{"id":125235,"date":"2023-04-14T07:20:00","date_gmt":"2023-04-14T05:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=125235"},"modified":"2023-04-11T12:17:35","modified_gmt":"2023-04-11T10:17:35","slug":"projektabschluss-imulch-einfluss-landwirtschaftlicher-mulchfolien-auf-terrestrische-okosysteme","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/projektabschluss-imulch-einfluss-landwirtschaftlicher-mulchfolien-auf-terrestrische-okosysteme\/","title":{"rendered":"Projektabschluss iMulch: Einfluss landwirtschaftlicher Mulchfolien auf terrestrische \u00d6kosysteme"},"content":{"rendered":"\n\n\n
\"Mulchfolien<\/a>
Mulchfolien werden zur Verbesserung der Wachstumsbedingungen in der Landwirtschaft eingesetzt.\u00a0\u00a9 shutterstock\/Composing <\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Im Zuge des Klimawandels und der angestrebten Reduktion eingesetzter Pestizide erwarten Expertinnen und Experten einen stetig steigenden Einsatz von Mulchfolien in der Landwirtschaft. Das Verbundprojekt \u00bbiMulch \u2013 Eine Untersuchung des Einflusses von Polymeren auf ein terrestrisches \u00d6kosystem am Beispiel von in der Landwirtschaft eingesetzten Mulchfolien\u00ab hat m\u00f6gliche negative Effekte dieser Entwicklung aus verschiedenen Perspektiven betrachtet. Im Fokus\u00a0standen eine konventionelle, erd\u00f6lbasierte Polyethylen-Folie (PE) und zwei biobasierte und biologisch abbaubare Kunststofffolien (PLA\/PBAT-Blends). Es sollte gekl\u00e4rt werden, ob und inwieweit biologisch abbaubare Folien im Vergleich zu konventionellen Folien \u00f6kologische Vorteile bieten.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Verwitterung, Alterung, Transportverhalten und m\u00f6gliche \u00d6kotoxizit\u00e4t<\/h3>\n\n\n\n

Mithilfe einer Versuchskl\u00e4ranlage im Laborma\u00dfstab, die mit dem Drainagewasser einer Ackerfl\u00e4che bef\u00fcllt war, f\u00fchrte das iMulch-Team verschiedene Verwitterungs- und Alterungstests mit den Mulchfolien durch. Die biobasierten Folien zeigten nach rund sechs bis acht Wochen deutliche Verwitterungsspuren und eine partielle Zersetzung. Konventionelle PE-Folien wiesen vor allem einen Bewuchs durch Mikroorganismen (Biofouling) auf. Generell f\u00fchrte Fouling bei beiden Folientypen zu einer deutlichen Zunahme der Dichte im Zeitablauf, was eine Sedimentierung von Folienfragmenten in Gew\u00e4ssern verursachte. <\/p>\n\n\n\n

Um Aussagen \u00fcber die Verwitterung der Mulchfolien treffen zu k\u00f6nnen, haben die Forschenden einen Bodenteststand verwendet und mit beiden Folientypen best\u00fcckt. Die Proben wurden auf dem Boden unter realistischen Umgebungsbedingungen hinsichtlich Bodenfeuchte, UV-Licht und Lufttemperatur bewittert. Ergebnis: Die Zersetzung biologisch abbaubarer Folien dauert l\u00e4nger als durch beschleunigte Klimaschranktests zun\u00e4chst erwartet. Ein vollst\u00e4ndiger Abbau konnte bis zum Versuchsende nach sechs Monaten nicht beobachtet werden. Die PE-Folie zeigte im selben Zeitraum keine wirklichen Ver\u00e4nderungen. <\/p>\n\n\n\n

Zur Untersuchung des Transport- und Abbauverhaltens der Polymere im Boden wurden PE- und PLA\/PBAT-Partikel mit einer 14<\/sup>C-radioaktiven Markierung synthetisiert und anschlie\u00dfend in den Oberboden eingebracht. Ein Transport fand bei beiden Folientypen auch nach 24 Monaten nicht statt. Ebenfalls wurden im selben Zeitraum die untersuchten Polymere und ihre Abbauprodukte nicht in Pflanzen nachgewiesen. Adsorptionsversuche mit dem Schwermetall Kupfer und drei Pestiziden zeigten keine signifikante Adsorption an den Mulchfolien. Lediglich f\u00fcr das Pestizid Tebuconazol ermittelten die Forschenden eine geringe Adsorption bei den Bio-Mulchfolien. Im Rahmen von Toxizit\u00e4tsuntersuchungen wurden keine negativen Effekte f\u00fcr Bodenorganismen festgestellt. Untersuchungen aquatischer Organismen wiesen hingegen hormonelle Effekte beider Folientypen nach.<\/p>\n\n\n\n

Entwicklung geeigneter Messmethoden<\/h3>\n\n\n\n

Um die Proben hinreichend untersuchen zu k\u00f6nnen, entwickelten die Forschenden in einem ersten Schritt eine geeignete Detektionsmethodik f\u00fcr Mikroplastik im Boden. Mithilfe der Methode wurden verschiedene Bodenproben aus bekannten Bewirtschaftungsformen betrachtet. Die im Rahmen von iMulch durchgef\u00fchrten Messungen konnten die These nicht best\u00e4tigen, dass unterschiedliche Bewirtschaftungsformen zu unterschiedlichen Konzentrationen von PE bzw. PLA\/PBAT in B\u00f6den f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n

Material- und Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung<\/h3>\n\n\n\n

