В настоящее время во многих странах мира в широких масштабах проводятся исследования, связанные с возникновением теории, а затем и методов так называемой минимализации обработки почвы. Как отмечает А. Петерсон (1964 г.), она стала распространяться в США «со скоростью степных пожаров». Широко применяют ее также в Англии, Канаде, Венгрии, Швеции и в других странах.
В нашей стране и за рубежом разработано и применяется много модификаций минимализации обработки почвы. Это вызвано в первую очередь тем, что большая часть энергетических затрат в земледелии падает на обработку почвы и земледелец заинтересован, не снижая урожая, уменьшить затраты. Поэтому минимализация обработки почвы включает снижение энергетических затрат уменьшением числа и глубины обработки, совмещением проведения механических и химических операций одним агрегатом. Минимальную обработку надо рассматривать как агротехническую систему, где достигается меньшее число проходов по полю сложных агрегатов и тракторов за период возделывания сельскохозяйственных культур. Приемы минимализации не противоречат углублению пахотного слоя и окультуриванию его как на дерново-подзолистых, так и на других почвах, а находятся в тесной взаимосвязи, так как агротехническая и экономическая эффективность минимальной обработки наиболее полно проявляется только на окультуренных почвах.
Минимализацию обработок, как справедливо отмечает В. П. Нарциссов, нельзя рассматривать только в экономическом аспекте, хотя это и очень важно. Вместе с ростом механизации полеводства резко увеличилось число обработок тяжелыми агрегатами. Нередко это приводит к распылению почвы и ухудшению сложения подпахотных слоев, так как верхний слой поддерживается в рыхлом состоянии обрабатывающими орудиями.
Исследования специалистов США показали, что водопропускная способность в колее трактора на глубине 7,5 см уменьшается на 60—93%, а плотность почвы увеличивается на 9—23%.
Выделяют три группы основных причин, требующих минимализации обработки почвы (Б. А. Доспехов, А. И. Пупонин).
Первая группа причин экономического порядка — необходимость увеличения урожайности, повышения производительности труда и снижения себестоимости продукции.
Вторая группа - необходимость сохранения и повышения производительности почвы: устранение излишнего уплотняющего и распыляющего действия тяжелых машин и орудий, борьба с водной и ветровой эрозией, улучшение гумусового баланса почвы и уменьшение потерь из нее питательных веществ и влаги.
Третья группа - это все возрастающая интенсификация сельскохозяйственного производства, его химизация, механизация и мелиорация.
Обобщая исследования зарубежных ученых, А. Л. Шенявский (1972) указывает, что широкое применение тяжеловесных тракторов и транспортных средств приводит к чрезмерному уплотнению почвы и подпочвы, что значительно ухудшает условия жизни растений.
Теоретические исследования в этой области позволили сформулировать положение об оптимальной для растений и равновесной для почвы плотности сложения (Минурин, 1957; Реут, 1961).
На окультуренных почвах, где равновесная плотность совпадает с оптимальной для возделываемых культур, на слабозасоренных участках можно значительно сократить число обработок почвы, а на сильнозасоренных — механические обработки заменить химическими.
К почвам, у которых равновесная и оптимальная плотности совпадают или близки между собой, относятся многие черноземы с хорошими физическими и механическими показателями, более легкого механического состава и хорошо окультуренные.
На орошаемых сероземах Средней Азии, на тяжелосуглинистых подзолистых, на солонцах и солонцеватых почвах, где равновесная плотность достигает значительно большей величины, чем оптимальная, нельзя отказываться от обработки почвы даже при наличии хорошо действующих гербицидов. На таких почвах при самоуплотнении равновесная плотность может быть 1,35—1,60 см3 , тогда как растения дают большую продуктивность на среднеуплотненных почвах, где оптимальная плотность находится в пределах 1,15—1,25 см3.
При минимализации обработки почвы ставится также задача не только сокращения применяемых приемов, но и уменьшения числа проходов тракторов, которые часто вызывают избыточное полосное уплотнение почвы.
Из всего разнообразия минимализации обработки почвы более широко распространены вспашка и предпосевная обработка; предпосевная обработка и посев с одновременным внесением гербицидов и удобрений; вспашка, предпосевная обработка, посев с внесением гербицидов и удобрений.
Для выполнения этих приемов широко используются комбинированные пахотно-посевные агрегаты, например полунавесной агрегат, созданный Ленинградским сельскохозяйственным институтом совместно с Научно-исследовательским институтом механизации и электрификации сельского хозяйства Северо-Запада. Агрегат одновременно выполняет четыре операции: вносит минеральные удобрения, рыхлит пахотный слой почвы, прикатывает почву и осуществляет посев зерновых культур. Он снижает глыбистость почвы на 23—25% по сравнению с раздельным выполнением указанных операций, улучшает водный режим почвы, повышает полевую всхожесть семян. Все это обеспечивает прибавки урожайности зерновых культур на 3,8—4,5 ц с 1 га.