{"id":12422,"date":"2023-08-22T14:15:52","date_gmt":"2023-08-22T14:15:52","guid":{"rendered":"https:\/\/network-king.net\/?post_type=articles&p=12422"},"modified":"2023-08-22T14:15:53","modified_gmt":"2023-08-22T14:15:53","slug":"sensoren-fuer-einen-effizienten-duengemitteleinsatz","status":"publish","type":"articles","link":"https:\/\/network-king.net\/de\/sensoren-fuer-einen-effizienten-duengemitteleinsatz\/","title":{"rendered":"Sensoren f\u00fcr einen effizienten D\u00fcngemitteleinsatz"},"content":{"rendered":"\n

Die Ern\u00e4hrungssicherheit der Weltbev\u00f6lkerung h\u00e4ngt ma\u00dfgeblich von einer effizienten, d\u00fcngemittelbasierten Landwirtschaft ab. Das Problem: Seit Ausbruch des Angriffskriegs gegen die Ukraine hat sich der D\u00fcngemittelpreis<\/a> mehr als verdreifacht. Neben den bereits bestehenden Versorgungsproblemen l\u00f6sen auch die Auswirkungen der energieintensiven D\u00fcngemittelproduktion auf die Umwelt Bedenken aus: Weltweit verbraucht der Herstellungsprozess des in D\u00fcngemitteln verwendeten Ammoniaks<\/a> etwa 1 % aller fossilen Brennstoffe und verursacht 1 % aller Kohlendioxidemissionen. Doch wie l\u00e4sst sich diese Herausforderung bew\u00e4ltigen?<\/p>\n\n\n\n

Eine neue Technologie der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen (TUM)<\/a> soll in Zukunft eine schnelle, einfache und pr\u00e4zise D\u00fcngung erm\u00f6glichen. Die Methode nutzt eine Kombination aus Biosensorstreifen und \u00fcber Satellit gesammelte Daten. Die Technik ist darauf ausgerichtet, den N\u00e4hrstoffgehalt von Getreide und die optimale D\u00fcngemenge pr\u00e4zise festzustellen. Diese digitalen Analysedaten werden direkt an die Traktoren \u00fcbermittelt, was nicht nur eine unn\u00f6tige \u00dcberd\u00fcngung vermeidet, sondern gleichzeitig wertvolle Zeit einspart.<\/p>\n\n\n\n

Die Forscher vergleichen die Methode mit einem Blutzuckertest: Daf\u00fcr werden zuerst Pflanzen an mindestens drei verschiedenen Stellen im Feld entnommen. Anschlie\u00dfend gen\u00fcgt ein einziger Tropfen Pflanzensaft der gesammelten Proben, um den Nitratgehalt mithilfe eines kompakten Ger\u00e4ts zu messen.<\/p>\n\n\n\n

Die Testresultate sind innerhalb weniger Minuten verf\u00fcgbar und dienen zur Kalibrierung der Fernerkundungsdaten. Diese werden durch das Copernicus<\/a>-Programm der Europ\u00e4ischen Union, dem europ\u00e4ischen Dienst f\u00fcr Erdbeobachtung, mithilfe von Satelliten bereitgestellt. Durch die Kombination pr\u00e4ziser Vor-Ort-Messungen und Daten der Erdbeobachtungssatelliten wird eine genaue Berechnung der erforderlichen Stickstoffd\u00fcngemenge f\u00fcr das jeweilige Feld erm\u00f6glicht.<\/p>\n\n\n\n

Nach Einsch\u00e4tzung der TUM-Forscher lassen sich mit dieser Methode bis zu 20 % des im Getreideanbau ben\u00f6tigten D\u00fcngemittels einsparen.<\/p>\n\n\n\n

Laut dem deutschen Umweltbundesamt<\/a> wird die H\u00e4lfte des in der Landwirtschaft eingesetzten Stickstoffd\u00fcngers von den Pflanzen nicht absorbiert. \u00dcberfl\u00fcssige D\u00fcngemittelreste verbleiben in der Natur und hinterlassen Spuren im Boden und Wasser. Die Berechnung der D\u00fcngemenge f\u00fcr Pflanzen erfolgt in der Regel anhand mathematischer Gleichungen mit standardisierten Parametern oder basiert auf Erfahrungswerten. Dar\u00fcber hinaus ist es zwar m\u00f6glich, den Ern\u00e4hrungszustand der Pflanzen durch Laboranalysen zu bestimmen, doch ist dies sehr zeit- und kostenaufwendig. Daher war diese Methode f\u00fcr den Einsatz auf dem Feld bisher kaum praktikabel.<\/p>\n\n\n\n