Aussagen \u00fcber Partikelgr\u00f6\u00dfe und Partikelform konnten auf Basis einer neu entwickelten Methode f\u00fcr die RAMAN-Spektroskopie getroffen werden. In allen untersuchten Bodenproben wurden geringe Mengen an Mikroplastik nachgewiesen. Der Nachweis erforderte einen hohen zeitlichen Aufwand, denn um einen Kunststoffpartikel zu finden, mussten ca. 200 weitere Partikel betrachtet werden. Ein wirtschaftlicher Einsatz der RAMAN-Spektroskopie erfordert daher eine effizientere Probenvorbereitung. <\/p>\n\n\n\n

\u00d6kobilanzielle Betrachtung mithilfe einer Lebenszyklusanalyse<\/h3>\n\n\n\n

Als begleitende \u00f6kobilanzielle Betrachtung wurde eine Lebenszyklusanalyse (LCA) durchgef\u00fchrt. Das Modell bilanzierte den Anbau von Zucchini in einer Saison unter 1 ha Mulchfolie beider Typen. Die Cradle-to-Grave-Studie ber\u00fccksichtigte alle Schritte \u2013 Rohstoffbeschaffung, biologischer Abbau im Boden, stoffliches bzw. energetisches Recycling. Hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf den Klimawandel schnitten die herk\u00f6mmlichen PE-Mulchfolien besser ab als die biologisch abbaubaren Mulchfolien, wenn Gutschriften der energetischen und stofflichen Verwertung am Ende des Lebenszyklus mit einbezogen wurden. Mit dem Blick nur auf die Prozessbelastungen wiesen beide Folientypen hingegen eine \u00e4hnliche Bilanz auf. Einsparpotenziale bei den Treibhausgasemissionen ergeben sich aus der Verwendung biobasierter Adipins\u00e4ure f\u00fcr die Synthese von PBAT und durch eine Erh\u00f6hung des Recyclings von PE-Folien. <\/p>\n\n\n\n

Mikrobielles Upcycling als zukunftsweisender Weg<\/h3>\n\n\n\n

Ein weiterer Arbeitsfokus von iMulch lag auf dem m\u00f6glichen Upcycling der Folien. Es ist gelungen, biologisch abbaubare Folienfragmente durch spezielle Mikroorganismen abzubauen und neue Substanzen f\u00fcr eine m\u00f6gliche Polymerherstellung aufzubauen.<\/p>\n\n\n\n

Empfehlungen f\u00fcr den Einsatz von Mulchfolien <\/h3>\n\n\n\n

Auf Grundlage der Versuchsergebnisse leitete das iMulch-Team verschiedene Empfehlungen ab. Sie zielen darauf, den Eintrag von Kunststofffolienfragmenten in die Umwelt zu reduzieren und einen Einsatz von Mulchfolien emissions\u00e4rmer zu gestalten. Generell wird der Einsatz biologisch abbaubarer Folien bevorzugt. Es sollte jedoch ein Nachweis der Abbaubarkeit unter realen Freilandbedingungen \u00fcberpr\u00fcft werden. Insbesondere bei sehr d\u00fcnnen konventionellen Folien ist nach der Nutzung ein Fragmentverlust zu erwarten. Sollen diese nach der Anwendung ohne Materialverlust geborgen werden, sind dickere, konventionelle Mulchfolien von Vorteil. Zu diesem Zweck k\u00f6nnte eine minimale Untergrenze der Materialst\u00e4rke definiert werden. F\u00fcr die geborgenen Folien empfiehlt sich zudem die Entwicklung geeigneter Recycling-Konzepte. <\/p>\n\n\n\n

Eine weitere M\u00f6glichkeit besteht in einer Erh\u00f6hung der Folienst\u00e4rke biologisch abbaubarer Folien, um diese nach der Anwendung ebenfalls vom Feld sammeln zu k\u00f6nnen. Sollten einzelne Fragmente dennoch auf den B\u00f6den verbleiben, k\u00f6nnen diese untergepfl\u00fcgt und \u00fcber die Zeit abgebaut werden. Eine Produktion biologisch abbaubarer Mulchfolien mit identischer Materialst\u00e4rke zu konventionellen Pendants ist aus wirtschaftlicher Perspektive aktuell jedoch nicht durchsetzbar. F\u00fcr dieses Szenario w\u00e4ren zuk\u00fcnftig gegebenenfalls staatliche Anreize zu schaffen. <\/p>\n\n\n\n

F\u00f6rderhinweis und Projektpartner<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das Vorhaben iMulch ist ein Leitmarkt.NRW-Projekt und wurde mit Mitteln aus dem Europ\u00e4ischen Fond f\u00fcr regionale Entwicklung (EFRE) \u00bbInvestitionen in Wachstum und Besch\u00e4ftigung\u00ab gef\u00f6rdert. Das Konsortium des Verbundvorhabens umfasste sechs aktive Projektpartner und wurde von drei assoziierten Partnern begleitet. Neben der Fischer GmbH waren das Fraunhofer IME, das Fraunhofer UMSICHT, das nova-Institut und die RWTH Aachen mit den Instituten IUF und iAMB beteiligt. Die Projektleitung lag beim Institut f\u00fcr Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA). Assoziierte Partner waren BASF, FKuR Kunststoff GmbH und das Umweltbundesamt. Zudem bestand ein reger Austausch mit der Landwirtschaftskammer NRW.<\/p>\n\n\n\n

Weitere Informationen<\/h3>\n\n\n\n