonomischen Aspekten.

Teilprojekt 4: Planung und Test der Echtzeitsensorik zur Überwachung des Wetters und der Bodenfeuchte

Das Projekt "Teilprojekt 4: Planung und Test der Echtzeitsensorik zur Überwachung des Wetters und der Bodenfeuchte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Umwelt - Geräte - Technik GmbH durchgeführt. Das Projekt verfolgt einen integrierten Ansatz und adressiert nachhaltige, innovative, kostengünstige und robuste Lösungen zur Verbesserung des Landmanagements im Agrarbereich. Dabei zielt das Projekt auf die Verbesserung der Pflanzenproduktivität durch neuartige, wassersparende Boden- und Bewässerungstechniken wie Mulchen und unterirdische Tropfbewässerung zur Erhaltung der Feuchtigkeit im Boden sowie eine Diversifizierung des Pflanzenanbaus (Trocken- und Salzbeständigkeit). UGT konzentriert sich hierbei auf die Planung und den Aufbau von zwei bodenhydrologischen Messplätzen an zwei Pilotstandorten. Durch den Einsatz der von UGT patentierten Fullrange Tensiometern (DE 10 2016 108 531 A1 2017.01.12) in verschiedenen Messtiefen mit einem Messbereich einer Wasserspannung bis pF 4,2 (permanenter Welkepunkt) in Kombination mit dem für salzhaltige Böden neu zu entwickelnden Kombisensor UMP2.1 (Bodenfeuchte, Bodentemperatur, Salinität) kann das am jeweiligen Standort pflanzenverfügbare Bodenwasser in Echtzeit erfasst werden. Schwankende Salinitäten sowie hohe Salzkonzentrationen haben einen direkten, störenden Einfluss auf die Messgenauigkeit von Bodenfeuchtesonden. Ein neuer Messalgorithmus sowie eine angepasste elektrotechnische und mechanische Konstruktion sollen diese Einflüsse kompensieren. Bei der Entwicklung kann auf eine jahrelange Erfahrung im Sensorbau zurückgegriffen werden. Die Daten werden an den Projektpartner HUB und IRRI zur direkten Steuerung der SDI übergeben (siehe 1.3). Um das lokale Wettergeschehen erfassen zu können und um u.a. Evapotranspirationswerte am jeweiligen Standort besser ableiten zu können, werden an den beiden Pilotstandorten zwei Wetterstationen mit den notwendigen Messsensoren (Niederschlag, Lufttemperatur und Feuchte, Globalstrahlung, Windgeschwindigkeit, atmosphärischer Druck) eingerichtet .

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Energiebau Solarstromsysteme GmbH durchgeführt. Hauptziel des Projektes ist die Entwicklung einer technisch- wissenschaftlichen Lösung für ein innovatives Tropbewässerungssystem für kleinbäuerliche Betriebe in ariden Gebieten. Anteil der .... GmbH an den Projektzielen ist a)Entwicklung autarke Solar- Wasserpumpstation für kleinbäuerliche Betriebe b) Pilotanlage für aride Gebiete für Nutzung von Kleinbauern und Sicherstellung Feldversuch c) Standortgerechte Energieversorgung unter Berücksichtigung der Wartungsansprüche1.Installation und Sicherstellung von Energie- und Wasserversorgung des Versuchsfeldes 2.Aufbau und Wartung der Messtechnik und Zusammenstellung von Basisdaten 3. Messungen zur Erfassung der Bodenwerte insbesondere von Bodenfeuchte und hydrologischen Kennwerten 4. Entwicklung und Dokumentation einer kleinen, autarken Solarpumpstation 1.Installation und Sicherstellung von Energie- und Wasserversorgung des Versuchsfeldes 2.Aufbau und Wartung der Messtechnik und Zusammenstellung von Basisdaten 3. Messungen zur Erfassung der Bodenwerte insbesondere von Bodenfeuchte und hydrologischen Kennwerten 4. Entwicklung und Dokumentation einer kleinen, autarken Solarpumpstation

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