Intelligente Agrarfolien

Entwicklung von biobasierten, programmierbaren und vollständig bioabbaubaren Agrarfolien für die landwirtschaftlich anspruchsvollen Bedingungen in der Lausitz

Kurzbeschreibung und Ziele

Ziel des Projektes Intelligente Agrarfolien (IntAFo) ist die Entwicklung selbstständig schaltender, biobasierter und vollständig bioabbaubarer Agrarfolien. Diese sollen sich – im Gegensatz zu herkömmlichen Folien – durch folgende Vorteile auszeichnen:

• Die Produktion ist ökologisch und ökonomisch nachhaltig.
• Für ihre Herstellung werden ausschließlich biobasierte, regional verfügbare Ressourcen (aus der Lausitz) wie beispielsweise Luzerneproteine genutzt.
• In der praktischen Handhabung sind sie mit konventionellen Agrarfolien identisch.
• Sie sind programmierbar und verfügen über eine autarke Schaltfunktion.
• Sie sind unter realen Bedingungen vollständig bioabbaubar und können somit bedenkenlos auf den Feldern verbleiben.
• Sie wirken bodenfördernd und tragen damit zu einer langfristigen Verbesserung der Bodenqualität bei.

Im Projekt sollen die Folien selbst, ihr Herstellungsprozess und der digitale Prototyp einer Folienherstellungsanlage entwickelt werden.
Durch Verwendung innovativer Materialien sollen die Folien so gestaltet sein, dass sie die Feuchtigkeit des Bodens regulieren. Angepasst an die herausfordernden Bedingungen in der Lausitz sollen die Folien bei feuchten Wetterbedingungen Wasser in den Boden einsickern lassen und bei Trockenheit die Verdunstung verhindern. Die Regelung des Wasser- oder Wärmehaushaltes erfolgt dabei unabhängig, also autark durch die Folie. Die genauen Schaltparameter der Folien können gezielt eingestellt werden, um den spezifischen Anforderungen auch unterschiedlicher Feldfrüchte gerecht zu werden.

Nach der primären Nutzung als Schutz der Feldfrüchte können die Folien bedenkenlos auf dem Feld verbleiben, denn unter realen Umgebungsbedingungen werden sie zu für die Biosphäre verfügbaren Nährstoffen abgebaut. Durch die gezielte Entwicklung sind sie vollständig bioabbaubar und dienen gleichzeitig der Verbesserung der Bodenqualität.

Projektinnovation

Statt haltbare Plastik abbaubar zu machen, werden im Projekt abbaubare Materialien haltbarer gemacht. Außerdem besitzen diese speziellen Folien die Fähigkeit, ihre Wasserdurchlässigkeit abhängig von den äußeren Bedingungen zu verändern: Regen kann in den Boden einsickern, Feuchtigkeit bei Trockenheit schwerer verdunsten.

IntAFo und die Lausitz

Mit der Folienentwicklung verbindet das Projekt die LIL-Innovationsbereiche Material, Pflanze und Boden und zielt auf die Etablierung einer neuen Wertschöpfungskette in der Region ab. Zur Entwicklung werden ausschließlich in der Lausitz verfügbare Rohstoffe und Ressourcen genutzt. Die daraus entstehenden intelligenten Folien sind speziell auf die herausfordernden Bedingungen der Lausitz zugeschnitten und somit später auch weltweit flexibel einsetzbar.

Nachhaltige Landnutzung und BIoökonomie

Durch den ökologisch nachhaltigen Ansatz dieses LIL-Projektes ist die Zersetzung der in der Landwirtschaft benutzten Folien auf den Feldern völlig unproblematisch und sorgt im Gegenteil sogar für eine Verbesserung der Böden. Mit der Verwendung heimischer Pflanzen und Rohstoffe können die Feldfrüchte geschützt und durch ihre danach erfolgende Wiedereinbringung in den Boden kann ein Stoffkreislauf etabliert werden.

Ergebnisse

Bisher wurde grundsätzlich die Machbarkeit der Folienherstellung aus Luzerneproteinen bestätigt, auch die Prognose zur Bioabbaubarkeit ist vielversprechend. Im Lauf des Projektes wurden dafür bioabbaubare Folien aus unterschiedlichen Pflanzenextrakten hergestellt und untersucht. Um ein Verfahrensschema von der Pflanze zur intelligenten Agrarfolie entwickeln zu können, wurden diverse biobasierte und programmierte Materialien synthetisiert.
Am Ende des Projektzeitraumes soll der Prototyp einer Folie mit den beschriebenen Eigenschaften fertiggestellt sein. Ebenso ist die Weiterentwicklung des digitalen Prototyps einer für die Folienherstellung nötigen Ziehanlage geplant.

Ausblick

Nach den grundsätzlichen Entwicklungen von Material, Verfahren und Anlage müssen weitere Forschungen etwa zur Verfeinerung der Schaltfunktion sowie Studien zur Abbaubarkeit folgen. Die Schwelle zur Markteinführung muss gesenkt und die Skalierung für eine Folienproduktion im industriellen Maßstab in die Wege geleitet werden.