Проаналізовано технології передпосівної обробки грунту та надано модель функціонування грунтообробної машини.

Досліджено агрофізичні властивості темно-сірого опідзоленого важкосуглинкового грунту та чорнозему типового важкосуглинкового у межах посівного шару (структурний склад, щільність будови та вологість) навесні перед сівбою ярих культур у 2013 - 2015 рр. Виявлено, що агрофізичні властивості темно-сірого опідзоленого грунту, сформовані у межах посівного шару традиційним передпосівними обробітком, відрізнялися від припустимих (згідно з чинними агровимогами): були наявні брили, вміст агрегатів агрономічно корисного розміру був суттєво меншим за припустимий; щільність будови посівного шару - зависокою. Протягом осінньо-зимового періоду формувалися значні запаси вологи. Параметри структури чорнозему типового перед сівбою ячменю у 2014 р. були припустимими за винятком наявності у посівному шарі брилистих грудок. Обробіток грунту експериментальним знаряддям сформував кращу структуру наднасіннєвого шару, ніж традиційний обробіток.

Розглянуто оптимальні параметри структурного складу та щільності будови грунту як новітні вимоги до технології та знарядь передпосівного обробітку, що раніше не приймали до уваги. Доведено доцільність диференціювання грунтово-фізичних параметрів за окремими прошарками посівного шару - у поверхневому, наднасіннєвому, насіннєвому та піднасіннєвому прошарках, що прискорює розвиток надземної маси рослин і коренів, а також сприяє більш ефективному використанню атмосферної вологи, елементів живлення й адаптації рослин до переущільнення. Встановлено реальні параметри грунтово-фізичних властивостей посівного шару ріллі, головним чином у зоні розповсюдження черноземних грунтів. На підставі порівняння оптимальних і реальних параметрів виявлено недоліки шару ріллі, визначено необхідні технологічні та технічні заходи щодо його коригування. Увагу приділено питанням оптимізації грунтово-фізичних параметрів посівного шару у разі застосування нульової та точної технологій.

Визначено динаміку агрофізичних і фізико-механічних властивостей в окремих прошарках посівного шару - поверхневому, насіннєвому і піднасіннєвому. Встановлено, що агрофізичні властивості посівного шару грунту, що формуються внаслідок традиційного передпосівного обробітку та в результаті обробітку новітнім знаряддям, не відповідають чинним агровимогам. Виявлено параметри кришення та фракційний склад брил, створених під час передпосівного обробітку, сформульовано агровимоги щодо максимально допустимих нормальних напружень до брилистих грудочок (за різної вологості), за яких не перевищується поріг пластичності. Вперше визначено умови, за яких мінімізується кількість брил у посівному шарі. Обгрунтовано новітні багатовимірні моделі визначення щільності будови грунту за твердістю та зволоженням у посівному шарі, що відкриває широкі можливості використання показника твердості в агрономічній практиці. Розроблено спосіб кількісного оцінювання тріщинуватості поверхні чорноземних грунтів протягом вегетації культур. Уперше розроблено регресійну модель розвитку тріщинуватості поверхні чорноземних грунтів.