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Motivation - Einsatz gezogener, passiver Werkzeuge als Universalgeräte zur Bodenbearbeitung Probleme: - Zugkraftbedarf - Verschleiß - Verfahrenssicherheit

Ziel der Veröffentlichung ist es, wesentliche Ergebnisse und Erkenntnisse über das Ökofeld der Versuchsstation Roda, auch im Vergleich zu anderen ähnlichen Einrichtungen, zusammenfassend vorzustellen. Die Arbeit richtet sich vor allem an interessierte Landwirte, Verbände und die Beratung. Zu den markantesten Ergebnissen des Ökofeldes gehört, dass die Erträge der Feldfrüchte nach 17 Jahren ökologischer Bewirtschaftung auf einem vergleichsweise hohen Niveau liegen. Für den Durchschnitt der Winterweizenerträge nur 23 % niedriger gegenüber dem mittleren konventionellen Ertragsniveau in Sachsen. Im Ertragsniveau und im Erhalt der Bodenfruchtbarkeit war das Fruchtfolgesystem mit organischer Düngung dem System ohne Viehhaltung z. T. deutlich überlegen. Bewirtschaftungsformen mit Viehhaltung waren weniger anfällig gegenüber ungünstigen Veränderungen einzelner Merkmale des Nährstoffmanagements und waren damit einfacher zu führen als die Fruchtfolgesysteme ohne Vieh. Bei viehloser Bewirtschaftung muss ein höherer Aufwand zur Kontrolle der Bodenfruchtbarkeit betrieben werden, damit ggf. rechtzeitig Informationen zur Kurskorrektur in der Ausgestaltung der Fruchtfolgen und der Düngung vorliegen.:1 Einleitung 2 Natürliche Standortbedingungen 3 Anlagekonzept und Fruchtfolgen des Ökofeldes 4 Bewirtschaftungsmaßnahmen 5 Boden- und Pflanzenuntersuchungen 6 Entwicklung der Humus- und Nährstoffversorgung des Bodens 7 Ertragsentwicklung und Qualität der Ernteprodukte 8 Humus- und Nährstoffbilanzen 9 Diskussion und Schlussfolgerungen 10 Zusammenfassung 11 Danksagung 12 Literaturverzeichnis 13 Anlagen

Als Ziel der Veröffentlichung wird eine Gesamtauswertung der Ergebnisse eines Dauerversuches zur Grunddüngung vorgenommen. Eine steigende organische Düngung von 0 – 160 kg N/ha führte zu einer Zunahme der GE-Erträge der Fruchtfolge auf 107 – 141 %. Trotz sehr niedriger P-Versorgung des Bodens wurde je nach Fruchtart nur eine geringe Ertragswirkung zwischen 101 – 104 % in Folge steigender Rohphosphatdüngung mit Dolophos (0 – 60 kg P/ha) nachgewiesen. Durch eine mineralische K-Düngung von 0 – 160 kg K/ha kam es zu einer Erhöhung der GE-Erträge der Fruchtarten um bis zu 125 % im Vergleich zu keiner Düngung (= 100 %). Im Mittelpunkt der Auswertungen standen sowohl die erzielten Erträge und Qualitäten der Haupt- und Nebenprodukte der Fruchtarten als auch die zeitlichen Veränderungen der verschiedenen Bodenparameter in der Ackerkrume und im Untergrund in Abhängigkeit von den jeweiligen Prüffaktoren. Darüber hinaus wurde eine Gewichtung der erhaltenen Ergebnisse zur P- und K-Versorgung des Bodens an einem überregionalen Verbund an Versuchen aus 8 Bundesländern vorgenommen. Zur allgemeinen Bewertung der Wirkung der organischen Düngung auf die Erträge der Fruchtarten kam erstmals ein System auf Basis der N-Bilanzierung zum Einsatz. Die Veröffentlichung richtet sich an Berater sowie Einrichtungen zur Forschung und Entwicklung mit Schwerpunkt Pflanzenernährung und Düngung.:1 Einleitung und Problemstellung 2 Material und Methoden 2.1 Standortbeschreibung 2.2 Versuchsbeschreibung 2.3 Methoden der Pflanzen- und Bodenanalyse 2.4 Mathematisch-statistische Methoden 3 Ergebnisse 3.1 Gesteigerter Einsatz von organischen Düngern 3.2 Ergebnisse der P-Steigerung 3.3 Ergebnisse der K-Steigerung 3.4 Zusammenhänge zwischen den Merkmalen 4 Diskussion und Schlussfolgerungen 4.1 Einschätzung der organischen Düngung 4.2 Einschätzung der mineralischen P-Düngung 4.3 Einschätzung der mineralischen K-Düngung 4.4 Hinweise zur Weiterentwicklung von Methoden zur Düngebedarfsermittlung 5 Zusammenfassung 6 Literaturverzeichnis 7 Anhang

