Zielsetzung:
Die Tierernährung muss sich heute verschiedenen Herausforderungen stellen. Hierzu zählt eine schnell wachsende Weltbevölkerung und daraus resultierend ein steigender Bedarf an proteinhaltigen Lebens- und Futtermitteln. Ressourcenknappheit und Konkurrenz hinsichtlich Ackerflächen und Wasser gewinnen daher bei der Erzeugung von Futtermitteln eine stetig wachsende Bedeutung. Darüber hinaus sind Umweltwirkungen im Rahmen der Futtermittelproduktion, wie Nährstoffeintrag und Entstehung von klimarelevanten Gasen, verstärkt in den gesellschaftspolitischen Fokus gerückt und machen die Erschließung neuer und nachhaltig erzeugter Futtermittel erforderlich.
Eine potentielle Alternative zu den herkömmlichen importierten Proteinfuttermitteln wie Sojaextraktionsschrot stellen Wasserlinsen dar. Sie bieten verschiedene Vorzüge, die für die Verwendung als Futtermittel sprechen. Hierzu zählt eine hohe Flächenproduktivität mit der sich fünf- bis zehnmal höhere Proteinerträge pro Fläche und Jahr als mit Sojapflanzen generieren lassen. Dabei können Wasserlinsen regional in hydroponischen Systemen kultiviert werden und konkurrieren folglich nicht mit anderen Nutzpflanzen um fruchtbares Ackerland. Verglichen mit konventionellen Anbaumethoden, bei denen ein Großteil des Wassers im Boden versickert, kann der Wasserverbrauch in den geschlossenen hydroponischen Systemen um bis zu 90 % reduziert werden. Da mit dem Wasser auch die nicht absorbierten Nährstoffe rezykliert werden, lassen sich zugleich Nährstoffauswaschung in die Umwelt vermeiden. Der hydroponische Anbau von Wasserlinsen kann dabei unabhängig von äußeren Klimabedingungen betrieben werden, so dass eine flexible Standortwahl z. B. in viehintensiven Regionen möglich ist.
Zielsetzung:
Die Schuhindustrie steht vor der Herausforderung, ihre linearen Produktions- und Konsummuster hin zu zirkulären Geschäftsmodellen zu transformieren. Jährlich gelangen etwa 360 Millionen Paar Schuhe auf den deutschen Markt. Ein Großteil dieser Produkte wird nach dem Gebrauch nicht zurückgeführt, was zu einer massiven Ressourcenverschwendung führt, da riesige Mengen als "Abfall" auf Mülldeponien enden oder thermisch verwertet (=verbrannt) werden. Diese Praxis trägt zur globalen Ressourcenverknappung und zum Klimawandel bei. Zudem ist die Branche durch komplexe Materialzusammensetzungen und teilweise hohe Kunststoffanteile besonders problembehaftet. Die vorhandenen Rückführung-, Wiederverwertungs- und Recyclingansätze sind unzureichend, was die dringende Notwendigkeit eines umfassenden Konzeptes zur Kreislaufwirtschaft verdeutlicht.
Problemstellung der Schuhbranche:
1. Recyclingfreundliche Produktgestaltung (Ökodesign): Der Massenmarkt wird bisher von wenig ressourcenschonenden und kurzlebigen Produkte dominiert.
2. Komplexität der Materialien: Die vielfältigen Materialkombinationen erschweren Recyclingprozesse erheblich.
3. Rücknahme- und Wiederverwertungsstrategien: Es existieren kaum etablierte Systeme zur Rückführung gebrauchter Schuhe.
4. Politische Vorgaben: Die Branche muss sich an die neuen gesetzlichen Anforderungen anpassen.
Unsere Zielsetzung:
Das Projekt zielt darauf ab, eine umfassende Konzeptentwicklung für die Schuhindustrie zu initiieren, die umsetzungsfähige und praxisrelevante kreislauffähige Beispiele für ein System zur Produktion, Rücknahme, Wiederverwertung und/oder fachgerechten Entsorgung von Schuhen bereitstellt.
Die Kernziele umfassen:
- Förderung einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft durch Impulse zur Veränderung
- Umweltrelevante Problemlösungen
- Stärkung von ökonomischen, zirkulären Geschäftsmodellen
Im Projekt werden die Herausforderungen der Branche umfassend adressiert: von der Produktgestaltung und -design über Rücknahme- und Recyclinglösungen bis hin zur Ressourceneffizienz. Eine enge Zusammenarbeit von Forschung, Industrie und Handel soll sicherstellen, dass die Umsetzung praxisnah und realistisch erfolgt. Im Rahmen eines Berichts mit Handlungsempfehlungen werden klare Schritte zur Implementierung echter kreislaufwirtschaftlicher Systeme erarbeitet. So wird die Schuhbranche befähigt, ökologische, soziale und wirtschaftliche Nachhaltigkeit in Einklang zu bringen und langfristige Wertschöpfung zu erzielen.
Zielsetzung:
Im Zuge des Klimawandels, insbesondere durch einen steigenden Verdunstungsanspruch bei gleichzeitig stagnierenden Niederschlagsmengen, steigen die Anforderungen der Landwirtschaft an Wasserressourcen für die Feldberegnung. Diese stoßen aber regional auf Einschränkungen, da das nachhaltig verfügbare Bewässerungswasser begrenzt ist und konkurrierende Nutzungsansprüche bestehen. Dadurch können optimale Wassergehalte im Boden für das Pflanzenwachstum nicht durchgehend gewährleistet werden.
Aus diesem Grund sollte sich die mengenmäßige und zeitliche Verteilung der Bewässerungsgaben am zu erwartenden Ertragseffekt orientieren. Ziel ist es, ineffiziente Wassergaben, also solche ohne relevanten Mehrertrag oder ohne Beitrag zur Produktqualität, zu vermeiden. Ein enger Zusammenhang besteht zudem zwischen der Wasserversorgung, der Ertragsbildung und der Stickstoffnutzungseffizienz. Eine bedarfsgerechte Bewässerung steigert nicht nur die Effizienz der Stickstoffnutzung, sondern ermöglicht auch, das Wasserangebot bei der schlagbezogenen Abschätzung des Ertragspotenzials zu berücksichtigen. Auf diese Weise wird eine gezieltere Düngung möglich, wodurch Emissionen reaktiver Stickstoffverbindungen vermieden werden können.
Zur Entscheidungsunterstützung im Bereich der Beregnungssteuerung werden derzeit verschiedene methodische Ansätze genutzt, darunter Messungen des Wasserzustands in Boden und Pflanze sowie wasserhaushaltsbasierte Berechnungen. Diese Verfahren sind jedoch in der Praxis oft zu aufwändig, insbesondere bei einer einzelschlagbasierten Anwendung.
Fernerkundliche Messverfahren bieten hier Vorteile, da sie leichter anwendbar sind, schlagbezogen repräsentativere Daten liefern und dadurch in der landwirtschaftlichen Beratungspraxis auf größere Akzeptanz stoßen können. Die bislang dominierenden Wasserhaushaltsberechnungen berücksichtigen allerdings keine Rückkopplungseffekte auf das Pflanzenwachstum und sind daher nicht in der Lage, mögliche Ertragswirkungen zu quantifizieren. Ein vielversprechender Ansatz ist die Nutzung gekoppelter Pflanzenwachstums- und Bodenwasserhaushaltsmodelle. Diese Modelle können Ertragseffekte in Abhängigkeit von Wasserverfügbarkeit besser abbilden, vorausgesetzt, es stehen hinreichend genaue Modelle zur Ertragsbildung der betreffenden Kulturen sowie präzise Felddaten für die Modellkalibrierung zur Verfügung.
Ziel des Vorhabens ist es, ein Entscheidungsunterstützungssystem zur Optimierung von Bewässerung und Stickstoffdüngung für die Kulturen Kartoffel und Winterweizen zu entwickeln und in die landwirtschaftliche Beratungsplattform ISIP (Informationssystem Integrierte Pflanzenproduktion) zu integrieren. Für Winterweizen kann dabei teilweise schon auf bestehenden Ansätzen aufgebaut werden.
Auf Basis von Feldversuchen sollen Methoden und Modelle entwickelt oder weiterentwickelt werden, um, differenziert nach lokalem Boden- und Wetterregime, funktionale Zusammenhänge zwischen Bewässerungsmenge und -zeitpunkt sowie Ertragsbildung zu erfassen. Hieraus erfolgt dann die Entwicklung optimierter Düngungs- und Bewässerungsstrategien, wobei auch die Allokation knapper Ressourcen innerhalb der Fruchtfolge des Betriebs berücksichtigt wird. Nach der Implementierung soll das Entscheidungsunterstützungssystem in der Beratungspraxis etabliert und evaluiert werden.