Studies on soil compaction combining classic soil mechanical methods and X-ray computed tomography

Abstract

Die Bodenverdichtung ist einer der Umweltfaktoren in der Landwirtschaft, die die Bodenfunktionen und das Pflanzenwachstum beeinträchtigen. Einige bodenphysikalische Eigenschaften können leicht mit klassischen Labormethoden gemessen werden. Explizite Informationen über strukturelle Veränderungen des Bodens sind jedoch mit klassischen Methoden nicht möglich. Dies erfordert zerstörungsfreie Messungen, wie z. B. die Röntgen-Computertomographie, eine nicht-invasive 3D-Bildanalysetechnik, mit der das System Boden detaillierter analysiert werden kann. Diese Arbeit, die in drei verschiedene Versuche beinhaltet, kombiniert Parameter, die mit der Computertomographie und klassischen Labormethoden ermittelt wurden. Dabei wird die der Prozess der Bodenverdichtung am Beispiel von Proben aus verschiedenen Bodenbearbeitungsbehandlungen, unterschiedliche Wasserspannungen und verschiedene Texturen im Oberboden analysiert.

Soil compaction is one of the environmental factors in agriculture that adversely affect soil functions and crop growth. Some soil physical properties can easily be measured using classic laboratory methods. However, explicit information about soil structural changes cannot be obtained with classic methods. This requires non-destructive measurements such as X-ray computed tomography, a non-invasive 3D image analysis technique that allows analysing the soil pore system in some detail. This study, divided into three separate trials, combines parameters obtained with computed tomography and classic laboratory methods to analyze soil compaction, exemplified on samples from different tillage treatments, different moisture tensions and different textures in the topsoil.