In der Landwirtschaft ist der Boden neben Pflanzenstandort auch Fahrbahn fr landwirtschaftliche Fahrzeuge. Durch die intensive Mechanisierung der pflanzlichen Produktion im 20. Jahrhundert sind zunehmend mechanische Belastungen als Folge stark gestiegener Fahrzeuggesamtmassen bedeutend. Das Zusammenwirken von Fahrwerk und Boden whrend der Befahrung beeinflusst das Bodengefge im Kontaktbereich in Form von Verdichtungen. Verdichtungen, die nachhaltigen negativen Auswirkungen auf die natrliche Bodenfruchtbarkeit nach sich ziehen, werden als Bodenschadverdichtungen bezeichnet und stehen im Widerspruch zu den Zielen des Bundesbodenschutzgesetzes. Disziplinbergreifend gelten dabei vor allem die tiefreichenden Unterbodenschadverdichtungen als besonders problematisch. Diese werden durch jhrlich wiederkehrende Bodenbearbeitungsmanahmen nicht und auch durch natrliche biotische und abiotische Umweltfaktoren nur ber lngere Zeitrume gelockert. Die Aktualitt der Problematik Unterbodenschadverdichtung basiert zudem auf einem fortwhrenden Wissenschaftsstreit bezglich der Entstehungsmechanismen sowie der daraus abgeleiteten Strategien zu deren Vermeidung. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit ist deshalb eine intensive Auseinandersetzung mit den grundlegenden bodenphysikalisch-mechanischen Wechselwirkungen von Belastung, Beanspruchung, Gefgestabilitt und Verformungsverhalten. Durch die detaillierte, im Literaturteil durchgefhrte Darstellung der mechanischen Wechselwirkungen von bodenexogenen und bodenendogenen Belastungsfaktoren wird zu einem naturwissenschaftlich basierten Verstndnis fr die Entstehungsmechanismen von Bodenschadverdichtungen beigetragen. Dabei wird die Komplexitt der Interdependenz der Belastungsfaktoren bei der Entstehung von Bodenschadverdichtungen hervorgehoben, nicht zuletzt wegen der Vielzahl der Faktoren und deren Interaktion. Ausgehend von diesen grundlegenden Erkenntnissen ist ein weiteres Ziel die rechnerische Quantifizierung der mechanischen Belastung beim Fruchtartenanbau unter deutschen Pflanzenproduktionsverhltnissen. Zur Abbildung der Pflanzenbaupraxis in der BRD werden Fruchtarten entsprechend ihrer Anbaubedeutungen ausgewhlt, fruchtartenspezifische Produktionsprozesse in Abhngigkeit der drei bedeutenden Bodenbearbeitungssysteme geplant und drei beispielhafte Mechanisierungsvarianten unterschiedlichen Leistungsvermgens zusammengestellt. Die Beschreibung der mechanischen Belastung des Ackerbodens durch die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion erfolgt anhand der Belastungsfaktoren berrollhufigkeit, Spurflchensumme, Radlast und Kontaktflchendruck, indem ihre flchige Verteilung auf der Ackerflche ermittelt wird. Durchgefhrt wird dabei die Differenzierung zwischen Kernflche und Vorgewende. Dies gelingt durch die Erstellung eines Berechnungsmodells zur Simulation der Fahrzeugbewegung whrend der Bewirtschaftungsma256 nahmen und Wendevorgnge auf dem Vorgewende, sowie durch die exakte Bestimmung der Radspurlagen in Abhngigkeit technischer Fahrzeugparameter. Durch die Bercksichtigung von Rollwiderstand, Sttzkraft, Zugkraftbedarf, Zugpunktlage und Bunkerfllung knnen reale Radlasten und mittlere Kontaktflchendrcke fahrzeug- und manahmenspezifisch ermittelt und den Fahrspuren zugeordnet werden. Die Auswertung zeigt das fruchtartenspezifische Reduktionspotential der mechanischen Bodenbelastung ber die gesamte Ackerflche durch die Minderung der Bodenbearbeitungsintensitt und der Verwendung leistungsfhigerer Verfahrenstechnik mit greren Arbeitsbreiten. Bedingt durch den Fahrwerksaufbau und die Arbeitsbreiten beim Einsatz leitungsfhigerer Mechanisierungsvarianten (Verfahrenstechnik) nimmt die unbefahrene Flche absolut zu, gleichzeitig nehmen die Spurflchensumme sowie