بهم زدن خاک، علف های هرزی را که برای فضا، آب، نور خورشید و مواد مغذی با نهال های ما رقابت می کنند، از بین می برد. خاک شیار شده همچنین به دانه مکان امنی می دهد بدون اینکه توسط پرندگان و جوندگان خورده شود. همانطور که بذر جوانه می زند و گیاه رشد می کند، کشاورزان همچنان رقابت را با کشت کم می کنند و به بذر مزیت می دهند.

تاریخچه خاکورزی

در طول هزاران سال تاریخ ثبت شده، گروه‌هایی از انسان‌ها به منظور افزایش تولید مواد غذایی، خاک را بهم زده و خاکورزی را انجام می دهند. شواهد اولیه نشان می‌دهد که گاوآهن‌های چوبی سبک‌وزن ساده، به‌عنوان مثال، تا سال 3000 قبل از میلاد به طور گسترده در دره‌های رود فرات و رود نیل به کار می‌رفتند. حیواناتی مثل گاو، کشش لازم را برای کشیدن گاوآهن، آماده کردن خاک برای کاشت محصولات جو، گندم و کتان فراهم می‌کردند (دایره‌المعارف بریتانیکا، 1979). برای معکوس کردن خاک و تهیه یک شیار واقعی شخم.

بیش از 2000 سال پیش بود که اولین گاوآهن آهنی در شمال هونان چین ساخته شد. در ابتدا اینها ابزارهای کوچکی بودند که با دست کشیده می‌شدند که یک قطعه آهنی V شکل تخت، به یک تیغه و دسته‌های چوبی متصل بود. در قرن اول قبل از میلاد از گاومیش های آبی برای کشیدن وسایل خاکورزی استفاده می شد. پس از آن، گاوآهن های سه تیغه ای، ادوات شخم و بذر و خاکورزهای ثانویه توسعه یافتند.
هزاران سال است که از گاوآهن در هند نیز استفاده می شود. ادوات اولیه فاقد چرخ یا صفحه برگردان بودند، از بلوک‌های چوبی گوه‌ای شکل تشکیل شده بودند و توسط گاو نر کشیده می‌شدند. خاک به صورت کلوخه شکسته شد، اما برنمی گشت، و این خاکورزی اولیه با عبور یک تیر چوبی مستطیل شکل، که توسط گاوها نیز کشیده شده بود، برای شکستن کلوخه ها و تسطیح بستر بذر ادامه می یافت.

تیغه یا سوک گاوآهن آهنی در حدود 2000 سال پیش، روی گاوآهن های رومی ظاهر شد و همچون چاقوهای قلابی برش داشت. هنوز از صفحه برگردان برای برگرداندن خاک استفاده نشده است. این گاوآهن‌ها توسط گروه‌های گاو، تا هشت گاو در یک خاک سنگین با قدرت بالا کشیده می‌شد. گزارش هایی وجود داشت، اما در تاریخچه خاکورزی، شواهد محکمی مبنی بر اینکه گاوآهن های مجهز به چرخ در حدود سال 100 پس از میلاد در شمال ایتالیا ظاهر شدند، وجود نداشت.

سایر فواید خاک ورزی

در طول قرن ها، کشاورزان مزایای دیگر خاکورزی را فراتر از مدیریت علف های هرز تشخیص داده اند. این مزایا شامل:
• در ماه های مرطوب و خنک بهار خاک ها را خشک و گرم می کند.
• بقایای محصول قبلی را خرد می کند.
• سله ها و تراکم خاک را از بین می برد.
• کودها و کودهای پخش شده را با خاک ترکیب می کند.