The contamination of rivers with nitrate from agricultural diffuse sources is not just a risk for ecosystems and their services, but also a health risk for water users. The Great Lakes (USA and Canada) are suffering from eutrophication problems. The Midwest is one of the richest farming land and one of the most productive areas on the planet. Thus, agriculture is one of the biggest drivers of local economies, accounting for billions of dollars of exports and thousands of jobs. The Midwest encompasses the Corn Belt region, a specialised system in corn production. Many of its agricultural basins drain into the Great Lakes. Corn requires a heavy amount of fertilizer to keep the best-yielding varieties. Some of the soils also require artificial drainage due to their low permeability, and to enable agriculture. The Cedar Creek watershed (CCW) in northeastern Indiana in the Corn Belt region is used as a case study area in this dissertation. Intensive agriculture in the CCW is characterised mainly by corn and soybean production. Tile drains are used, ejecting nitrate directly into the water. To find hotspots of nitrate is, then, crucial to avoid water quality deterioration. Identification of critical source areas of nitrate (CSAs) impairing waters is challenging. There are, mainly, two methodologies to identify hotspots of nitrate for the implementation of Best Management Practices (BMP): the targeting technique and the optimization approach. The targeting technique tends to identify hotspots based on loads of nitrate, omitting geomorphological watershed characteristics, costs for BMP implementation, and their spatial interactions. On the other hand, the parsimonious strategy does contemplate the trade-off of the economic and environmental contribution but requires sophisticated computational resources and it is more data-intense. This research presents a new framework based on the synergistic combination of both methodologies for the identification of CSAs in agricultural watersheds. Changes in watershed response due to alternative BMP applications were assessed using the model Soil and Water Assessment Tool (SWAT). Outputs in SWAT (nitrate export rates and nitrate concentration at the subbasin level) were used to evaluate the changes in water quality for the CCW. The newly developed targeting technique (HosNIT) considers SWAT outputs and intrinsic watershed parameters such as stream order, crop distance to the draining stream, and downstream nitrate enrichment/dilution effects within the river network. HosNIT establishes a workflow, based on a threshold system for the parameters considered, in order to spatially identify priority areas from where nitrate is reaching water. The more precise hotspots of nitrate are identified, the more improved the allocation of limited resources for conservation practices will be. HosNIT allows for a more spatially accurate CSAs identification, which enables a parsimonious optimization for BMP implementation. This parsimonious strategy will test BMP’s performance based on the environmental contribution and cost at the hotspots determined by HosNIT. The optimised solution for the CCW comes from the environmental contribution (decrease percentage of nitrate concentration at outlets) per dollar spent. For this case study means a year average of 3.7% of nitrate reduction with the optimised selection of scenarios for the studied period.

