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    Water footprint analysis for the assessment of milk production in Brandenburg (Germany)
    (München : European Geopyhsical Union, 2010) Drastig, K.; Prochnow, A.; Kraatz, S.; Klauss, H.; Plöchl, M.
    The working group "Adaptation to Climate Change" at the Leibniz-Institute for Agricultural Engineering Potsdam-Bornim (ATB) is introduced. This group calculates the water footprint for agricultural processes and farms, distinguished into green water footprint, blue water footprint, and dilution water footprint. The green and blue water demand of a dairy farm plays a pivotal role in the regional water balance. Considering already existing and forthcoming climate change effects there is a need to determine the water cycle in the field and in housing for process chain optimisation for the adaptation to an expected increasing water scarcity. Resulting investments to boost water productivity and to improve water use efficiency in milk production are two pathways to adapt to climate change effects. In this paper the calculation of blue water demand for dairy farming in Brandenburg (Germany) is presented. The water used for feeding, milk processing, and servicing of cows over the time period of ten years was assessed in our study. The preliminary results of the calculation of the direct blue water footprint shows a decreasing water demand in the dairy production from the year 1999 with 5.98×109 L/yr to a water demand of 5.00×109 L/yr in the year 2008 in Brandenburg because of decreasing animal numbers and an improved average milk yield per cow. Improved feeding practices and shifted breeding to greater-volume producing Holstein-Friesian cow allow the production of milk in a more water sustainable way. The mean blue water consumption for the production of 1 kg milk in the time period between 1999 to 2008 was 3.94±0.29 L. The main part of the consumed water seems to stem from indirect used green water for the production of feed for the cows.
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    Field inter-comparison of eleven atmospheric ammonia measurement techniques
    (München : European Geopyhsical Union, 2010) von Bobrutzki, K.; Braban, C.F.; Famulari, D.; Jones, S.K.; Blackall, T.; Smith, T.E.L.; Blom, M.; Coe, H.; Gallagher, M.; Ghalaieny, M.; McGillen, M.R.; Percival, C.J.; Whitehead, J.D.; Ellis, R.; Murphy, J.; Mohacsi, A.; Pogany, A.; Junninen, H.; Rantanen, S.; Sutton, M.A.; Nemitz, E.
    Eleven instruments for the measurement of ambient concentrations of atmospheric ammonia gas (NH3), based on eight different measurement methods were inter-compared above an intensively managed agricultural field in late summer 2008 in Southern Scotland. To test the instruments over a wide range of concentrations, the field was fertilised with urea midway through the experiment, leading to an increase in the average concentration from 10 to 100 ppbv. The instruments deployed included three wet-chemistry systems, one with offline analysis (annular rotating batch denuder, RBD) and two with online-analysis (Annular Denuder sampling with online Analysis, AMANDA; AiRRmonia), two Quantum Cascade Laser Absorption Spectrometers (a large-cell dual system; DUAL-QCLAS, and a compact system; c-QCLAS), two photo-acoustic spectrometers (WaSul-Flux; Nitrolux-100), a Cavity Ring Down Spectrosmeter (CRDS), a Chemical Ionisation Mass Spectrometer (CIMS), an ion mobility spectrometer (IMS) and an Open-Path Fourier Transform Infra-Red (OP-FTIR) Spectrometer. The instruments were compared with each other and with the average concentration of all instruments. An overall good agreement of hourly average concentrations between the instruments (R2>0.84), was observed for NH3 concentrations at the field of up to 120 ppbv with the slopes against the average ranging from 0.67 (DUAL-QCLAS) to 1.13 (AiRRmonia) with intercepts of −0.74 ppbv (RBD) to +2.69 ppbv (CIMS). More variability was found for performance for lower concentrations (<10 ppbv). Here the main factors affecting measurement precision are (a) the inlet design, (b) the state of inlet filters (where applicable), and (c) the quality of gas-phase standards (where applicable). By reference to the fast (1 Hz) instruments deployed during the study, it was possible to characterize the response times of the slower instruments.
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    Modeling the water demand on farms
    (München : European Geopyhsical Union, 2012) Drastig, K.; Prochnow, A.; Kraatz, S.; Libra, J.; Krauß, M.; Döring, K.; Müller, D.; Hunstock, U.
