Celem uprawy roli jest stworzenie najkorzystniejszych warunków dla siewu, kiełkowania, wzrostu i plonowania roślin uprawnych. Osiągane jest to w dwóch etapach: przygotowawczym, czyli pożniwnym, oraz zakończeniowym — przedsiewnym. Mechaniczna uprawa roli w poszczególnych przypadkach ma do spełnienia różne zadania. Nie można wszędzie wprowadzać takich samych metod uprawy roli czy zalecać jakiegokolwiek uniwersalnego zestawu narzędzi uprawowych. Do długofalowych zadań uprawy roli należy zapobieganie i likwidowanie "chorób" strukturalnych gleby (podeszwy płużnej, zagęszczenia warstw podornych), walka z erozją oraz poprawa bilansu próchniczego.

Zachowanie prawidłowej struktury gleby

Gleba odpowiednio uprawiana, która osiągnęła już pewien poziom sprawności, ma strukturę gruzełkowatą. Charakterystyczną cechą tego typu struktury jest występowanie kulistych agregatów o chropowatej powierzchni i znacznej porowatości, zwanych gruzełkami. Lepiszczem, które zlepia pojedyncze ziarna glebowe i drobne agregaty, jest próchnica, minerały ilaste oraz wydzieliny fauny glebowej. Do powstawania struktury gruzełkowatej przyczyniają się naprzemienne nawilgacanie i wysychanie, pęcznienie i kurczenie, zamarzanie i rozmarzanie gleby, obecność fauny glebowej, zwłaszcza dżdżownic, a także fizyczne oddziaływanie rozwijających się korzeni roślin, głównie traw i roślin bobowatych (dawniej motylkowatych). Struktura gruzełkowata roli odgrywa ważną rolę w kształtowaniu właściwości fizycznych, fizyko-chemicznych i biologicznych gleby oraz wywiera znaczny wpływ na stosunki powietrzno-wodne gleby. Glebę o takiej strukturze można łatwo doprawiać, przygotowując korzystne środowisko do rozwoju roślin (rys. 1). O trwałości gruzełków decyduje dostateczna zawartość próchnicy i wapnia w glebie. Trwała struktura gruzełkowata warunkuje powstanie i utrzymanie przez odpowiednio długi czas wysokiej sprawności roli oraz zapobiega powstawaniu skorupy glebowej. Zabiegi uprawowe mogą wywierać krótkotrwałe korzystne działanie, dzięki spulchnianiu gleby oraz przykrywaniu i mieszaniu z glebą resztek roślinnych i nawozów organicznych. Jednakże długotrwała uprawa wpływa ujemnie na strukturę powierzchniowych warstw gleby poprzez przyspieszanie mineralizacji związków organicznych oraz mechaniczne niszczenie agregatów glebowych przez ciężkie maszyny i narzędzia. Do niszczenia struktury gleby przyczynia się również wykonywanie zabiegów uprawowych, gdy gleba jest nadmiernie wilgotna lub za sucha. Z pozostałych czynników na gruzełki glebowe niszcząco wpływają sole sodowe i potasowe (zwłaszcza niskoprocentowe sole potasowe zawierające duże ilości chlorku sodu) oraz gwałtowne deszcze, zwłaszcza w czasie, kiedy rola nie jest okryta.

Rys. 1. warunki kiełkowania nasion i rozwoju systemu korzeniowego: (a) korzystne — w glebie o strukturze gruzełkowatej; (b) niekorzytsne — w glebie nadmierne zagęszczonej

Niewłaściwa uprawa roli może prowadzić do szeregu strukturalnych "chorób" gleby, na przykład do powstania skorupy glebowej, podeszwy płużnej, nadmiernego zagęszczenia podglebia czy zbrylenia warstwy ornej.

