Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Verbundprojekt: Ionenselektive Regelung zur ressourceneffizienten und pflanzenbedarfsgerechten Nährstoffversorgung in re-zirkulierenden, hydroponischen Indoor Vertical Farms (Nutrient_Ctrl_IVF) - Teilprojekt A |
|---|---|
| Titel (englisch): | Collaborative project: Ion-selective control for resource-efficient nutrient supply with respect of plant requirements in recirculating, hydroponic indoor vertical farms (Nutrient_Ctrl_IVF) - subproject A |
| Akronym: | Nutrient_Ctrl_IVF |
| Beschreibung (dt.): | Klassische agrarische Produktionsweisen stehen vor Herausforderungen wie Klimawandel, Eutrophierung, Phosphorknappheit und Wasserverschmutzung sowie einer stärker werdenden Urbanisierung. Eine Lösung dem zu begegnen ist die vertikale, hydroponische Pflanzenproduk-tion in urbanen Regionen unter effizientem Wasser- und Nährstoffeinsatz. Das Projekt Nutrient+CtrlIVF hat daher zum Ziel, mittels NUTRI-STAT-Analysebausteinen die ionenselektive Regelung von Nährstoffen für den vertikalen, hydroponischen Pflanzenbau in Indoor Vertical Farms (IVF) zu etablieren. Aktuell wird die Nährstoffdosierung in re-zirkulierenden hydroponi-schen Systemen mittels Leitfähigkeits- und pH-Wert-Steuerung geregelt. Dies führt bei längerer Kreislaufführung der Nährlösung im Kultursystem zu einer Über- oder Unterversorgung mit einzelnen Nährstoffen. Ein zeitweises Öffnen des Nährlösungskreislaufs und damit verbundenes Verwerfen der Nährlösung (aktuelle Praxis) wird mit dem Einsatz von ionenselektiven Sensoren verhindert. Im beantragten Projekt messen NUTRI-STAT-Analysebausteine die Hauptnährstof-fe Nitrat, Kalium und Dihydrogenphosphat. Die Sensoren werden mit einer Ansteuerungselekt-ronik in eine Düngeunit integriert (Düngeunit+ISFET) und der Mess- und Dosierprozess für hydroponische Kultursysteme modifiziert und angepasst. Die Düngeunit+ISFET wird kontinu-ierlich den Einzelnährstoffgehalt in der hydroponischen Lösung messen und die Zudosierung ionenspezifisch umsetzen. Als Modellkulturen werden Wasserlinse und Süßkartoffel genutzt, da diese sich aufgrund der ernährungsphysiologischen Bedeutung und der Nutzbarkeit des gesam-ten Produkts für IVF´s besonders eignen. Die bedarfsgerechte und nährstoffspezifische Dün-gung im urbanen, vertikalen Anbau soll besonders hochwertige Pflanzenqualitäten bei geringe-ren Nährstoff- und Wassereinsätzen und folglich erhöhter Ressourceneffizienz im Vergleich zum traditionellen Anbausystemen generieren. |
| Beschreibung (engl.): | Existing agricultural production methods are facing challenges such as climate change, eu-trophication, phosphorus scarcity and water pollution, as well as increasing urbanisation. One solution to this is vertical, hydroponic plant production in urban areas with an efficient water- and nutrient input. The project Nutrient+CtrlIVF therefore aims to establish NUTRI-STAT anal-ysis modules for the ion-selective control of nutrients in hydroponic crop production in indoor vertical farms (IVF). Currently, the nutrient supply in recirculating hydroponic systems is regu-lated by means of conductivity and pH control. This leads to an oversupply or undersupply of individual nutrients when the nutrient solution is circulated in the cultivation system for a longer period of time. A temporary opening of the nutrient solution circuit and the associated discard-ing of the nutrient solution (current practice) is prevented with the use of ion-selective sensors. In the proposed project, NUTRI-STAT analysis modules measure the main nutrients nitrate, potassium and dihydrogen phosphate. The sensors are integrated with control electronics in a fertiliser unit (fertiliser unit+ISFET) and the measurement and dosing process is modified and adapted for hydroponic cultivation systems. The fertiliser unit+ISFET will continuously meas-ure the individual nutrient content in the hydroponic solution and implement ion-specific dos-ing. Duckweed and sweet potato are used as model cultures, as they are particularly suitable for IVFs due to their nutritional significance and the usability of the entire product. The de-mand-oriented and nutrient-specific fertilisation in urban, vertical cultivation is intended to generate particularly high plant qualities with lower nutrient and water inputs and thus in-creased resource efficiency compared to traditional cultivation systems. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.04.2022 / Ende: 31.03.2025 |
| Ausf. Einrichtung: | Hochschule Osnabrück - Arbeitsgruppe Growing Knowledge, Osnabrück |
| Themenfelder: | Pflanzenbau, crop production |
| Förderprogramme: | Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft |
| Schlagworte: | Sensorik, sensor technology, Pflanzenernährung, plant nutrition, Ressourcenschutz, Ressourceneffizienz, resource protection, resource efficiency, Urbane Landwirtschaft, urban agriculture, Gartenbau, horticulture, Unterglas / geschützter Anbau, greenhouse cultivation / protected cultivation, Nährstoffe, nutrients, weitere Hackfrüchte, other root crops, andere aquatische Lebewesen, other aquatic organisms, Düngung, fertilization |
| Förderkennzeichen: | 2818909A20 |
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