Der Schwerpunkt der TUM-Forschung liegt zun\u00e4chst auf der Stickstoffversorgung von Getreidepflanzen. Zuk\u00fcnftig steht auch die Analyse des Pflanzen-Ern\u00e4hrungszustands anhand von Phosphat und Kalium auf der Agenda. Die Prototypen dieser innovativen TUM-Diagnosemethode sollen auf dem Markt frei erh\u00e4ltlich sein. Die Forscher sch\u00e4tzen, dass die Kosten f\u00fcr die Anwendung der neuen Technologie bei etwa 20 Euro pro Hektar liegen werden.<\/p>\n\n\n\n

Die Feldversuche der Innovation werden noch in diesem Jahr gestartet. Kooperationen mit regionalen Anbietern von landwirtschaftlichen Ger\u00e4ten erm\u00f6glichen den TUM-Forschern, wertvolle Erkenntnisse von einer Vielzahl an Nutzern zu gewinnen. Die Ergebnisse aus den Praxistests werden innerhalb der kommenden drei Jahre in die Weiterentwicklung des Verfahrens einflie\u00dfen.<\/p>\n\n\n\n

Die TUM wurde f\u00fcr ihr Forschungsprojekt zur pr\u00e4zisen und effizienten D\u00fcngemittelverwendung mit einem Stipendium des Europ\u00e4ischen Innovationsrates (EIC) honoriert. Das EIC unterst\u00fctzt Forscher finanziell bei der Entwicklung innovativer Technologien f\u00fcr eine nachhaltige Landwirtschaft.<\/p>\n\n\n\n

Sensoren vor Ort<\/h2>\n\n\n\n

An der Pennsylvania State University (Penn State)<\/a> in den Vereinigten Staaten haben Forscher einen Multiparameter-Sensor entwickelt. Dieser Sensor ist in der Lage, Temperatur- und Stickstoffsignale zu entkoppeln, um die Bodenbedingungen pr\u00e4zise zu messen. Diese Innovation unterst\u00fctzt Landwirte dabei, die optimale D\u00fcngemenge f\u00fcr das Pflanzenwachstum zu bestimmen.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDas Wachstum der Pflanzen wird auch von der Temperatur beeinflusst, welche wiederum eine Auswirkung auf die physikalischen, chemischen und mikrobiologischen Vorg\u00e4nge im Boden hat. Die fortlaufende \u00dcberwachung dieser Bedingungen er\u00f6ffnet uns die M\u00f6glichkeit, gezielte Strategien und Ma\u00dfnahmen f\u00fcr Landwirte zu entwickeln, wenn die Temperaturen f\u00fcr das Pflanzenwachstum entweder zu hoch oder zu niedrig ausfallen\u201c, erl\u00e4utert Li Yang, Mitautor der Studie und Professor an der School of Artificial Intelligence an der Hebei University of Technology in China.<\/p>\n\n\n\n

Gase, Temperatur und Schwankungen der relativen Luftfeuchtigkeit k\u00f6nnen die Messwerte von Sensoren beeinflussen \u2013 allerdings ohne dabei zwischen den Parametern zu unterscheiden. Mechanismen zur unabh\u00e4ngigen Messung von Stickstoffgas und Temperatur waren laut den Forschern nur schwer zu finden. Daher hat das Forschungsteam selbst einen leistungsstarken Multiparameter-Sensor entwickelt: Er l\u00f6st das Problem und entkoppelt die Messwerte von Bodentemperatur und Stickstoffgehalt.<\/p>\n\n\n\n

\u201eDie simultane Erfassung von \u00e4u\u00dferst niedrigen Stickoxidkonzentrationen und feinen Temperatur\u00e4nderungen bietet die M\u00f6glichkeit zur Entwicklung multimodaler elektronischer Ger\u00e4te \u2013 mit unabh\u00e4ngigen Messmechanismen f\u00fcr die Pr\u00e4zisionslandwirtschaft, Gesundheits\u00fcberwachung und weitere Anwendungen\u201c, erkl\u00e4rt Huanyu Cheng, au\u00dferordentlicher Professor f\u00fcr Ingenieurwissenschaften und Mechanik an der Penn State.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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