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Begleitpflanzen im Zuckerrübenanbau: Pestizidminderung, Biodiversitätsförderung, Erosions- und Grundwasserschutz, Rentabilität

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Zuckerrüben werden von Blattläusen befallen, die Saugschäden verursachen und Vergilbungsviren übertragen können. Bei frühem Befall können Ertragsverluste von bis zu 30 % auftreten. Um den Befall mit Blattläusen (und als Folge die Ertragsverluste) zu vermeiden, wird bei Überschreiten der Schadensschwelle in der Regel ganzflächig Insektizid eingesetzt. Systemisch wirkende neonikotinoide Saatgutbeizen sind seit 2019 nicht mehr zugelassen. Im Zuckerrübenanbau kommen daher dieselben insektiziden Wirkstoffe wie in anderen Ackerkulturen zur Anwendung. Zur Kontrolle von Blattläusen stehen in Zuckerrüben nur Wirkstoffe mit zwei verschiedenen Mechanismen zur Verfügung, was ein umsichtiges Resistenzmanagement nahezu unmöglich macht. Die ganzflächige Anwendung von Insektiziden schädigt auch viele Nicht-Zielorganismen. Vor diesem Hintergrund gibt es dringenden Bedarf für neue Lösungen zur Kontrolle von Schadinsekten im Zuckerrübenanbau. Eine Lösung könnten alternative Anbauverfahren mit Begleitpflanzen zwischen den Zuckerrübenreihen sein. Die Begleitpflanzen können zur Ablenkung der Schadinsekten von der Kulturpflanze führen oder die Zuckerrübenpflanzen maskieren. Außerdem könnten Gegenspieler der Schadinsekten gefördert und darüber hinaus die Biodiversität auf der Ackerfläche im Allgemeinen erhöht werden. Ein solches Anbauverfahren mit Begleitpflanzen soll helfen, die ganzflächige Anwendung von Insektiziden zu vermeiden oder deutlich zu vermindern. Zusätzliche Umweltziele bestehen darin, die Intensität der Herbizidanwendungen zu reduzieren, z.B. durch die Kombination nicht-chemischer und chemischer Verfahren der Beikrautkontrolle oder indem die Begleitpflanzen andere Pflanzen zwischen den Zuckerrübenreihen unterdrücken. Primäres Ziel des Vorhabens ist es, ein wirksames Verfahren der Blattlaus- und damit Viruskontrolle in Reihenkulturen wie der Sommerfrucht Zuckerrübe durch den gezielten Anbau von Begleitpflanzen praxisreif zu entwickeln. Im Unterschied zu Lösungsansätzen, die auf einer Förderung von Blattlausgegenspielern in der Landschaft oder auf Feldebene beruhen (Blühflächen), soll im vorliegenden Ansatz geprüft werden, ob sich Blattläuse und eventuell auch andere Schadorganismen von Zuckerrüben mit dem Anbau von Begleitpflanzen zwischen den Zuckerrübenreihen so kontrollieren lassen, dass Ertragseinbußen ohne Insektizidanwendungen vermieden werden. Zusätzlich muss das Anbauverfahren eine ausreichende Beikrautkontrolle bei geringer Konkurrenzwirkung der Begleitpflanze auf das Zuckerrübenwachstum gewährleisten.

Energiereduktion für Sichere Batteriefertigung durch Innovative Vernetzung von Informations- und Fertigungstechnologien, TP1: Funktionsintegriertes 3-D Bauteils für Prozessgasreinigung in der Li-Batteriezellfertigung

Charakterisierung der Extraktionsgleichgewichte von Schwermetallionen mit makrozyklischen Verbindungen vom Typ der (1n)Metacyclophane

Mit Hilfe von massgeschneiderten Extraktionsmitteln sollen Schwermetalle, die in Industrie-Abwaessern enthalten sind, selektiv abgereichert bzw durch Rueckextraktion zurueckgewonnen werden. Dazu wurden neue Makrozyklen synthetisiert und ihr Extraktionsverhalten geprueft. Unter den selektiv extrahierten Metallen sind Palladium, Gold, Transurane und Lanthanide. Bei den Synthesen wurde Wert gelegt auf moeglichst einfache Synthesewege, Reproduzierbarkeit und moegliches scale-up.

