Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Boden-Rekultivierung; Bodenverdichtung, Regeneration; Bodendeformation; Fruchtfolgeflächen; Feldexperimente
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Schlüsselwörter
(Englisch)
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Soil restoration; soil compaction; regeneration; soil displacement; agricultural management; field experiments
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Die Rekultivierung von Böden nach Materialabbau oder Grossbaustellen ist ein wichtiges Instrument zur langfristigen Erhaltung der landwirtschaftlichen Nutzfläche. Dies gilt insbesondere auch für die Erhaltung des Bestands an Fruchtfolgeflächen (FFF), da viele landwirtschaftlich hochwertige Böden, die als FFF ausgeschieden worden sind, über potenziellen Kiesabbaugebieten liegen oder von Grossbaustellen im Zusammenhang mit Verkehrsinfrastrukturprojekten tangiert werden. Infolge der verbesserten Schütttechniken sind rekultivierte Böden heute zum Zeitpunkt der Übergabe in die normale mechanisierte landwirtschaftliche Folgenutzung i.d.R. nicht verdichtet, sondern sehr locker und daher eher verdichtungsempfindlich. Ziel dieses Forschungsprojekts ist die Erfassung des Einflusses des Alters einer Rekultivierung nach der Schüttung auf das Ausmass von Verdichtungen infolge Befahrung mit landwirtschaftlichen Fahrzeugen sowie auf die Regenerationsfähigkeit des Bodens von diesen Verdichtungen.
In diesem Projekt wurden im November 2005 zwei Befahrungsexperimente mit landwirtschaftlichen Fahrzeugen auf zwei benachbarten Rekultivierungen, die im Jahr 2002 bzw. 2004 geschüttet wurden, durchgeführt. Bei den Böden handelte es sich um landwirtschaftlich genutzte Braunerden, zwei sandige Lehme mit vergleichbarer Körnung. Mit einem Traktor und gefüllten Güllefass wurde auf beiden Rekultivierungen viermal in derselben Spur gefahren. Dabei wurden zum einen die Setzungen infolge der Befahrungen mit einem speziell entwickelten hydrostatischen Setzungsmessgerät im Bodenprofil in ca. 25 cm Tiefe erfasst. Zum andern wurde die Deformation der Bodenoberfläche mit einem Präzisionsnivellier gemessen. Im Anschluss an die Befahrungen wurden die Bewegungen im Bodenprofil sowie an der Bodenoberfläche während drei Monaten kontinuierlich beobachtet, um festzustellen, ob in dieser Zeit die von den Landmaschinen verursachten Setzungen wieder zurückgehen und in welchem Ausmass. Zudem wurden an Bodenproben die Veränderungen der physikalischen Parameter Dichte und Grobporenanteil erfasst.
Unmittelbar nach der vierten Überfahrt konnten an der Bodenoberfläche Setzungen von ca. 11 mm gemessen werden, unabhängig vom Alter der Schüttung. Auf der Rekultivierung von 2002 wurden in 25 cm Bodentiefe Setzungen von ca. 4 mm erfasst. Die weiteren Beobachtungen zeigten, dass die Setzungen bereits nach ca. zwei Wochen sowohl an der Bodenoberfläche sowie im Bodenprofil wieder zurückgegangen sind. In dieser Zeit fielen auch regelmässige Niederschläge. Das Nivellement zeigte dasselbe Verhalten für beide Rekultivierungen an der Bodenoberfläche. Der Prototyp des Setzungsmessgeräts lieferte für die Fahrspur der Rekultivierung von 2004 keine zuverlässigen Daten.
Nach der Befahrung wurden für die Rekultivierung von 2002 eine deutliche Zunahme der Dichte und eine starke Abnahme des Grobporenanteils verzeichnet, während für die Rekultivierung von 2004 keine Veränderungen der beiden Parameter nachgewiesen werden konnten. Am Ende des gesamten Experiments, Ende Februar 2006, zeigten die Zylinderproben auf beiden Rekultivierungen keine Unterschiede in den bodenphysikalischen Parametern zwischen Fahrspur und unbefahrenen Flächen. Allerdings führte der hohe Steingehalt in den rekultivierten Böden zu starken Streuungen und Ungenauigkeiten in den Messungen, so dass auch die grossen Unterschiede in der Rekultivierung von 2002 nach der Befahrung im Bereich der gesamten Variabilität des Bodens liegen können.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Soil restoration after raw material exploitation and construction sites is an important measure to maintain the area of agricultural land in the long term. Due to the improvements in the restoration techniques, today the soils are usually not compacted but very loose and susceptible to compaction. The objective of this research project is to assess the influence of the age of a restored soil on its susceptibility to compaction and its regeneration capacity from compaction.
