Mulchen mit Papierfolie - Wissenschaftsjahr 2020/21 - Bioökonomie

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07.10.2021

Mulchen mit Papierfolie

Kurz & Knapp
  • Die Landwirtschaft nutzt Mulchfolien, um Böden abzudecken und Ernteerträge zu steigern. Sie bestehen jedoch meist aus Polyethylen und belasten die Umwelt mit Mikroplastik.
  • Forschende vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC wollen in einem Verbund biologisch abbaubare Mulchpapiere entwickeln.
  • Das Mulchpapier besteht aus Cellulosefasern und zersetzt sich nach sechs Monaten komplett. Hybridpolymere Binder erhöhen die Stabilität der Fasern und wirken zugleich wie eine Beschichtung.

Mulchfolien aus Fasern und Hybrid-Polymeren

Mulchfolien bestehen meist aus erdölbasiertem Polyethylen und belasten die Umwelt durch Mikroplastik. Ein kompostierbares Papier zum Mulchen entwickeln Fraunhofer-Forschende aus Würzburg gegenwärtig im Projekt NewHyPe mit europäischen Partnern. Die Folie besteht aus Cellulosefasern und ist mit einer schützenden Hybridbeschichtung versehen.

In der Landwirtschaft und im Gartenbau werden Mulchfolien eingesetzt, um bessere Erträge zu erzielen und Unkräuter in Schach zu halten. Doch die Folien bestehen häufig aus dem erdölbasierten Kunststoff Polyethylen und müssen nach der Saison aufwendig entfernt werden.

Oft bleiben dabei Kunststoffreste auf dem Feld zurück und belasten die Umwelt durch die Entstehung von Mikroplastik. Eine nachhaltige und biologisch abbaubare Variante zum Mulchen entwickeln Forschende vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC mit Partnern aus Finnland und Norwegen im Projekt NewHyPe. Ein Anliegen des Konsortiums: die neue Mulchfolie muss auch preiswert und in großen Mengen herzustellen sein. Bisherige biologisch abbaubare Mulchfolien aus Polymilchsäure sind gegenwärtig noch sehr teuer.

Schützende Hybridbeschichtung entwickelt

Im Projekt setzen die Forschenden daher auf Papier. Der Vorteil: Das Papier zersetzt sich schnell und rückstandslos. Doch eine zu schnelle Zersetzung wäre in der Praxis ein Problem. Damit das Material die Anbausaison übersteht, kommt eine schützende Hybridbeschichtung zum Einsatz, die am Fraunhofer ISC vor vielen Jahren entwickelt wurde.

„Die Beschichtung besteht aus den zwei unterschiedlichen Komponenten, die eigentlich nicht zusammenpassen, jedoch in der Kombination die chemische und mechanische Stabilität verleihen, wobei die Abbaubarkeit erhalten bleibt“, erläutert ISC-Forscher Klaus Rose. Erste Tests mit dem beschichteten Mulchpapier zeigten, dass das Papier wesentlich stabiler ist, bei Nässe nicht so schnell reißt und zudem nicht so schnell zersetzt wird.

Mulchpapier nach Ernte unterpflügen

Zudem arbeitet das Team an einem Hybrid-Mulchpapier, bei dem anstelle gewöhnlicher Cellulose das Fasermaterial zu Nanocellulose zerkleinert und mit den speziellen Hybridpolymeren verklebt wird. Diese Hybridpolymere dienen hier als Binder, die die Fasern verfestigen und gleichzeitig wie eine Beschichtung wirken.

„Das Papier soll hydrophobiert, also wasserabweisend ausgerüstet werden. Die mechanische Stabilität ist eine wichtige Eigenschaft ebenso wie die UV-Beständigkeit. Nach der Ernte soll es untergepflügt werden“, erklärt Rose. Noch tüfteln die Forschenden an der optimalen Zusammensetzung des Verbundmaterials. Das Projekt läuft bis Januar 2023 und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert.