Технологические процессы. Человек непрерывно повышает плодородие почвы, применяя и правильно сочетая биологические, химические и физические воздействия. Из физических воздействий на почву наиболее важны технологические процессы ее механической обработки: вспашка, глубокое рыхление, лущение, культивация, боронование, прикатывание, фрезерование и т. д. Проводят их для поддержания и улучшения условий плодородия почвы, накопления и сохранения в ней запасов влаги, уничтожения сорных растений, возбудителей болезней и вредителей культурных растений, предотвращения эрозионных процессов, вовлечения в круговорот питательных веществ из нижних горизонтов почвы и регулирования микро-биологических процессов.

Технологические операции. Рабочий орган может выполнять одну или несколько простых операций (рис. 1.1): оборачивание, рыхление, перемешивание, уплотнение и выравнивание почвы, подрезание сорняков, формирование гребней, гряд, нарезание борозд.

Оборачивание — изменение взаимного расположения по вертикали верхних и нижних слоев почвы.

Полный оборот пласта (рис. 1.1, 1) применяют при освоении болотистых и задернелых участков. Оборот пласта на угол до 135° называют взметом (рис. 1.1,2). Промежуточное положение (занимает культурная вспашка (рис. 1.1.3), при которой срезают верхнюю часть задернелого слоя и сбрасывают на дно борозды. При ярусной обработке почвы (рис. 1.1,4) верхний обернутый слой укладывается на свое место, а второй и третий слой меняются местами.

Рыхление (рис. 1.1,5) —изменение размеров почвенных комков и расстояния между ними, в результате чего улучшаются водо- и воздухопроницаемость почвы, а также ее биологическля активность. Степень рыхления оценивают отношением толщины а2 взрыхленного слоя к его первоначальной толщине а1. При рыхлении а2/а1> 1.

Рис. 1.1. Основные операции механической обработки почвы:

1 — оборот пласта; 2 — взмет пласта; 3 — культурная вспашка; 4 — ярусная обработка;

5 — рыхление; 6 — уплотнение; 7 — перемешивание; 8 — выравнивание и планирование;  9— подрезание сорняков; 10— нарезка борозд, образование гряд и гребней.

Уплотнение (рис. 1.1,6) — процесс, обратный рыхлению. При уплотнении a2/a1 < 1. В процессе уплотнения увеличивается капиллярность почвы и уменьшается общая скважность.

Перемешивание (рис. 1.1,7) — изменение взаимного расположения частиц почвы, удобрений и микроэлементов. Почва становится более однородной по плодородию.

Выравнивание (рис. 1.1,8) — устранение неровностей поверхности поля для обеспечения равномерной глубины заделки семян, улучшения условий работы машин и распределения поды при поливе.

Подрезание сорняков (рис. 1.1,9) — их уничтожение путем перерезания и разрыва корней и стеблей.

Создание гребней, гряд и нарезка борозд (рис. 1.1,10) способствуют регулированию водного, воздушно-термического и пищевого режимов почвы.

Система обработки почвы. Несколько технологических операций или процессов, используемых при возделывании сельскохозяйственных культур, составляют систему обработки почвы. В зависимости от почвенно-климатических условий и технологии возделывания растений применяют отвальную, безотвальную и мимимальную) системы.

Отвальная система предусматривает оборот почвенного пласта, что обеспечивает заделку пожнивных остатков, семян сорняков и возбудителей болезней в нижние слои пахотного слоя. При этом пожнивные остатки быстрее разлагаются аэробными микроорганизмами с образованием растворимых минеральных соединений, а сорняки, личинки вредителей и возбудители болезней погибают. Отвальная обработка получила наибольшее распространение в районах достаточно и избыточного увлажнения.

Безотвальная система исключает оборот почвенного пласта; его заменяют глубоким рыхлением с сохранением стерни, защищающей почву от ветровой эрозии. Эта система обработки получила распространение в степных районах, где проявляются эрозионные процессы, а также в районах недостаточного увлажнения как способ накопления и сохранения влаги и почве.

Минимальная система предусматривает сокращение количества обработок и их глубины, совмещение и одновременное выполнение нескольких технологических операций и процессов за один проход агрегата. Ее применяют в различных районах, чтобы снизить уплотнение и распыление почвы движителями тракторов и колесами сельскохозяйственных машин, а также сократить сроки подготовки почвы.

В некоторых случаях обрабатывают не всю поверхность почвы, а только узкие полосы, в них затем высевают семена. Такая обработка почвы называется нулевой.

Системы обработки должны быть почвозащитными, энергосберегающими, экономически оправданными и безвредными для окружающей среды. Выполнение этих требований связано с правильным выбором и оптимальным сочетанием применяемых машин, поддержанием машин в технически исправном состоянии, правильной их регулировкой и агрегатированием.

В зависимости от глубины хода рабочих органов и выполняемых операций различают основную, поверхностную и специальную обработки почвы.

Основная обработка — это обычно первая наиболее глубокая (20...35 см) обработка почвы после возделывания предшествующей культуры. Ее проводят плугом с оборотом и последующим рыхлением почвенного пласта. Почву, подверженную ветровой эрозии, рыхлят без оборота пласта на глубину 25…40 см.

Поверхностная обработка проводится перед посевом, в процессе или после посева на глубину не более 14 см. Ее выполняют лущильниками, культиваторами, боронами, мотыгами, катками, фрезами с целью рыхления, перемешивания или уплотнения почвы, подрезания сорняков и заделки удобрений.

Специальная обработка нужна при освоении новых земель, а также чтобы создать некоторые специфические условия для нормального произрастания растений. К ней относятся вспашка кустарниково-болотными плугами, плантажная и ярусная обработки, рыхление на большую глубину, фрезерованние почв, нарезание гряд и др.