Podczas uprawy mechanicznej następuje zmiana przestrzennego rozmieszczenia cząstek i agregatów glebowych, a w rezultacie również ilość wolnych przestworów o różnej wielkości. Małe przestwory – kapilarne utrzymują wodę przez dłuższy czas, a nawet mają zdolność przemieszczania jej z głębszych warstw ku powierzchni, tz. podsiąk wody. Przestwory o dużej średnicy wypełnione są powietrzem. Tylko po roztopach śniegu lub intensywnych opadach wypełniają się wodą, która jednak szybko przenika w głąb profilu glebowego. Można przyjąć, że dla większości roślin uprawy polowej najkorzystniej jest, gdy woda zajmuje około 60-80%, a powietrze 40-20% przestworów glebowych. Ta wzajemna proporcja ilości wody i powietrza w glebie, zwana stosunkami wodno-powietrznymi, jest silnie zmieniana przez uprawę roli.
Zabiegi spulchniające intensywnie „rozluźniają” i napowietrzają glebę. W konsekwencji następuje szybkie parowanie wody z warstwy spulchnionej i utrudniony jej podsiąk z warstw głębszych. Zmniejsza się gęstość i zwięzłość gleby, a jej układ staje się pulchny. Zmiany te dobrze obrazuje doświadczenie dotyczące zróżnicowanego sposobu uprawy roli po żniwach, kiedy głęboka uprawa spowodowała największe straty wody z gleby (rys. 1). Gleba zagęszczona po całym okresie wegetacji poprzedniej rośliny, nie spulchniona powierzchniowo i nie okryta warstwą mulczu ze słomy również była narażona na intensywne parowanie wody. W glebie w naturalny sposób zagęszczonej, jak i po uprawie ugniatającej zwiększa się bowiem podsiąk wody. Jednak gleba taka pokryta np. warstwą rozdrobnionej słomy lub bardzo płytko spulchniona ma zdolność jej utrzymywania w głębszych warstwach. Gleba zagęszczona staje się natomiast mniej przepuszczalna, a po intensywnych opadach powstaje ryzyko spływu powierzchniowego lub zastoisk wody. Zwiększa się gęstość i zwięzłość gleby, a jej układ jest bardziej zbity.
Orka uzupełniona zabiegami spulchniającymi i kruszącymi, a także intensywna uprawa bezpłużna wykonywane tradycyjnie na kilka, kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt dni przed siewem powodują przesuszenie gleby. Ma to miejsce zwłaszcza przy niedoborze opadów i wysokiej temperaturze powietrza, np. późną wiosną przed siewem roślin jarych, a zwłaszcza latem i wczesną jesienią w agrotechnice ozimin. Długotrwałe, głębokie spulchnienie gleby prowadzi nie tylko do utraty wody, ale powoduje również „spalanie” glebowej materii organicznej. Ubytek próchnicy, zwłaszcza w glebach lekkich, jest jednym z najgroźniejszych skutków intensywnej uprawy roli. Najczęściej gleba przed siewem musi być jednak spulchniona, aby wytworzyły się optymalne warunki wodno-powietrzne do kiełkowania nasion i wzrostu korzeni rozwijających się roślin, a także dla mikroorganizmów. Ich obecność i aktywność są niezbędne do kształtowania korzystnych właściwości agronomicznych gleby. Te skutki konieczności zmniejszenia gęstości gleby poprzez uprawę spulchniającą, polegające m.in. na dużych stratach wody oraz ryzyku zmniejszania się zawartości glebowej materii organicznej, starają się ograniczać technologie uproszczonej uprawy roli i siewu.
Istotą technologii Mzuri Pro-Til, jak już wiadomo, jest głębokie, nawet do 25-30 cm, spulchnienie, ale tylko wąskich pasów roli, w których wysiewane są nasiona rośliny uprawnej. Konstruktorzy agregatów MZURI szczególną uwagę zwracają na budowę zębów-łap spulchniających. Wielkość i kształt ich elementów roboczych powoduje, że pas gleby, na który one oddziałują jest odrywany od calizny, lekko unoszony i intensywnie kruszony. Ograniczone jest jego mieszanie, a zwłaszcza pionowe przemieszczanie gleby ku powierzchni. W rezultacie gleba jest rozluźniona, pokruszona, ma mniejszą gęstość oraz wprowadzana jest do niej niezbędna ilość powietrza. Nie ma jednak radykalnej zmiany warunków siedliskowych (ilość tlenu, temperatura, wilgotność, dostęp światła) w wierzchniej i głębszych warstwach gleby, co jest jedną z podstawowych wad orki. Podkreślają ją przeciwnicy uprawy płużnej, ponieważ prowadzi do okresowego zachwiania życia mikrobiologicznego w glebie.