This literature research gives an overview about the various possibilities of energy storage for photovoltaics and electric vehicles. Therefore it discusses the general need for buffering and storage of renewable energy, the political setting and economic progress of electric mobility. Configurations, chemical reactions, advantages and disadvances of lead-, nickel-based-, metal-air, lithium-, high-temperature and redox-flow-batteries are discussed in concise form. A table of miscellaneous batteries sorted by their electrical and physical characteristics is attached to this document.:Abstract 4 1 Situation und Überblick zur Elektromobilität in Deutschland 5 1.1 Erneuerbare Energien als Zukunftsressource 5 1.2 Vorteile stromgetriebener Antriebe gegenüber Verbrennungsmotoren 6 1.3 Der nationale Entwicklungsplan Elektromobilität 8 2 Speicherung, Pufferung und Verfügbarkeit von Photovoltaikstrom in Bezug auf mobile und stationäre Systeme 10 2.1 Grundlagen zur Photovoltaik 10 2.1.1 Verfügbarkeit der photoelektrischen Energie 10 2.1.2 Technische Umsetzung 11 2.2 Möglichkeiten zur Speicherung regenerativer Energie 13 2.2.1 Anforderungen an Speichersysteme 14 2.2.2 Synthetische Kraftstoffe als Energiespeicher 14 2.2.3 Mechanische Energiespeicher 15 2.2.4 Elektrische Energiespeicher 16 2.2.5 Elektrochemische Energiespeicher 17 2.3 Anwendungsbeispiele für Photovoltaikstrom 19 3 Beschreibung der physikalischen und chemischen Prozesse elektrochemischer Speicher 22 3.1 Vergleichende Kennzahlen 23 3.2 Blei-Säure 26 3.3 Nickel-basiert 29 3.3.1 Nickel-Cadmium 29 3.3.2 Nickel-Metallhydrid 31 3.3.3 Nickel-Zink 33 3.4 Metall-Luft 35 3.4.1 Zink-Luft 36 3.4.2 Aluminium-Luft 37 3.4.3 Lithium-Luft 38 3.5 Lithium-Ion 39 3.5.1 Batterietypen 40 3.5.2 Aufbau und Funktion 42 3.5.3 Schaltung für Großbatterien 43 3.5.4 Forschungs- und Entwicklungslinien 44 3.6 Hochtemperaturbatterien 48 3.6.1 Natrium-Nickelchlorid 49 3.6.2 Natrium-Schwefel 50 3.7 Redox-Flow 52 3.7.1 Vanadium 53 3.7.2 Vanadium-Brom 54 3.7.3 Natrium-Polysulfid-Bromid 54 3.8 Hybrid-Flow 55 3.8.1 Zink-Brom 55 3.8.2 Cer-Zink 57 3.9 Auswertung der Vergleichsmatrix 58 4 Entwicklungstendenzen zwischen Elektromobilität und Energiewirtschaft 60 4.1 E-Energy / Smart Grid 61 4.2 Virtuelle Kraftwerke 62 4.3 Ausbau der Stromtrassen 64 4.4 Energieladesysteme 66 4.4.1 Stromtankstellen 66 4.4.2 Austausch der Energiespeicher 68 4.4.3 Induktive Energieübertragung 68 5 Zusammenfassung 69 Literaturverzeichnis: 70 Abbildungsverzeichnis 77 Tabellenverzeichnis 78 Eidesstattliche Erklärung 79 Anhang 80

In this dissertation, the minimization of the diffusion bonding temperature during refractory metals’ diffusion bonding process was studied. Two pure refractory metals were used in this study: molybdenum and tungsten. The influence on the joint quality of molybdenum structural conditions, as well as molybdenum surface conditions, was examined. Moreover, diffusion bonding of tungsten to Oxygen Free Electrical copper and copper alloy (CuCr1Zr), without using an interlayer but instead using different bonding parameters, was evaluated. Diffusion bonding of tungsten to Oxygen Free Electrical copper and to CuCr1Zr alloy using titanium and nickel together as intermediate layers was also investigated, as well as the diffusion bonding of tungsten to Oxygen Free Electrical copper and to CuCr1Zr alloy using only nickel as an intermediate layer. The resulting joints were evaluated using optical microscopy, SEM, hardness, shear, and tensile tests. The residual stresses, as well as the deformation, that are generated due to the diffusion bonding process were evaluated through a FEM simulation using the software ANSYS. For pure molybdenum joints, successful results in minimizing bonding temperature were