Erweiterte Möglichkeiten zur Beurteilung des Einflusses landwirtschaftlicher Maschinen auf die Bodenstruktur

• Forschungsstelle: BLW
• Projektnummer: 06.08
• Projekttitel Englisch: Assessing the effects of agricultural machinery on soil structure

Schlüsselwörter (Englisch)

Soil compaction; Modelling; Soil stress; Soil strength

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Basierend auf dem aktuellen Stand der Wissenschaft wird ein Bodenverdichtungsmodell zur Beurteilung des Einflusses von landwirtschaftlichen Fahrzeugen und Maschinen auf die Bodenstruktur weiterentwickelt. Als praktische Anwendung wird auf Basis dieses Modells eine international verwendbare Web-Applikation entwickelt, mit der Berater, Landwirte und Vollzugsorgane, aber auch Wissenschaftler, in die Lage versetzt werden, Bodenverdichtungsrisiken zu erkennen und zu vermeiden.

Projektziele (Deutsch)

Hauptziel des Projektes ist es, ein dem aktuellen Stand der Wissenschaft entsprechende Web-Applikation zur Einschätzung von Befahrungen auf die Struktur landwirtschaftlich genutzter Böden bereitzustellen. Die Modellentwicklung beinhaltet: (i) verbesserte Modellierung der Kontaktfläche und Druckverteilung unter modernen Landwirschaftsreifen, und (ii) Entwicklung von Algorithmen zur Schätzung bodenmechanischer Grössen aus leicht zugänglichen Bodendaten. Weiter werden innerhalb des Projektes Verdichtungrisiken für typische Praxisbetriebe mittels Modellberechnungen beurteilt.

Neue Kenntnisse/Literatur (Deutsch)

Grundsätzlich gibt es zwei Typen von Bodenverdichtungsmodellen: analytische Modelle und finite Elemente-Modelle (Défossez & Richard, 2002). Während finite Elemente-Modelle vom Anwender Fachkenntnisse in Bodenmechanik und numerischer Modellierung erfordern, sind analytische Modelle in der Regel einfacher anwendbar und stellen oft geringere Ansprüche an den notwendigen Aufwand für die Beschaffung der Eingabedaten, ohne dabei aber an der für praktische Zweck notwendigen Genauigkeit einzubüssen. Deshalb eignen sich für die unmittelbare Praxisanwendung nur analytische Modelle.

Für die Praxis potentiell geeignete Modelle wurden neulich von Diserens et al. (2005), Schjønning et al. (2006) und Keller et al. (2007) entwickelt.

- Défossez P & Richard G (2002) Models of soil compaction due to traffic and their evaluation. Soil & Tillage Research 67, 41-64.

- Diserens E, Spiess E & Steinmann G (2005) TASC – eine PC-Anwendung zur Vorbeugung von Schadenverdichtung. AgrarForschung 12, 22-27.

- Keller T, Défossez P, Weisskopf P, Arvidsson J & Richard G (2007) SoilFlex: A model for prediction of soil stresses and soil compaction due to agricultural field traffic including a synthesis of analytical approaches. Soil & Tillage Research 93, 391–411.

- Schjønning P, Lamandé M, Tøgersen F A, Pedersen J & Hansen P O M (2006) Minimering af jordpakning. Størrelse og fordeling af stress i trædefladen mellem hjul og jord. DJF-Rapport Markbrug 127, Danmarks JordbrugsForskning, Tjele.

Arbeitsvorgang/Stand der Arbeiten (Deutsch)

- Feldversuche und Entwicklung von Algorithmen zur Schätzung der Druckverteilung in der Kontaktfläche Reifen-Boden

- Entwicklung von Algorithmen zur Abschätzung der bodenmechanischen Eigenschaften aus einfach messbaren Grössen (z.B. Textur)

- Programmierung

- Entwicklung Web-Applikation

- Beurteilung der Verdichtungrisiken für typische Praxisbetriebe

Kunden/Berichterstattung (Deutsch)

Landwirtschaftliche Praxis und Beratung

BLW

Wissenschaftliche Institutionen