W badaniach porównawczych, wykonanych w okresie siewu pszenicy ozimej (tab. 1) stwierdzono, że gęstość gleby łoża siewnego, czyli warstwy, w którą wysiane było ziarno po wcześniej wykonanej uprawie płużnej oraz bezpłużnej wynosiła około 1,23 – 1,27 g/cm3. Gęstość gleby spulchnionych rzędów w technologii Mzuri Pro-Til była nieco większa, tj. 1,32 – 1,35 g/cm3. Wynika to z faktu natychmiastowego zagęszczenia gleby spulchnionej przez konstrukcyjnie przewidziane do tego koła ugniatające. Ma to na celu ograniczenie występowania dużych przestrzeni wypełnionych powietrzem po przejściu zębów spulchniających, zwiększenie zdolności utrzymywania wody w tej warstwie, a nawet jej podsiąku do nasion i granul nawozu. Gęstość gleby nie była jednak zbyt duża, aby nie utrudniać rozwoju kształtującego się systemu korzeniowego roślin. Znacznie większa gęstość gleby wystąpiła w międzyrzędziach, zwłaszcza gdy po zbiorze przedplonu nie wykonywano żadnej uprawy pożniwnej. W tym przypadku na powierzchni gleby zalegał mulcz ze starannie rozdrobnionej słomy, który ograniczał straty wody niezbędnej w późniejszym terminie okresu wegetacji. Uprawa spulchniająca bezpośrednio po żniwach przy użyciu brony talerzowej zmniejszyła znacząco gęstość wierzchniej warstwy gleby, co było widoczne także w międzyrzędziach pszenicy ozimej zasianej w technologii Mzuri Pro-Til. To powierzchniowe spulchnienie ograniczało straty wody z głębszych warstw. Uprawa pasowa różnicując gęstość gleby w rzędach i międzyrzędziach, a także w warstwie powierzchniowej i głębszych musi być wykonywana tak, aby tworzyć korzystne warunki w całej przestrzeni glebowej najpierw do kiełkowania nasion oraz szybkich i równomiernych wschodów roślin, a następnie do ich wzrostu w późniejszym okresie.
W uprawie tradycyjnej warunki wodno-powietrzne gleby można w pewnym stopniu regulować przez wydłużanie lub skracanie okresu pomiędzy głęboką uprawą a uprawkami spulchniającymi i ugniatającymi. Dlatego np. wczesną wiosną lub w przypadku wystąpienia intensywnych opadów, po spulchnieniu roli należy odczekać, aby (jak to rolnicy nazywają) glebę „owiało”. Wówczas możliwy jest staranny siew, a zagęszczenie gleby nie powoduje jej zaskorupienia. W technologii Mzuri Pro-Til możliwości takiej nie ma. Elementy spulchniające, zagęszczające, umieszczające nasiona w glebie, a następnie ugniatające jej wierzchnią warstwę pracują bezpośrednio po sobie. Zatem, aby po jednorazowym przejeździe agregatu ukształtowały się korzystne warunki wodne i powietrzne do wzrostu roślin należy zwrócić szczególną uwagę na wilgotność gleby w momencie uprawy roli i siewu! W przypadku nadmiernego uwilgotnienia należy odczekać kilka dni, aby po uprawie, siewie i zagęszczeniu gleby uniknąć niedoboru w niej tlenu, co uniemożliwia kiełkowanie nasion, a także utraty struktury gruzełkowatej i powstawania skorupy utrudniającej wschody roślin.
Po uprawie roli i wykonaniu siewu gleba silnie spulchniona w naturalny sposób zagęszcza się w okresie wegetacji roślin. Ważne, aby osiadanie gleby nie było duże i szybkie, gdyż może uszkodzić korzenie oraz odsłaniać węzły krzewienia lub szyjki korzeniowe roślin. W przeprowadzonych badaniach stwierdzono, że gęstość gleby w rzędach pszenicy ozimej w technologii Mzuri Pro-Til jesienią, wiosną po wznowieniu wegetacji oraz po zbiorze różniła się tylko o 0,1 g/cm3 (tab. 2). Różnica ta w warstwie gleby, w której rozwijała się główna masa korzeni, uprawionej płużnie i bezpłużnie była znacznie większa, tj. 0,15 – 0,16 g/cm3. Przez cały okres wegetacji pszenicy ozimej bardzo wyrównana i wynosząca około 1,6 g/cm3 była gęstość gleby w międzyrzędziach technologii Mzuri Pro-Til. Ograniczało to zapewne nagłe zmiany warunków wodnych i powietrznych, a tym samym sprzyjało aktywności mikroorganizmów oraz fauny glebowej – dżdżownic.
Technologia Mzuri Pro-Til stosowana regularnie przez 4 lata na tym samym polu spowodowała zmniejszenie zagęszczenia gleby w warstwie głębszej, tzn. 20 – 30 cm (rys. 2). Warstwa ta w wielu glebach uprawianych płużnie narażona jest na duże zagęszczenie, a nawet powstawanie podeszwy płużnej. Jest to wynikiem przemieszczania w dół najdrobniejszych cząstek gleby i koloidów glebowych z warstw wyżej położonych bardzo silnie spulchnianych. Zagęszczaniu głębszych warstw i podeszwie płużnej sprzyja również prowadzenie kół ciągnika w dnie bruzdy podczas orki. Przedstawione wyniki oraz badania wielu innych autorów potwierdzają, że uprawa bezorkowa, w tym strip-till, zjawiska te ograniczają.
