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Lasertechnik gegen Schädlingsbefall Lasertechnik gegen Schädlingsbefall

Um die Herausforderungen des Klimawandels und der Ressourcenschonung zu meistern, kommt in der Landwirtschaft Optische Sensorik immer häufiger zum Einsatz. Forschende am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM haben mit der TU Berlin an einer kostengünstigen und intelligenten elektronischen Lösung gearbeitet. Die größten Herausforderungen treten in der Landwirtschaft zwischen Anbau und Konsum auf, wobei Gegenmaßnahmen häufig sehr zeit- und kostenintensiv sind. Das Wachstum und die Bodenqualität müssen überwacht werden sowie mögliche Schädlinge vermieden. So werden bspw. bei der Lagerung Schädlingsbefälle mittels chemischer Substanzen wie Phosphorwasserstoff behandelt. Eine häufigere Nutzung dieser Chemikalien gilt es aufgrund der Gefahr für Mensch und Umwelt zu vermeiden. Um die Nutzung chemischer Schutzmittel zu reduzieren, haben es sich Forschende am Fraunhofer IZM zur Aufgabe gemacht, Lasertechnik und automatisierte Bilderkennung zu vereinen und somit den Vorratsschutz von landwirtschaftlichen Produkten zuverlässig zu gewährleisten. Mittels eines Bildverarbeitungsverfahrens werden die kleinen Schädlinge auf den Oberflächen der Vorräte oder auf Wänden detektiert, bevor sich die Schädlinge im Vorrat ausbreiten können. Bei Bekanntwerden eines Schädlingsbefalls wird per Funk durch einen Scanner ein feiner Laserstrahl auf die betroffenen Koordinaten ausgerichtet, der die Dörrobstmotte oder den Kornkäfer unschädlich macht. Aufgrund der geringen Temperatur und Intensität des Lasers werden die darunter befindlichen Vorräte nicht in beschädigt. Durch die Anwendung eines Lasersystems wird der direkte Primärbefall unterbunden, so dass sich vorratsschädliche Insekten gar nicht erst ausbreiten. So können umweltschädliche Stoffe eingespart und gleichzeitig größere Verluste bei der Lagerung vermieden werden.

Neue Verfahren der optischen Früherkennung und der schadstofffreien Bekämpfung von Vorratsschädlingen mit Laserstrahlen (Insektenlaser) - Teilprojekt 2