Two wheeling experiments with agricultural vehicles were accomplished on two adjacent restored soils, which were heaped in 2002 and 2004, respectively. The soils were agriculturally used sandy loams (Eutric Cambisols). A tractor with a manure trailer was driven four times in the same tracks on both test sites in November 2005. We ascertained soil displacement in c. 25 cm depth within the soil profile with a particularly developed hydrostatic soil displacement meter (HSDM). Further we measured the displacement of the soil surface with a telescope level. After the experiments soil displacement was observed continuously during three months (until February 2006) to assess whether the initial displacements due to the wheelings were reversible and to what extent. Additionally, soil cores were taken to investigate the changes of bulk density and coarse pore content.
Right after the fourth wheeling, we measured displacements of c. 11 mm at the soil surface, independently of the age of the restored soils. On the restoration of 2002, we determined displacements of c. 4 mm in 25 cm depth. The subsequent observations revealed that the displacements decreased within c. two weeks at the soil surface as well as in the soil profile. In this period, precipitation was more frequent than before the wheeling. The telescope level showed the same behaviour for both restorations. The prototype of the HSDM did not provide reliable results for the track on the restoration of 2004.
After the wheelings, we found a clear increase of bulk density and a decrease of coarse pores for the restoration of 2002, while we could not prove changes in these parameters for the restoration of 2004. At the end of the whole experiment, in February 2006, the soil cores did not show differences of these parameters between the tracks and the undisturbed sites for none of the restorations. However, the many stones in the restored soils caused a high variation and inaccuracy of the measurements. Hence, the differences found for the restoration of 2002 after the wheelings may also lie within the total variability of the soil.
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Projektziele
(Deutsch)
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wissenschaftliches Ziel:
Prüfung der Reversibilität bzw. Dauerhaftigkeit von Bodenverdichtungen unter spezieller Betrachtung der Bodendeformationen
anwendungsorientiertes Ziel:
exemplarische Erfassung des Einflusses der Zeitspanne nach der Schüttung eines rekultivierten Bodens auf sein Potenzial zur Erholung von Bodenverdichtungen
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Projektziele
(Englisch)
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scientific objective:
assessing the reversibility or persistence of soil compaction with a special focus on soil displacement
applied objective:
assessing the influence of the time after heaping on the potential of restored soils to recover from soil compaction
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Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)
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In diesem Fall hatte das Alter der Rekultivierung keinen Einfluss auf die Grösse und Persistenz der Bodendeformation, bereits zwei Jahre nach der Schüttung erschien der Boden hinreichend tragfähig gegenüber den landwirtschaftlichen Fahrzeugen. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die Böden einen hohen Sandanteil aufwiesen und daher gegenüber mechanischen Belastungen ohnehin schon eine gewisse Stabilität haben. Zudem wurden die Rekultivierungen seit der Schüttung unter regelmässiger Kontrolle extensiv bewirtschaftet. Somit darf aus diesem Einzelfall nicht geschlossen werden, dass die Dauer der extensiven Folgebewirtschaftung nach der Schüttung allgemein verkürzt werden kann.
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Umsetzung und Anwendungen
(Englisch)
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In this case, the age of the restoration had no influence on the extent and persistence of the soil displacement. The soil seemed resistant against agricultural vehicles already two years after heaping. It has to be considered, though, that these soils had a high sand content and thus were quite stable against mechanical stresses. In addition, the restorations were management in an extensive way since their heaping. Hence it cannot be concluded from this single case that the time of extensive management of restored soils may be reduced in general.
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Neue Kenntnisse/Literatur
(Deutsch)
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Es konnte gezeigt werden, dass die Befahrung mit den für die Region typischen landwirtschaftlichen Fahrzeugen Setzungen des Bodens hervorruft, die allerdings sehr gering sind und schon nach wenigen Tagen wieder zurückgehen. Der Rückgang ist z.T. auch auf das Quellen des Bodens infolge der Niederschläge in dieser Periode zurückzuführen.
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Neue Kenntnisse/Literatur
(Englisch)
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We showed that wheeling restored soils with agricultural vehicles caused soil displacement. This was, however, very small and decreased after a few days. This decrease was partly due to the precipitation in the following days.
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Arbeitsvorgang/Stand der Arbeiten
(Deutsch)
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Das Projekt ist abgeschlossen. Schlussbericht liegt vor.
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Arbeitsvorgang/Stand der Arbeiten
(Englisch)
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The project is finished. The final report is available.
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