נושאי המחקר

רפי התעניין במערכת הנקבובית המורכבת והמסובכת של קרקע ומים ובהשפעתה על הצמח הגדל בה. הוא פיתח מערכות ניסוי חדישות, מתקדמות מאוד לתקופה, שאפשרו לו לחקור את יחסי הקרקע-מים-שורש ברמה המיקרוסקופית. בין נושאי המחקר שלו:

- כלורוזה – הצהבת הצמח וקטיעת גידולו בגלל עודפי גיר בקרקע

- המלחת קרקעות כתוצאה מהשקאה במים, בעיקר מים מליחים

- תנועת מלחים ויונים בסביבה נקבובית

- תנועת מלחים בקרקע בלתי-רוויה

- פיזור דשנים לאורך פרופיל הקרקע

- מבנה המים הספוחים לחרסיות