KlimPro: Reduzierte Prozessemissionen in der Stahl- und Zementherstellung - Aufbereitung und Nutzung von Roheisenentschwefelungsschlacke, Teilprojekt 1: Entwicklung/Skalierung eines Aufbereitungsverfahrens, Konzipierung/Aufbau Technikumsanlage, Ökobilanzierung und Verbundkoordination

Photoelektrochemische Untersuchungen an amorphen Halbleitern

Verwendet man halbleitende Materialien als Elektroden in elektrochemischen Zellen, so beobachtet man, dass bei Belichtung - also auch bei Sonneneinstrahlung - Photostroeme auftreten. Die so in Elektroenergie umgewandelte Strahlungsenergie kann direkt oder zur Wasserzersetzung, das heisst zur Wasserstofferzeugung, verwendet werden. Der geschilderte Funktionsablauf ist experimentell in den verschiedenen Stufen wenig untersucht. Zunaechst sollen moeglichst billige Halbleitermaterialien als Elektroden praepariert in elektrochemischen Solarzellen eingesetzt werden. Mit amorphen Halbleitern sollten kostenguenstige Anlagen erstellbar sein. Das Elektrodenmaterial selbst darf bei den auftretenden Photopotentialen nicht zersetzt werden.

Fernerkundung atmosphaerischer Parameter und deren Nutzung fuer die Untersuchung klimarelevanter Prozesse sowie von Spurenstofftransporten und -umsetzungen

Untersuchung klimarelevanter Prozesse im mesoskaligen Bereich durch die Erfassung meteorologischer Groessen und Spurenstoffe mit Hilfe von bodengebundenen, flugzeug-, ballon- oder satellitengetragenen Instrumenten. Dazu gehoeren die Entwicklung und Erprobung neuer Verfahren und Messgeraete zur Fernerkundung atmosphaerischer Parameter. Mit Ballonmessungen werden die photochemischen Umsetzungen und der Tagesgang von Spurenstoffen in der Atmosphaere verfolgt. Beitraege zu umweltrelevanten Problemen (z.B. Ozonloch) ergeben sich aus den bodengebundenen Spurengasmengen. Teilziele sind: Einsatz von Michelson-Interferometern, Erprobung bodengebundener Fernmessverfahren fuer Messungen in der Troposphaere (SODAR, RADAR, RASS), Verfahren zur Gewinnung von Landoberflaechenparametern, meteorologischen Vertikalprofilen und Spurengasverteilungen aus Satellitendaten, Untersuchung von Transportvorgaengen und zeitlichem Verlauf von Konzentrationsaenderungen und photo-chemischen Umsetzungen.

Umweltgerechter Glasfadenziehprozess

Untersuchungen zur heterogen-katalysierten Dimerisierung von Olefinen an meso-/mikroporösen Katalysatoren auf Alumosilicat-Basis

Die Oligomerisierung der Kohlenwasserstoffe der C4 -Fraktion wird bereits seit einigen Jahrzehnten intensiv erforscht. Die n-Butene fallen vor allem bei thermischen und katalytischen Crack-Verfahren als Nebenprodukte in dem sogenannten C4 -Schnitt an. Dieser setzt sich aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen zusammen, welche alle vier Kohlenstoffatome besitzen. Die Aufarbeitung dieses Gemisches ist aufgrund der vielen Teilprozesse zum Abtrennen bzw. Anreichern einzelner Komponenten äußerst energieaufwendig. Eine Gesamtverwertung der C4 -Fraktion ist daher von großem wirtschaftlichen Interesse. Ein möglicher Prozess auf dem Weg zur Verarbeitung einer Gesamtfraktion ist die Oligomerisierung der Butene. Im Ergebnis der Untersuchung werden vertiefte Kenntnisse über die Wirkungsweise von metallbeladenen mikro/mesoporösen Alumosilicaten in der Olefinoligomerisierung erwartet.

