Methodological aspects and algorithms for estimating soil strength and their applications with the model REPRO

Abstract

Bodenverdichtungen beeinträchtigen alle Bodenfunktionen. Ein Werkzeug, das helfen kann sie zu vermeiden, sind mathematisch-empirische Modelle. In der Arbeit wird ein Beitrag zur Weiterentwicklung der Modelle geleistet. Im Einzelnen wird der Frage nachgegangen, ob die Vorbelastung sowie das methodische Vorgehen zu deren Bestimmung geeignet für die Festlegung der Gefügestabilität von Böden ist. Im Weiteren schließen sich Kapitel an, in denen die Entwicklung und Validierung von innovativen Algorithmen für die Modellierung des Verdichtungsrisikos beschrieben werden. Sie befassen sich mit dem Bodenwassergehalt als Schlüsselfaktor bei der Entstehung von Schadverdichtungen, der Wirkung des Grobbodenanteils auf die Gefügestabilität, dem Verdichtungsverhalten von Böden mit unterschiedlicher Bodenbearbeitung sowie mit Zusammenhängen zwischen der visuellen Bodengefügebewertung und der Gefügestabilität. Alle erarbeiteten Algorithmen fließen in die Software REPRO ein und es werden Anwendungsmöglichkeiten und Beispiele des Modells vorgestellt, mit denen wichtige pflanzenbauliche Fragestellungen beantwortet werden.

Soil compaction impairs all essential soil functions. Mathematical-empirical models are an efficient tool that can help to avoid soil compaction. The present research therefore contributes to developing these models further. Specifically, it is intended first and foremost to help clarify the question of whether precompression stress, and the methodological procedure used to determine it, are actually suitable for identifying soil strength in agricultural soils. Several chapters are dedicated to developing and validating innovative partial algorithms for modelling precompression stress in agricultural soils. They deal with soil water content as a key factor in the formation of soil compaction, the effect of the gravel content on soil strength, the compaction behaviour of soils under different tillage, as well as the relationship between visual soil structure evaluation and precompression stress. All of the algorithms developed are incorporated in the software REPRO, and possible applications and examples of this module are presented which can be used to address important questions in plant cultivation.