    The decreasing availability of water caused by depletion and climate change combined with a growing world population requires the productive use of water now and in the future. The young researcher group "AgroHyd" at the Leibniz-Institute for Agricultural Engineering Potsdam-Bornim (ATB) is currently modeling the water demand for agricultural processes at the farm scale and developing indicators to link the hydrological and agricultural perspectives. The aim of the group is to increase productivity in agriculture by raising water productivity in plant production and livestock farming. The effects of various agronomic measures, individual and in combination, on water productivity are assessed using several indicators. Scenarios of agricultural measures, climate and diets are used to test to what extent the water demand for food production will increase due to growing global change in different regions of the world.
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    Agricultural Water Management in Brandenburg
    (Berlin : Gesellschaft für Erdkunde, 2011) Drastig, Katrin; Prochnow, Annette; Baumecker, Michael; Berg, Werner; Brunsch, Reiner
    The present study explores whether regional water resources can be used more efficiently by Brandenburg’s agricultural systems. A systematic analysis of measures to raise the water efficiency follows the description of agriculture in Brandenburg today. Brandenburg’s agricultural systems are separated into three sections: soils, plant production and livestock farming. Within these sections measures to increase water efficiency are listed and analysed with reference to five objective criteria for raising water use efficiency. In the soil section the measures soil tillage and humus conservation management are assigned to the criteria. The following fields in the plant production section are similarly investigated: breeding, seeding, fertilisation, tactically chosen crops, avoidance of competition by herbicide use and efficient irrigation practices as well as watersaving storage and cleaning of field crops. In livestock farming the supply of drinking water and cleaning and cooling processes are analysed. In view of the complexity of the agricultural farming systems in Brandenburg, general measures to raise water use efficiency could not be derived. Sitespecific tillage practices and crop patterns adjusted to the recent weather conditions may reflect the specific diversity of Brandenburg more efficiently.
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    Rationalisierungen im Melkstall – Chancen und Risiken
    (Darmstadt : KTBL, 2012) Jakob, Martina; Thinius, Maxi
    Steigende Herdengrößen haben den Arbeitsplatz im Melkstall verändert. Typische Folgen von Rationalisierung wie die arbeitsteilige Produktionsorganisation, hohe Durchsatzleistungen und Schichtarbeit lasten das Personal voll aus. Gleichzeitig ist eine hohe Rate an Beschwerden im Bereich des Muskel-Skelett-Systems bei den im Melkstall Beschäftigten zu verzeichnen. Frauen sind davon überdurchschnittlich betroffen. Eine genaue Analyse des Arbeitsplatzes gibt Hinweise auf notwendige Anpassungen der Arbeitsumgebung um die Gesundheitssituation der Beschäftigten langfristig zu verbessern.
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    Viertelindividuelle Vakuumapplikation für moderne Melksysteme
    (Darmstadt : KTBL, 2012) Ströbel, Ulrich; Rose-Meierhöfer, Sandra; Hoffmann, Gundula; Ammon, Christian; Amon, Thomas; Brunsch, Reiner
    Durch den Einsatz von viertelindividueller Melktechnik können die Bedingungen für Melkpersonal und Kühe erheblich verbessert werden. Die getrennte Schlauchführung für die Milch aus den vier Eutervierteln bietet deutliche Vorteile für die technische Weiterentwicklung dieser Melksysteme. Im Folgenden wird der Prototyp eines viertelindividuellen Melksystems mit Vakuumregelungseinheit vorgestellt, der eine milchflussabhängige, präzise Vakuumanpassung für jedes Euterviertel, verbunden mit einer hohen Rate von Sollwert-Istwert-Abgleichen durch die Regelungseinheit, ermöglicht.