Das Projekt "Neue Verfahren der optischen Früherkennung und der schadstofffreien Bekämpfung von Vorratsschädlingen mit Laserstrahlen (Insektenlaser) - Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration durchgeführt. Im Projekt wird geprüft, ob sich die Lasertechnik in Verbindung mit automatisierter Bilderkennung für den Vorratsschutz eignet. Die per Kamera gewonnenen Bildinformationen der Oberflächen werden mit zuvor in einer Datenbank gespeicherten Merkmalen von Schädlingen aus Referenzbildern verglichen. Im Ergebnis des dann vorliegenden Bildvergleichs kann das Auftreten des Schädlings mit einem Wahrscheinlichkeitswert angegeben werden. Ergänzend wird überprüft, ob eine Einzelbekämpfung auftretender Schädlinge mittels Laserstrahl möglich ist. Die transformierten Koordinaten der Kameraüberwachung werden an einen Schwingspiegel weitergegeben und dieser entsprechend angesteuert. Nach Positionierung des Spiegels wird ein Laserimpuls ausgelöst, wobei der Schädling durch die Strahlenleistung (größer als 500 mW) und die damit einhergehende schnelle Temperaturerhöhung (größer als 80 Grad Celsius) abgetötet wird. Dabei gilt es, durch kurze Impulsdauer und hohe Leistung des Lasers eine Schädigung der darunterliegenden Vorräte oder Oberflächen zu vermeiden.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AMW Nützlinge GmbH durchgeführt. Da zunehmend nachhaltige Bekämpfungsstrategien zur Bekämpfung von Vorratsschädlingen fehlen und sich die wärmeliebende Dörrobstmotte Plodia interpunctella zu einem neuen Problemschädling in Getreidelagern entwickelt hat, soll mit dem vorliegenden Vorhaben der Einsatz ihrer biologischen Gegenspieler optimiert werden. Als Voraussetzung für einen wirksamen Einsatz von Vorratsnützlingen müssen Maßnahmen zur Befallsvermeidung und geeignete Monitoringmethoden in den Betrieben angepasst und etabliert werden. Sie ermöglichen eine Früherkennung des Schädlings und einen präventiven Nützlingseinsatz. In fünf Arbeitspaketen werden die vorhandenen Nützlingssysteme vom Labor bis hin zum Praxisversuch verbessert. Es soll zunächst die Früherkennung der auftretenden Motten optimiert werden. In Laboruntersuchungen werden Trichogramma-Zuchtlinien hinsichtlich einer besonderen Eignung zur Bekämpfung der Eier der Dörrobstmotte und ihrer Temperaturtoleranz für die Anwendung unter heißen Lagerbedingungen im Sommer selektiert. Im Lager wird die Applikationstechnik für Vorratsnützlinge neu angepasst, d.h. sowohl die Ausbringungseinheit als auch die Anwendungsempfehlung (Dosierung, Einsatztermine und räumliche Verteilung). Im Rahmen der Lagerversuche werden neue Schlupfwespen gesucht auf ihre Eignung im biologischen Vorratsschutz getestet. Schließlich werden in zwei Praxisversuchen in Langzeit-Getreidelagern die optimierten Nützlingsprodukte eingesetzt und ihre verbesserte Wirksamkeit überprüft.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biologische Beratung Limited durchgeführt. Da zunehmend nachhaltige Bekämpfungsstrategien zur Bekämpfung von Vorratsschädlingen fehlen und sich die wärmeliebende Dörrobstmotte Plodia interpunctella zu einem neuen Problemschädling in Getreidelagern entwickelt hat, soll mit dem vorliegenden Vorhaben der Einsatz ihrer biologischen Gegenspieler optimiert werden. Als Voraussetzung für einen wirksamen Einsatz von Vorratsnützlingen müssen Maßnahmen zur Befallsvermeidung und geeignete Monitoringmethoden in den Betrieben angepasst und etabliert werden. Sie ermöglichen eine Früherkennung des Schädlings und einen präventiven Nützlingseinsatz. In fünf Arbeitspaketen werden die vorhandenen Nützlingssysteme vom Labor bis hin zum Praxisversuch verbessert. Es soll zunächst die Früherkennung der auftretenden Motten optimiert werden. In Laboruntersuchungen werden Trichogramma-Zuchtlinien hinsichtlich einer besonderen Eignung zur Bekämpfung der Eier der Dörrobstmotte und ihrer Temperaturtoleranz für die Anwendung unter heißen Lagerbedingungen im Sommer selektiert. Im Lager wird die Applikationstechnik für Vorratsnützlinge neu angepasst, d.h. sowohl die Ausbringungseinheit als auch die Anwendungsempfehlung (Dosierung, Einsatztermine und räumliche Verteilung). Im Rahmen der Lagerversuche werden neue Schlupfwespen gesucht auf ihre Eignung im biologischen Vorratsschutz getestet. Schließlich werden in zwei Praxisversuchen in Langzeit-Getreidelagern die optimierten Nützlingsprodukte eingesetzt und ihre verbesserte Wirksamkeit überprüft.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Zoologie, Fachgebiet Tierökologie durchgeführt. Ein Hauptschädling in gelagertem Getreide ist der Kornkäfer Sitophilus granarius. Da zunehmend nachhaltige Bekämpfungsstrategien zur Bekämpfung von Vorratsschädlingen fehlen, soll mit dem vorliegenden Vorhaben der Einsatz ihrer biologischen Gegenspieler optimiert werden. Als Voraussetzung für einen wirksamen Einsatz von Vorratsnützlingen müssen Maßnahmen zur Befallsvermeidung und geeignete Monitoringmethoden in den Betrieben angepasst und etabliert werden. Sie ermöglichen eine Früherkennung des Schädlings und einen präventiven Nützlingseinsatz. In fünf Arbeitspaketen werden in dem Projektverbund die vorhandenen Nützlingssysteme (Lagererzwespen) vom Labor bis hin zum Praxisversuch grundlegend verbessert. Es soll zunächst die Früherkennung der auftretenden Kornkäfer optimiert werden. In Laboruntersuchungen werden Nützlingslinien hinsichtlich ihrer Temperaturtoleranz für die Anwendung unter heißen Lagerbedingungen im Sommer selektiert. Für die Lagererzwespe gegen den Kornkäfer wird eine Zuchtbox für eine kontinuierliche Freilassung optimiert. Zusätzlich werden in Lagern weitere neue Nützlinge gesucht und auf ihre Eignung im biologischen Vorratsschutz getestet. Schließlich werden in Praxisversuchen in Langzeit-Getreidelagern die neu ausgewählten Zuchtlinien der Nützlinge eingesetzt und auf ihre Wirksamkeit überprüft. Der Nützlingseinsatz, der andersweitig im Vorratsschutz bereits praktiziert wird, soll zukünftig auch in Getreidelagern mit Langzeitlagerung etabliert werden, um eine biologische Nahrungsmittelproduktion im Sinne des Verbraucherschutzes zu unterstützen.

Bekämpfung von Vorratsschädlingen in gelagertem Bio-Getreide durch Stickstoffbegasung

Das Projekt "Bekämpfung von Vorratsschädlingen in gelagertem Bio-Getreide durch Stickstoffbegasung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Institut für Landtechnik durchgeführt. In einem Großversuch wird die Wirkung einer Inertgasbehandlung mit Stickstoff in einer nicht gasdichten Betonsilozelle zur Bekämpfung des Kornkäfers (Sitophilus granarius), des Getreideplattkäfers (Oryzaephilus surinamensis) und des Reiskäfers (Sitophilus oryzae) in gelagertem Bio-Roggen geprüft. Ziel des Versuches sind (i) die Ermittlung des Wirkungsgrades der Inertgasbehandlung gegen die drei vorratsschädigenden Käferarten, (ii) die Ermittlung des Stickstoffverbrauchs zur Aufrechterhaltung einer permanenten Stickstoffatmosphäre von mind. 98% und (iii) die Berechnung der Dimensionierung eines Stickstoffgenerators zur Fixinstallation im Lagerhaltungsbetrieb.

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