die prozentualen Flchenanteile der Klassen hoher berrollungshufigkeiten, Radlasten und Kontaktflchendrcke ab. Durch die Reduktion der Bodenbearbeitungsintensitt lassen sich innerhalb der Mechanisierungsvarianten die durch die Bodenbearbeitung belasteten Flchenanteile in gleicher Weise schonen, whrend die durch Ernte- und Transportfahrzeuge belasteten Flchenanteile unbeeinflusst bleiben. Auf dem Vorgewende sind die berrollungshufigkeit sowie die Spurflchensumme ca. doppelt so hoch wie auf der Kernflche. Auch die prozentualen Flachenanteile der Klassen hoher Radlasten und Kontaktflchendrcke sind grer als auf der Kernflche. Es kann gezeigt werden, wie durch die Verwendung moderner Bewirtschaftungsverfahren eine schnelle und weitreichende Schonung des Bodens erreicht werden kann. Im Kapitel Diskussion werden vor dem Hintergrund der bodenphysikalischen und bodenmechanischen Grundlagen (Kapitel 2) die Wechselwirkungen bodenexogener und bodenendogener Belastungsfaktoren bei der Entstehung von Bodenschadverdichtungen anhand physikalischer Gren kritisch betrachtet. Es werden Unzulnglichkeiten bei den bisher genutzten und standardisierten Untersuchungsmethoden herausgearbeitet. Die eindeutige Identifikation der Wirkungskette von Belastung, Beanspruchung, Gefgestabilitt, Verformungsverhalten und Auswirkung in Form von Bodenschadverdichtungen mittels physikalischer Gren erscheint noch unzureichend gelst. Die Ableitung gesetzlicher Regelungen fr einen zielgerichteten und wirkungsvollen physikalischen Bodenschutz auf der Basis der bisher ermittelten und verffentlichten Ergebnisse ist infolgedessen zu hinterfragen. Abschlieend werden in der Diskussion durch theoretische berlegungen zur Spannungsfortpflanzung im Boden und mechanischen Bodenbelastung im Fruchtartenanbau technische und strukturelle Mglichkeiten zur Bodenschonung erarbeitet.

In der Landwirtschaft ist der Boden neben Pflanzenstandort auch Fahrbahn für landwirtschaftliche Fahrzeuge. Durch die intensive Mechanisierung der pflanzlichen Produktion im 20. Jahrhundert sind zunehmend mechanische Belastungen als Folge stark gestiegener Fahrzeuggesamtmassen bedeutend. Das Zusammenwirken von Fahrwerk und Boden während der Befahrung beeinflusst das Bodengefüge im Kontaktbereich in Form von Verdichtungen. Verdichtungen, die nachhaltigen negativen Auswirkungen auf die natürliche Bodenfruchtbarkeit nach sich ziehen, werden als Bodenschadverdichtungen bezeichnet und stehen im Widerspruch zu den Zielen des Bundesbodenschutzgesetzes. Disziplinübergreifend gelten dabei vor allem die tiefreichenden Unterbodenschadverdichtungen als besonders problematisch. Diese werden durch jährlich wiederkehrende Bodenbearbeitungsmaßnahmen nicht und auch durch natürliche biotische und abiotische Umweltfaktoren nur über längere Zeiträume gelockert. Die Aktualität der Problematik Unterbodenschadverdichtung basiert zudem auf einem fortwährenden Wissenschaftsstreit bezüglich der Entstehungsmechanismen sowie der daraus abgeleiteten Strategien zu deren Vermeidung. Ein Ziel der vorliegenden Arbeit ist deshalb eine intensive Auseinandersetzung mit den grundlegenden bodenphysikalisch-mechanischen Wechselwirkungen von Belastung, Beanspruchung, Gefügestabilität und Verformungsverhalten. Durch die detaillierte, im Literaturteil durchgeführte Darstellung der mechanischen Wechselwirkungen von bodenexogenen und bodenendogenen Belastungsfaktoren wird zu einem naturwissenschaftlich basierten Verständnis für die Entstehungsmechanismen von Bodenschadverdichtungen beigetragen. Dabei wird die Komplexität der Interdependenz der Belastungsfaktoren bei der Entstehung von Bodenschadverdichtungen hervorgehoben, nicht zuletzt wegen der Vielzahl der Faktoren und deren Interaktion. Ausgehend von diesen grundlegenden…