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    Numerische Berechnung von Partikel- und Luftströmung in einem Dächerschachttrockner
    (Darmstadt : KTBL, 2012) Weigler, Fabian; Mellmann, Jochen; Scaar, Holger
    Dächerschachttrockner werden weltweit in der Landwirtschaft zur Trocknung verschiedenster Getreidearten sowie Mais und Reis eingesetzt. Im Vergleich zu anderen Trocknungsverfahren weist das Trocknen in Dächerschachttrocknern noch ein deutliches Potenzial zur Steigerung der Energieeffizienz auf. Der vergleichsweise hohe Primärenergieverbrauch wird überwiegend durch ungleichmäßige Trocknung hervorgerufen, die sich weniger auf Ursachen wie eine mangelhafte Trocknerregelung als auf ein ungünstiges Trocknerdesign und unzureichende Isolierung zurückführen lässt. Zur Optimierung der verarbeitenden Prozesse in agrartechnischen Anlagen werden immer häufiger numerische Methoden angewendet. Ein hohes Potenzial zur Effizienzsteigerung von Dächerschachttrocknern bietet die Optimierung der Trocknergeometrie. Im Folgenden werden die Methoden der Computational Fluid Dynamics (CFD) und der Diskreten-Elemente-Methode (DEM) verwendet, um den aktuellen Stand der Technik numerisch zu untersuchen.
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    Reinigungstechnologien in der Naturfaseraufbereitung
    (Darmstadt : KTBL, 2012) Lühr, Carsten; Pecenka, Ralf; Fürll, Christian; Hoffmann, Thomas
    Mit einer neuartigen Reinigungstechnologie kann ein Nebenprodukt aus der Naturfaseraufbereitung, das Schäben-Faser-Gemisch, effektiv aufbereitet werden. Außer zurückgewonnenen Kurzfasern können gereinigte Schäben in hochwertiger Qualität der Industrie zur Verfügung gestellt werden. Die Wirtschaftlichkeit von Faseraufschlussanlagen wird durch die Vermarktung der gereinigten Zwischenprodukte, der einfachen Konstruktion und der damit kostengünstigen Reinigungsmaschine verbessert. Ziel dieser Untersuchung ist es, durch Simulation der Materialströme beim Reinigungsvorgang, mithilfe der Diskreten Elemente Methode (DEM) und der Variation der Maschinenparameter, eine Optimierung der Reinigungsmaschine zu erreichen.
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    Luftgeschwindigkeit und Hitzebelastung im Milchviehstall - Auswirkungen auf das Tierwohl
    (Darmstadt : KTBL, 2012) Fiedler, Merike; Hoffmann, Gundula; Loebsin, Christiane; Berg, Werner; von Bobrutzki, Kristina; Ammon, Christian; Amon, Thomas
    Das Stallklima hat einen wesentlichen Einfluss auf das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit von Milchkühen. In der vorliegenden Untersuchung wurden Stallklimamessungen innerhalb und außerhalb eines frei gelüfteten Milchviehstalls, mit dem Fokus auf der Luftgeschwindigkeit im Fress- und Liegebereich, durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass die untersuchten Stallbereiche aufgrund der heterogen auftretenden Luftgeschwindigkeiten unterschiedlich belüftet wurden. Des Weiteren wurden die Stallklimamessungen mit physiologischen Tierparametern korreliert, um sie in Bezug auf das thermische Wohlbefinden der Tiere interpretieren zu können. An heißen Tagen wichen die analysierten Parameter deutlich von den übrigen Tagen ab.
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    Methoden für die präzise obstbauliche Produktion
    (Darmstadt : KTBL, 2012) Zude, Manuela; Peeters, Aviva; Selbeck, Jörn; Käthner, Jana; Gebbers, Robin; Bengal, Alon; Hetzroni, Amots; Jaeger-Hansen, Claes; Griepentrog, Hans-Werner; Pforte, Florian; Rozzi, Paolo; Torricelli, Alessandro; Spinelli, Lorenzo; Ünlü, Mustafa; Kanber, Riza
    Der Ansatz von Precision Horticulture im Obstbau lehnt sich an das aus dem Ackerbau stammende Konzept der Präzisionslandwirtschaft bzw. der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung an. Hierbei sollen präzise an das individuelle Gehölzwachstum angepasste Pflegemaßnahmen die bislang praktizierte einheitliche Behandlung aller Bäume in einer Anlage ablösen. Voraussetzungen hierfür sind u. a. Bodenkarten und Informationen zum Pflanzenwachstum. Das Ziel ist es, den informationsgestützten Obstbau voranzutreiben und durch ein räumlich und zeitlich differenziertes Management eine effizientere und nachhaltigere Bewirtschaftung zu erreichen.