obtained. In tungsten to Oxygen Free Electrical copper and to CuCr1Zr alloy joints contrasting results were achieved. / In dieser Arbeit wurde ein Diffusionsschweißverfahren durchgeführt, um zwei Refraktärmetalle zu verbinden. Das erste war Molybdän, das ähnlich diffusionsgeschweißt ist. Das zweite war Wolfram, das diffusionsgeschweißt an OFE-Kupfer und an die CuCr1Zr-Legierung gebunden ist. Aufgrund der hohen Schmelztemperatur von Molybdän und Wolfram erforderten sie eine hohe Diffusionsschweißtemperatur. Das Hauptziel dieser Arbeiten ist es, die erforderliche Temperatur für den Verbindungsprozess zu reduzieren. Die Reduzierung der Molybdän Diffusions-schweißtemperatur ist abhängig von den Bedingungen der Molybdänoberfläche und -struktur. Die Verbindung von Wolfram mit OFE-Kupfer und mit CuCr1Zr-Legierungen erfolgte direkt (ohne Zwischenschicht) sowie unter Verwendung von Titan und Nickel als Zwischenschicht(en). Das Verbinden mit Zwischenschicht(en) ist abhängig von den Interaktionen zwischen der Zwischenschicht und den Grundwerkstoffen. Die Zwischenschichtenmetalle waren Reintitan und Reinnickel. Das Aufbringen der Zwischenschichten in den Verbindungen wurde als Wolfram - Titan - Nickel - Reinkupfer oder CuCr1Zr sortiert. Außerdem wurde nur reines Nickel als Zwischenschicht verwendet, um Wolfram mit Kupfer und der CuCr1Zr-Legierung zu verbinden. Die chemische Zusammenstellung der CuCr1Zr-Legierung ist in der Tabelle 1 dargestellt. Die Eigenspannungen sowie die Verformung, die durch den Diffusionsschweißprozess sowohl für die Refraktärmetalle Molybdän als auch Wolfram erzeugt werden, wurden durch einen Simulationsprozess mit dem Programm ANSYS bewertet. Die resultierenden Verbindungen wurden mittels Lichtmikroskopie, REM, Härte-, Scher- und Zugversuch bewertet. Die Eigenspannungen sowie die Verformung, die durch den Diffusionsschweißprozess erzeugt werden, wurden durch eine FEM-Simulation mit der Software ANSYS bewertet. Für reine Molybdänverbindungen wurden erfolgreiche Ergebnisse bei der Minimierung der Diffusionsschweißtemperatur erzielt. In Wolfram zu OFE-Kupfer und zu CuCr1Zr-Legierungsverbindungen wurden kontrastreiche Ergebnisse erzielt.

Ziel des Beitrages ist es, die für Beratungsprogramme (BEFU, BESyD, CCB) hinterlegten Richtwerttabellen und Parametersätze zu überarbeiten, neue Entwicklungen aufzuzeigen sowie die wichtigsten Literaturquellen zusammenfassend darzustellen. Auf Grund des Nachholbedarfs trifft das besonders für den ökologischen Landbau zu. Folgende Parameterdatensätze wurden ausführlich beschrieben: - Nährstoffgehalte der Haupt- und Nebenprodukte der Fruchtarten und Zwischenfrüchte - Nährstoffgehalte der Wirtschafts- und Handelsdünger - Ertragsabhängige EWR-Mengen der Fruchtarten - Abbauverhalten und Humifizierungskoeffizienten von Fruchtarten und organischen Materialien - N-Freisetzung aus organischen Materialien - N-Effizienzen von Anbausystemen mit mineralischer und organischer Düngung. Die Veröffentlichung richtet sich an Einrichtungen der Praxis, Beratung und Forschung.:1 Einleitung 2 Material und Methoden 3 Ergebnisse und Diskussion 3.1 Nährstoffgehalte sowie Ernte- und Wurzelrückstände der Fruchtarten 3.1.1 Körnerfrüchte 3.1.2 Hülsenfrüchte 3.1.3 Ölfrüchte 3.1.4 Hackfrüchte 3.1.5 Samenvermehrung 3.1.6 Futterpflanzen 3.1.7 Zwischenfrüchte 3.2 Nährstoffgehalte von organischen Düngemitteln 3.2.1 Wirtschafts- und Sekundärrohstoffdünger 3.2.2 Organische Handelsdünger einschließlich Eigenprodukte 3.3 Abbauverhalten organischer Materialien 3.3.1 Getreidestroh 3.3.2 Kartoffelkraut 3.3.3 Gründünger 3.3.4 Ernte- und Wurzelrückstände 3.3.5 Organische Wirtschaftsdünger 3.3.6 Blätter und Nadeln von Baumarten, Torf und Holz 3.3.7 Abbaurangfolge der organischen Materialien 3.4 Ableitung