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Institute of Bio- and Geosciences

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ASHES

Bioökonomie International – Deutsch-Brasilianisches Forschungsverbundvorhaben

Prozessverständnis und Nutzung von Pflanzenrückständen für eine nachhaltige Produktion von Pflanzenbiomasse

(Process understanding and usage of residues for sustainable plant biomass production)

Akronym: ASHES

 

Laufzeit: 01.04.2015 – 31.03.2018

Projektkoordinator:

Dr. Nicolai D. Jablonowski

Institut für Bio- und Geowissenschaften, IBG-2: Pflanzenwissenschaften, Forschungszentrum Jülich GmbH

D - 52425 Jülich

Tel.: +49-2461-61-8682 Fax -2492

Email: n.d.jablonowski@fz-juelich.de

Verbundpartner/Institution:

Deutschland:

  1. Fraunhofer UMSICHT, Institute for Environmental, Safety and Energy Technology
  2. KIT-ITC, Karlsruhe Institute of Technology, Institute for Technical Chemistry
  3. CUTEC-Institute, Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH
  4. Forschungszentrum Jülich GmbH, Institute for Bio- and Geosciences, IBG-2, Plant Sciences
  5. Fraunhofer IGB, Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology
  6. TECNARO GmbH
  7. BAM, Federal Institute for Materials Research and Testing
  8. Outotec GmbH

Brasilien:

  1. CNPEM, Brazilian Center for Research in Energy and Materials
  2. IFG, Federal Institute of Goiás Campus Goiânia
  3. LANAGRO/MAPA, Laboratório Nacional Agropecuário / Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento
  4. UFG, Universidade Federal de Goiás, Escola de Agro¬nomia e Engenharia de Alimentos, Goiânia, Goiás

Projektinformationen DEUTSCH
Das Projekt „ASHES - Rückführung von Nährstoffen aus Aschen von thermo-chemischen Prozessen mit Bagasse bzw. Bagassestroh“ wird vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg koordiniert und ist auf drei Jahre Laufzeit mit Beginn am 1. April 2015 ausgelegt.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt mit zwei Millionen Euro, in dem das IBG-2 das Teilvorhaben „Untersuchungen zur Pflanzenverfügbarkeit von Nährstoffen in modifizierten Aschen und Schlacken“ bearbeitet.
Erkenntnisse zur Düngewirkung unterschiedlicher Bagasse-Aschen auf das Pflanzenwachstum sollen Anwendungsempfehlungen zur gezielten und integrierten Behandlung/Verbrennung der Bagasse liefern.
Informationen zur Pflanzenverfügbarkeit von Nährstoffen in den Aschen können zur Reduktion energieaufwendiger Mineraldünger führen und somit eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft unterstützen.
Untersuchungen zu Pflanzen-Boden-Interaktionen bei unterschiedlichen Asche-Applikationen dienen einem erweiterten Prozessverständnis, woraus sich landwirtschaftliche Applikationsoptionen unterschiedlicher Aschen ableiten lassen.
Bei der Erforschung der Pflanzen kommen diverse Phänotypisierungstechnologien zur nichtinvasiven Untersuchung zum Einsatz, die in diesem Kontext weiter entwickelt werden.
Somit liegen die Hauptaktivitäten des Projektpartners FZJ/IBG-2 im Teilvorhaben 4 des „Ashes“-Projektes in der wissenschaftlichen Verwertung der Ergebnisse.
Im Rahmen des Projektes soll insbesondere die Düngerwirkung der modifizierten Aschen auf landwirtschaftlich bedeutende Zielpflanzen (Mais, Soja, Zuckerrohr) untersucht werden. Über die Deutsch-Brasilianische Kooperation LABEX (zusammen mit EMBRAPA – Nationales Landwirtschaftliches Forschungsinstitut in Brasilien), die am IBG-2 institutionell verankert ist, wird der Anschluss an die landwirtschaftliche Forschung und die direkte Übertragung der Ergebnisse des Projektes nach Brasilien sichergestellt.
Ebenfalls ließen sich die Verfahren zur Modifikation von Aschen zur Nutzung als Düngemittel auf den heimischen Markt übertragen.
Anfallende Aschen, basierend auf nachwachsenden Rohstoffen (z.B. Holz von Kurzumtriebsplantagen aus Biomasseheizungen) ließen sich für den heimischen Markt modifizieren und als Wirtschaftsdünger in den landwirtschaftlichen Nährstoffkreislauf rückführen.
Durch den intensiven Austausch von Wissenschaftlern im Projekt, sollen Folge-Projekte zum Thema Reststoffnutzung in der Landwirtschaft, bzw. im Pflanzenbau früh erkannt und erarbeitet werden.
Die Erkenntnisse des „Ashes“-Projektes geben wichtige Voraussetzungen für zukünftige Projekte zum Thema Reststoffverwertung im Sinne der nachhaltigen Produktion von Pflanzenbiomasse und des Ressourcenschutzes und Entwicklung neuartiger biobasierter Produkte im Zeichen der internationalen Bioökonomie.

Project information ENGLISH
The project ‘ASHES – recovery of nutrients from ash obtained from thermo-chemical processes with bagasse’ is coordinated by the Fraunhofer Institute for Environmental, Safety, and Energy Technology UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg. It began on 1 April 2015 and will run for three years. The Federal Ministry of Education and Research (BMBF) is funding the project with two million euros. IBG-2 is leading the subproject ‘Studies on the availability of plant nutrients in modified ashes and slags.’
Findings on the fertilizing effect of various bagasse ashes on plant growth should provide targeted and integrated recommendations for the treatment and burning of bagasse to improve the nutrient availability. Information on the availability of plant nutrients in the ash can lead to a reduction of energy-intensive mineral fertilizers and thus support sustainable recycling of nutrients for plant biomass production.
Research on plant-soil interactions for different ash applications provide an expanded understanding of the process, from which the agricultural uses of various ashes can be derived. While researching the plants, scientists use various non-invasive phenotyping technologies, which can be further developed with regard to nutrient availability from bagasse ashes. These are the main activities of the project partner FZJ/IBG-2 in subproject 4 of the ASHES project in the scientific valorisation of the results.
Within the framework of the project, investigation will focus in particular on the fertilizing effect of the modified ashes on agriculturally important target plants, such as corn, soy, and sugar cane.
The German–Brazilian cooperation LABEX (together with EMBRAPA – National Agricultural Research Institute in Brazil), to which on IBG-2 is institutionally anchored, ensures the connection to agricultural research and direct transmission of the results of the project to Brazil.
Furthermore, the procedures to modify ash for use as fertilizer could be transferred into the domestic market. Ash accumulated from renewable raw materials (for example, wood from short-rotation plantations from biomass heating systems) can be modified for the domestic market and return to the agricultural nutrient cycle as manure.
Through the intensive exchange of scientists in the project, follow-up projects on using waste material in agriculture or crop production should be recognized and developed.
The findings of the ASHES project lays the groundwork for future projects on the subject of recycling with regard to the sustainable production of plant biomass and resource protection and the development of novel bio-based products in an international bio-economy.

Additional Information

BMBF

Bundesministerium für Bildung und Forschung

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Phenotyping

Link to the Researcharea in the IBG-2

 

 


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