Erstellung eines mechanistischen Transportmodells fuer Spaltprodukte

Zur Vervollstaendigung von integralen Stoerfallanalysecodes, mit deren Hilfe die thermodynamischen, aerosolphysikalischen, radiologischen und chemischen Prozesse in einem Reaktor-Containment nach einem schweren Stoerfall simuliert werden, wird ein mechanistisches Transportmodell fuer Spaltprodukte erstellt. Zu Beginn des Projekts lag der Hauptschwerpunkt der Arbeiten in der qualitativen und quantitativen Beschreibung des Austrags von leichtfluechtigen Schadstoffen durch diffusive und konvektive Gasphasentransportprozesse. Darueber hinaus wurde der Austrag von suspendierten Feststoffpartikeln durch Tropfenabriss von Fluessigkeitsoberflaechen durch eine Gasstroemung analysiert. In den laufenden Arbeiten wird nunmehr die mechanische Freisetzung von Kuehlmittel und schwer fluechtigen Radionukliden insbesondere auch durch Zerplatzen von Blasen an Fluessigkeitsoberflaechen unter Beruecksichtigung physikalischer und chemischer Prozesse waehrend des Stoerfallablaufs untersucht.

Bildung partikulärer organischer Masse in Wolken: Kammer- und Laborstudien, Mechanismen, Modellierung und Integration

Labor- und Feldstudien zeigen, dass chemische Prozesse in Wolken zur organischen Aerosolpartikelmasse beitragen. Aus der HCCT-2010-Feldstudie und der CUMULUS-Kammerstudie geht hervor, dass die organische Massenproduktion beträchtlich sein kann und diese von der Konzentration der organischen Vorläuferverbindungen in der Gasphase abhängt. Es bestehen jedoch große Unsicherheiten, bei der Art der resultierenden Aerosolpartikel, welche metastabil sein können und einen Teil ihrer organischen Masse während der Evaporation der Wolkentropfen wieder verlieren. Ziel des Projekts PARAMOUNT ist die Untersuchung der Chemie in Wolkentropfen, welche organische Wolkeninhaltsstoffe prozessiert und zur Bildung organischer Aerosolpartikelmasse beiträgt. PARAMOUNT ist auf die Untersuchung der Multiphasenchemie relevanter Vorläuferverbindungen wie polyfunktioneller Carbonyle und Säuren fokussiert. Mit diesen Verbindungen sollen kombinierte Labor- und CESAM-Kammerstudien zur Multiphasenchemie durchgeführt werden. Dabei sollen die Untersuchung der Reaktionskinetik und der Produktverteilung in der wässrigen Phase zur Reaktionsmechanismusformulierung als Grundlage dienen. Die CESAM-Experimente stehen im Mittelpunkt des PARAMOUNT-Projektes und konzentrieren sich hauptsächlich auf die Untersuchung der organischen Masseproduktion durch chemische Wolkenprozesse. Zur Untersuchung der organischen Massenproduktion unter variierenden Umweltbedingungen werden die CESAM Kammerstudien mit verschiedenen Anfangsbedingungen durchgeführt. Die organische Massenzunahme soll während der künstlichen Wolkenepisoden in der CESAM-Kammer mit neusten analytischen Methoden untersucht werden. Ferner sollen mögliche Anreicherungen von organischen Carbonylverbindungen, welche in Feldproben während der Wolkenfeldmesskampagne HCCT-2010 beobachtet wurden, eruiert werden. Zwei Aerosol-Massenspektrometer dienen der Online-Bestimmung der organischen Aerosolfraktion. Des Weiteren erfolgt die Analyse prozessierter interstitieller Gasphasenverbindungen und deren Partitionierungverhalten zwischen Gas- und Flüssigphase unter Verwendung eines PTR-MS und eines mini CVI (counter virtual impactor) in Kombination mit Offline-Analytik.Abschließend werden die CESAM-Experimente mit dem komplexen MCM / CAPRAM Multiphasenchemiemechanismus modelliert. Die verknüpfte Modellierung soll den auf den experimentellen Ergebnissen basierenden Mechanismus validieren und die Interpretation der Kammermessungen unterstützen. Insgesamt stellt das hier vorgeschlagene Projekt PARAMOUNT einen wissenschaftlichen Durchbruch für das Verständnis von chemischen Wolkenprozessen dar, sowie deren Bedeutung für die Produktion von sekundärem organischem Aerosol.

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