Skorupa glebowa

Wytwarza się ona na skutek wyschnięcia uwodnionej i zagęszczonej wierzchniej warstwy gleby. Najbardziej podatne na zaskorupianie są gleby o dużej zawartości części spławialnych (powyżej 35% cząstek o średnicy 0,02 mm) i małej zawartości próchnicy (poniżej 1%). Obfite deszcze uwadniają nadmiernie warstwę powierzchniową, a uderzenia kropel i powierzchniowy spływ wody niszczą strukturę gruzełkowatą. Skorupa glebowa stawia opór mechaniczny kiełkującym nasionom i prowadzi do nasilenia parowania wody, ogranicza wymianę gazową między glebą a atmosferą oraz sprzyja rozwojowi grzybów powodujących zgorzele siewek. Zapobieganie powstawaniu skorupy glebowej polega na: unikaniu nadmiernego rozpylenia gleby w czasie zabiegów mechanicznych, nawożeniu organicznym i wapnowaniu — poprawiającym trwałość struktury gruzełkowatej — oraz na ściółkowaniu powierzchni gleby. Zaskorupienie gleby najlepiej niszczy się za pomocą wałów zębatych (kolczastych) oraz typu Cambridge i Croscill.

Zbrylenie

Niewłaściwe zaoranie i doprawienie roli powoduje jej zbrylenie, co utrudnia kiełkowanie i wschody roślin. Dobre wschody i szybki rozwój młodych roślin można uzyskać wtedy, gdy zapewni się dobre podsiąkanie wody z głębszych warstw gleby oraz dostęp ciepła i powietrza przez spulchnioną warstwę roli. Wiosenną uprawę roli należy rozpocząć wtedy, gdy osiągnie ona optymalną wilgotność uprawową. Gleba zbyt wilgotna maże się, a zbyt sucha tworzy trudne do rozbicia bryły. Gdy pole jest zbyt wyskibione, niewyrównane, ze względu na nierównomierne wysychanie, dłużej trzeba czekać na możliwość jego doprawienia, a zabiegi te będą musiały być przeprowadzane na większą głębokość.

Podeszwa płużna

Na skutek ugniatania zbyt wilgotnego dna bruzdy kołami ciągnika, płozami pługów, itp. powstaje podeszwa płużna, czyli nadmiernie zagęszczona górna część warstwy podornej. Na tak ubitym dnie zatrzymują się drobne cząsteczki glebowe, wymywane z górnej warstwy gleby przez wodę opadową, a po pewnym czasie tworzy się silnie zbita warstwa, która utrudnia krążenie wody i powietrza oraz przenikanie korzeni. Podeszwę płużną można zlikwidować poprzez dooranie ugniecionej warstwy do warstwy ornej lub za pomocą pogłębiacza. Skuteczne jest także uprawienie roślin głęboko się korzeniących, na przykład bobowatych, z przeznaczeniem na zielony nawóz.

Nadmierne zagęszczenie podglebia

Poruszające się po polu ciężkie maszyny i ciągniki prowadzą do nadmiernego zagęszczenia podglebia. Stopień ugniecenia gleby zależy od siły nacisku maszyn na podłoże, czasu działania obciążenia oraz rodzaju gleby i jej właściwości. Z czynników związanych z glebą o podatności na ugniatanie decydują przede wszystkim skład granulometryczny (udział piasku, pyłu i iłu), zawartość substancji organicznej oraz wilgotność w okresie ugniatania. Nadmierne zagęszczenie gleby (rys. 2) prowadzi do zmniejszenia udziału porów dużych, tzw. aeracyjnych, w których znajduje się powietrze, a zwiększenia udziału porów małych. Prowadzi to do zmniejszenia przepuszczalności wodnej i powietrznej gleby. Korzenie roślin nie przerastają zbitych warstw gleby i nie rozgałęziają się w nich. Szczególnie szkodliwe, a jednocześnie dość powszechnie obserwowane, jest nadmierne zagęszczenie gleb ciężkich i bardzo ciężkich. Taki stan gleby wymaga wykonania głęboszowania, które przeprowadza się co kilka lat na głębokość 40–80 cm.

Rys. 2. Układ przestrzenny fazy stałej gleby: (a) luźny; (b) zagęszczony