Jedes Jahr bleiben in Europa bis zu 24.000 Tonnen Plastikfolie auf den Feldern zurück. Die Folgen: Mikroplastik verschmutzt den Boden, die Entsorgung kostet Zeit und Geld. Ein Forschungsteam um das Fraunhofer-Institut für Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP in Dresden entwickelt nun eine Alternative, die sich nach der Ernte von selbst zersetzt.
Landwirte verwenden Mulchfolien, um Unkraut zu unterdrücken, Wasser im Boden zu halten und die Erde zu erwärmen. Allein in Europa kommen jährlich mehr als 80.000 Tonnen zum Einsatz. Fast alle bestehen aus Kunststoff. Das Problem: Bis zu 30 Prozent dieser Folien werden nicht vom Feld geholt. Sie zerfallen zu Mikroplastik und belasten die Böden dauerhaft. Die Folien, die eingesammelt werden, lassen sich kaum wiederverwerten. Schlamm und Pflanzenreste machen das Recycling nahezu unmöglich. Die meisten Folien landen auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen.
Wasser wird gezielt zu den Pflanzen geleitet
Im EU-Projekt CELLAGRI arbeiten neun Partner aus sieben Ländern an einer Lösung. Die Basis bildet Zellulose statt Erdöl. Darauf kommt eine biologisch abbaubare Beschichtung. Das Besondere: In diese Beschichtung werden mikroskopisch kleine Strukturen eingeprägt. Sie funktionieren wie winzige Kanäle und lenken Wasser gezielt zu den Pflanzlöchern. „Mit CELLAGRI schaffen wir eine nachhaltige Alternative, die mehrere Probleme gleichzeitig löst", erklärt Dr. Christian May, der das Projekt am Fraunhofer FEP koordiniert. Die Folien sollen die Wasserversorgung der Pflanzen optimieren und sich nach der Vegetationsperiode vollständig im Boden abbauen, ohne schädliche Rückstände zu hinterlassen.
Die Strukturen orientieren sich an Vorbildern aus der Natur. Eine Plasmabehandlung schafft zusätzlich wasseranziehende und wasserabweisende Bereiche auf der Folie. Das verbessert die Wasserverteilung weiter. Gleichzeitig verhindert die Behandlung Schimmelbildung. Das ist vor allem in Gewächshäusern wichtig. Die Dresdner Forscher können alle Arbeitsschritte in einem einzigen Durchgang erledigen. Die Folie läuft dabei von Rolle zu Rolle durch die Anlage.
Tests auf Feldern in verschiedenen Klimazonen
Das vierjährige Projekt läuft bis September 2029. Drei Feldversuche mit unterschiedlichen Pflanzen und Klimazonen sollen zeigen, ob die Folien in der Praxis funktionieren. Parallel prüfen die Forschenden, wie sicher und nachhaltig die neuen Materialien über ihren gesamten Lebenszyklus sind. Der Schwerpunkt liegt auf der biologischen Abbaubarkeit.
„Unsere Erfahrung in der Plasmabehandlung und Oberflächenfunktionalisierung ermöglicht es uns, die Eigenschaften der Folien präzise einzustellen und so optimale Bedingungen für verschiedene Anwendungen zu schaffen", erklärt May. Die Umweltbelastung soll im Vergleich zu herkömmlichen Plastikfolien um mindestens 30 Prozent sinken. Nach Projektende wollen die Beteiligten eine marktreife Technologie vorlegen. Die entwickelten Materialien könnten später auch für Lebensmittelverpackungen genutzt werden.
