Die Landwirtschaft in Europa verbraucht j\u00e4hrlich mehr als 80.000 Tonnen Mulchfolien \u2013 fast ausschlie\u00dflich aus Kunststoff. <\/p>\n\n\n\n
Diese Folien erf\u00fcllen wichtige Funktionen: Sie unterdr\u00fccken das Unkrautwachstum, reduzieren die Verdunstung und erw\u00e4rmen den Boden. Sie verursachen jedoch auch erhebliche Umweltprobleme. Bis zu 30 Prozent der eingesetzten Folien werden nach ihrer Verwendung nicht vom Feld zur\u00fcckgewonnen, was zu einer massiven Verschmutzung des Bodens mit Mikroplastik f\u00fchrt. Die Entsorgung gebrauchter Folien ist arbeitsintensiv und teuer, da anhaftender Schlamm und Pflanzenreste das Recycling praktisch unm\u00f6glich machen. Dies f\u00fchrt dazu, dass die meisten Folien auf Deponien enden oder verbrannt werden. Biologisch abbaubare Alternativen scheitern derzeit an hohen Kosten und mangelnder Funktionalit\u00e4t. Im Rahmen des Projekts CELLAGRI wird nun eine bahnbrechende L\u00f6sung entwickelt, die die Umweltbelastung reduzieren soll.<\/p>\n\n\n\n
Mit dem Start des EU-finanzierten Projekts CELLAGRI hat das Fraunhofer FEP die Koordination der Entwicklung innovativer Mulchfolien auf Zellulosebasis mit von der Natur inspirierten Wassermanagementstrukturen \u00fcbernommen. Das vierj\u00e4hrige Projekt bringt neun Partner aus sieben europ\u00e4ischen L\u00e4ndern zusammen, um nachhaltige Alternativen zu erd\u00f6lbasierten Mulchfolien in der Landwirtschaft zu schaffen. Ziel ist es, die Umweltbelastung gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Kunststoff-Mulchfolien um mindestens 30 Prozent zu reduzieren.
Das interdisziplin\u00e4re Projekt verfolgt einen multifunktionalen Ansatz: Zun\u00e4chst werden von der University of Maribor, Treeless Pack und dem Centre Technique du Papier hochleistungsf\u00e4hige Substrate aus verschiedenen Zellulosemischungen als Grundmaterial f\u00fcr die Mulchfolien entwickelt. Anschlie\u00dfend werden die Substrate mit vollst\u00e4ndig biologisch abbaubaren Oberfl\u00e4chenbeschichtungen aus biobasierten Monomeren versehen, die eine schnelle und kontrollierbare Zersetzung im Boden erm\u00f6glichen und von AKIRA Science entwickelt wurden. Ein zentraler Innovationsschritt ist die Integration von mikrofluidischen Strukturen der Vrije Universiteit Brussel, die in die Beschichtung eingepr\u00e4gt werden. Diese von der Natur inspirierten speziellen Strukturen erm\u00f6glichen ein passives Wassermanagement. Das System leitet Wasser gezielt zu den Pflanzl\u00f6chern und soll so die Wasserzuvor auf das Vierfache steigern. Durch eine atmosph\u00e4rische Plasmabehandlung durch Coating Plasma Innovation werden hydrophile und hydrophobe Bereiche erzeugt, die das Wassermanagement weiter verbessern und zudem eine Anti-Schimmel-Eigenschaft aufweisen, die insbesondere f\u00fcr Gew\u00e4chshausanwendungen wichtig ist. Ein ausgekl\u00fcgelter Herstellungsprozess kombiniert Beschichtung, Mikrostrukturierung und Plasmafunktionalisierung in einem einzigen Schritt und kann inline im Rolle-zu-Rolle-Verfahren am Fraunhofer FEP realisiert werden.
\u201eMit CELLAGRI schaffen wir eine nachhaltige Alternative, die mehrere Probleme gleichzeitig l\u00f6st: Die Folien optimieren die Wasserversorgung der Pflanzen, bauen sich nach der Vegetationsperiode vollst\u00e4ndig im Boden ab und hinterlassen keine sch\u00e4dlichen R\u00fcckst\u00e4nde\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Christian May, Projektkoordinator am Fraunhofer FEP. \u201eUnsere Expertise in der Plasmabehandlung und Oberfl\u00e4chenfunktionalisierung erm\u00f6glicht es uns, die Eigenschaften der Folien pr\u00e4zise einzustellen und so optimale Bedingungen f\u00fcr verschiedene Anwendungen zu schaffen\u201c.
Die neuen Mulchfolien werden in drei verschiedenen realen Feldszenarien mit unterschiedlichen Kulturpflanzen und Klimazonen durch Inagro validiert. Zudem erfolgt durch das Instituto Tecnol\u00f3gico de Arag\u00f3n die Anwendung des Rahmenkonzept \u201eSafe and Sustainable by Design\u201c auf das Projekt. Dabei werden Materialgefahren, Gesundheits- und Sicherheitsaspekte sowie \u00f6kologische und sozio\u00f6konomische Auswirkungen \u00fcber den gesamten Lebenszyklus von Mulchfolien bewertet, wobei der Fokus auf der biologischen Abbaubarkeit am Ende der Lebensdauer liegt.
Nach Projektende soll eine marktreife Technologie vorliegen. Langfristig k\u00f6nnten die entwickelten Materialien auch in anderen Anwendungsbereichen wie Lebensmittelverpackungen Einsatz finden.