von Humifizierungskoeffizienten für Fruchtarten und organische Materialien zur Humusbilanzierung 3.4.1 Fruchtartenkoeffizienten 3.4.2 Koeffizienten für organische Materialien und Düngemittel 3.5 Nährstoff-Freisetzung aus organischen Materialien im Jahr der Anwendung 3.5.1 Verhältniszahlen zwischen Kohlenstoff und anderen Nährstoffen 3.5.2 Einfluss der C:N-Verhältnisse auf die N-Freisetzung 3.5.3 Relationen zwischen den organisch gebundenen N- und den NH4-N-Anteilen der Düngemittel 3.6 NH3-N-Verluste aus gemulchten organischen Materialien 3.7 Einschätzung der Gesamt-N-Effizienz von Anbausystemen mit mineralischer oder organischer N-Zufuhr 4 Zusammenfassung 5 Literaturverzeichnis

Als Zielstellung wurde in mehrjährigen Gefäß- und Feldversuchen geprüft, welche Wechselwirkungen bei fortgesetztem Zwischenfruchtanbau und organischer Düngung (Kompost, Stalldung, Gülle) auf den Nährstoffumsatz im Boden sowie auf Ertrag und Qualität der nachgebauten Hauptfrüchte sich entwickelt haben. Die Nachwirkung dieser Anbaukombinationen wurden bis zu acht Jahre detailliert dargestellt, da sehr interessante und aktuelle Ergebnisse ermittelt werden konnten. Die Veröffentlichung richtet sich an Einrichtungen zur Beratung und Forschung zum ökologischen Landbau.:1 Einleitung 2 Material und Methoden 2.1 Gefäßversuch 2.2 Feldversuch 2.2.1 Standortbeschreibung 2.2.2 Versuchsaufbau 2.2.3 Versuchsauswertung 2.3 Untersuchungsmethoden 3 Ergebnisse und Diskussion 3.1 Gefäßversuch 3.1.1 Versuchsjahr 2000/2001 3.1.2 Versuchsjahr 2001/2002 3.1.3 Versuchsjahr 2002/2003 3.1.4 Erträge und Nährstoffentzüge im Verlauf der drei Versuchsjahre 3.1.5 Auswirkungen der dreijährigen Versuchsausführung auf den Boden 3.1.6 Schlussfolgerungen zum Gefäßversuch 3.2 Feldversuch 3.2.1 Grundnährstoffgehalte im Boden und Nährstoffentzüge der Hauptfrüchte 3.2.2 Zwischenfruchtanbau und Nmin-Gehalt des Bodens 3.2.3 Erträge der Hauptfrüchte in den einzelnen Untersuchungsjahren 3.2.4 Nährstoffbilanzen 3.2.5 Qualitätsparameter 3.2.6 Schlussfolgerungen zum Feldversuch 4 Fazit 5 Literaturverzeichnis 6 Anhang

Das Ziel der Untersuchungen bestand darin, unter den Bedingungen des Ökolandbaus erstmals sowohl die kurzfristige vergleichende Wirkung verschiedener organischer Düngemittel (Rindergülle, Stalldung, Kompost, Gründüngung) und einem mineralischen Kalium-Dünger zu verschiedenen Terminen in der Vegetationsperiode, sowie im Rahmen der Fruchtfolge den langfristigen Einfluss des Humusumsatzes auf die Nährstoffbereitstellung an Stickstoff, Phosphor, Kalium und Magnesium im Boden zu erfassen. Es wurden Ergebnisse zu folgenden Teilaspekten des Kartoffelanbaus erhalten: - Quantifizierung der Mineralisation und der Nährstoffgehalte im Boden - Nährstoffaufnahme und Qualität der Kartoffelknollen - Wachstum und Ertragsbildung der Kartoffeln und - Verfahren zur Düngebedarfsermittlung bei Kartoffeln.:1 Einleitung und Problemstellung 2 Material und Methoden 2.1 Standortbeschreibung 2.2 Versuchsbeschreibung 2.3 Methoden der Pflanzen- und Bodenuntersuchung 2.4 Mathematisch-statistische Methoden 3 Ergebnisse 3.1 Düngerapplikation und Auswertungsverfahren 3.2 Einfluss der Düngung auf die Nährstoffgehalte des Bodens 3.3 Einfluss von Düngung bzw. Bodennährstoffversorgung auf Inhaltsstoffe und andere Qualitätsmerkmale der Kartoffeln 3.4 Einfluss von Düngung und Nährstoffversorgung (Boden, Pflanze) auf Sprosswachstum und Knollenertrag 3.5 Nährstoffbilanzierung (N, P, K, Mg) 3.6 Beispiele zur Düngebedarfsermittlung (N, P, K, Mg) 4 Diskussion und Schlussfolgerungen 4.1 Quantifizierung der Nährstoffmineralisation aus Boden und Düngung 4.2 Nährstoffaufnahme und Qualität der Kartoffeln 4.3 Wachstum, Ertragsbildung und Düngebedarfsermittlung 5 Zusammenfassung 6 Literaturverzeichnis 7 Anhang