Optimierung und Fertigung eines seriennahen Prototyps zur präzisen Platzierung von Flüssigsubstraten in Böden mit Prüfung der Effizienzsteigerung bei Stickstoff (LiqInject)

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. Dementgegen stehen die bekannten negativen Auswirkungen der nicht durch die Pflanze aufgenommenen Stickstoffmengen, welche  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 (Prototyp siehe Abb. 1) entwickelt und zur Serienreife geführt, welches durch ein geeignetes Ausbringverfahren (siehe Abb. 2: Ablage des Düngers in einem tiefen und abgeschlossenen Depot) die negativen Auswirkungen minimiert und durch eine Erhöhung der Effizienz gleichzeitig eine Reduktion der eingesetzten Düngermenge ermöglicht. Zudem wird die Durchwurzelung der Pflanzen angeregt und damit die Trockenresistenz des Bestands gestärkt.

Abb. 1: Prototyp des Injektionsgeräts (Foto: HSWT)
Abb. 2: Entwicklungsziel: Tiefes und abgeschlossenes Düngedepot für optimale Durchwurzelung und minimale Ausgasung bzw. -waschung (Grafik: HSWT)

Als Vorarbeit zur Durchführung der pflanzenbaulichen Versuche für den wissenschaftlichen Nachweis der Vorteile für die landwirtschaftliche Praxis soll ein Parzellenversuchsgerät etabliert werden. Dazu wird die nach dem aktuellen Stand der Vorarbeiten bestehende technische Lösung optimiert und zu einem serienreifen Produkt weiterentwickelt. Das Ergebnis soll ein für Landwirt:innen und Lohnunternehmer:innen zur Verfügung stehendes Gerät zur Depotdüngung mit flüssigen Substraten sein, welches bei minimalen negativen Auswirkungen gleichzeitig eine gesteigerte Effizienz, Ertragsstabilität und Wirtschaftlichkeit bietet.

Zielsetzungen

Ziel des Projekts ist ein Präzisionsinjektionsgerät insbesondere für Flüssigdünger, aber auch andere Flüssigsubstrate, welches ohne technologische Hürden in eine Serienproduktion überführt und in der landwirtschaftlichen Praxis eingesetzt werden kann. Das Gerät setzt die Grundidee der Depotdüngung in einem tiefen und konzentrierten Depot ideal um. Dadurch wird eine maximale Düngeeffizienz bei gleichzeitig minimalen negativen Umwelteffekten wie z.B. Nitratauswaschungen in das Grundwasser oder klimarelevante Emissionen von Ammoniak und Lachgas erzielt.

Ein weiterer Aspekt, der in Vorversuchen dargestellt wurde und auch bei bestehenden Technologien mit tiefer Düngerablage beobachtet wird, ist die Anregung der Pflanzen zu erhöhtem Wurzelwachstum. Hierdurch erzielt man insbesondere bei Trockenperioden eine verbesserte Wasseraufnahme und dadurch eine verbesserte Trockenresistenz mit einhergehender Ertragsstabilisierung. Ein räumlich und zeitlich derart stabiles Stickstoffdüngerdepot kann zudem v.a. bei ammoniumhaltigen Düngemitteln den Pflanzenschutzmitteleinsatz erheblich verringern. Durch die langanhaltende Ammoniumernährung wachsen stabile und vitale Pflanzen heran und es stellt sich ein geringerer Unkrautdruck mangels oberflächigem Stickstoffangebot ein. In Folge ist ein Verzicht oder zumindest eine Reduktion von Stabilisatoren in Stickstoffdüngern, Wachstumsregulatoren, Fungiziden und Herbiziden zu erwarten.


Projektleitung


Teilprojektleitung

Projektmitwirkung extern



Jürgen Maier


Projektdauer

01.08.2022 - 30.09.2025

Projektpartner

cTc cultTec consulting

Projektförderung

Adressierte SDGs (Sustainable Development Goals)

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