اختراعات و فناوری های جدید

اختراع علف کش ها جایگزین خاکورزی به عنوان ابزار اولیه برای از بین بردن رقابت علف های هرز شد. این مزایا دیگر اکنون به چیزی تبدیل شده اند که ادوات خاکورزی معاصر بر آن بنا شده اند. در 150 سال گذشته، پیشرفت علم و فناوری، شیوه های کشاورزی ما را با سرعت شگفت انگیزی به جلو برده است. این امر نیاز به اطلاعات به روز را ایجاد می کند، بنابراین تولیدکنندگان می توانند از گزینه های مدیریتی خود مطلع شوند. برای دستیابی به دیدگاهی از وضعیت فعلی فناوری‌های خاک‌ورزی مدرن و انواع گزینه‌های اجرایی موجود، تاریخچه مختصری از خاک‌ورزی خاک را به اشتراک می‌گذاریم.
در ایالات متحده، کشاورزان، مهندسان و محققان نقشی حیاتی در شکل‌دهی به تاریخچه و پیشرفت ابزارهای خاک‌ورزی در دسترس امروزی داشته‌اند. ابزارهای خاک ورزی مورد استفاده در اینجا به همان اندازه یا بیشتر از سایر مناطق جهان متفاوت است. اگرچه بسیاری از فعالیت های اولیه به شدت تحت تأثیر اروپا قرار گرفتند، پیشرفت های اساسی در مدیریت خاک محصول کار در ایالات متحده بوده است.
مهاجران اروپایی شیوه های مدیریت خاک را از خانه های خود در اروپای غربی آورده و به کار گرفتند. تا اوایل دهه 1900 پس از جنگ جهانی اول، بیشتر دانشمندان آمریکایی به دنبال فلسفه‌ها و دانش جدید به اروپا بودند.
در این روزهای اولیه، بسیاری از دانشمندان آمریکایی برای تحصیلات پیشرفته و آموزش علمی خود به اروپا سفر کردند. در این مدت، دانشمندان اروپایی تلاش کردند تا تنها اصل یا ماده واحدی را که گیاهان برای رشد مصرف می‌کنند، کشف کنند.
در سده 1500، برنارد پالیسی فرانسوی پیشنهاد کرد که گیاهان نمک های زمین را جذب می کنند. بقایای محصول و فضولات حیوانی آن نمکها را برای استفاده گیاهان به خاک برمی گرداند. در کل تا حدودی حرفش درست بود. با این حال، نه همه نمک ها یکسان هستند و نه همه نمک ها برای گیاهان مفید هستند.
در سده 1600، یان باپتیستا ون هلمونت از هلند، آب را به عنوان اصلی ترین ماده مصرفی گیاهان پس از انجام آزمایش معروف درخت بید پیشنهاد کرد. دانشمندان دیگر پیشنهاد کردند که هوا یا حتی گرما مورد اصلی است. بعدها، جان وودوارد از انگلستان و بسیاری دیگر پیشنهاد کردند که خود زمین پودر شده (ذرات خاک جداگانه) یا فروپاشی ذرات گیاهان اصل بود.
در اوایل سده 1700، جترو تول از انگلستان نیز پیشنهاد کرد که گیاهان نیروی کوچک و پودر شده زمین را مصرف می کنند. به عبارت دیگر، او فکر می کرد که گیاهان در واقع تکه هایی از زمین مانند سیلت و خاک رس را می گیرند.
زمین. چیزی که گیاه را تغذیه و تقویت می کند، غذای واقعی آن است. هر گیاهی زمین است و رشد و افزایش واقعی یک گیاه اضافه شدن زمین بیشتر است. . . . فرض کنید آب، هوا و گرما می‌توانند از بین بروند، آیا این گیاه باقی نمی‌ماند، یعنی یک گیاه مرده؟ اما فرض کنید زمین از آن برداشته شود، پس از آن گیاه چه می شود؟

از اواخر دهه 1700 تا اواسط دهه 1800، دانشمندانی مانند لاوازیر فرانسوی دریافتند که هیچ اصل واحدی منبع رشد گیاه نیست. در عوض، بسیاری از مواد شیمیایی – مواد مغذی، اکسیژن، آب و کربن – مسئول و لازم برای رشد گیاهان بودند.
با این حال، خاک هنوز به عنوان یک محیط فیزیکی که میزبان فعالیت عظیم حیات بیولوژیکی است، که مسئول چرخه این مواد مغذی است، شناخته نشده است. از دهه 1850، دانشمندان در کشف نیازهای غذایی گیاه و توسعه تجزیه و تحلیل های آزمایشگاهی برای تعیین میزان مواد مغذی در خاک، کودها و بافت های گیاهی پیشرفت های چشمگیری داشته اند. اگرچه بسیاری از علوم قبلی با نفوذ شدید اروپاییان انجام می‌شد، دانشمندان و مهندسان آمریکایی با آزمایش شیوه‌های مدیریتی با آزمایش‌های میدانی عملی گام‌های بزرگی به جلو برداشتند.
اولین انتشار مجله Agronomy در مورد خاکورزی خاک
در سال 1919، در ایستگاه آزمایشی کشاورزی کانزاس “Tillage: A Review of the Literature” (خاکورزی: مروری بر پیشینه آن) را در مجله Agronomy منتشر کرد. مجله Agronomy مجله رسمی انجمن کشاورزی آمریکا است که تا به امروز قوی ترین مجموعه مقالات کشور توسط محققان و دانشمندان حرفه ای کشاورزی باقی مانده است. نظرات رایج در مورد شخم و کشت آنقدر متناقض است که مرور ادبیات امر مطلوب به نظر می رسد.
در اوایل دهه 1900، عملکرد ذرت بیش از دوجین بوشل در هر جریب به این معنی بود که سال خوبی را پشت سر گذاشته بودید. امروزه در مزارع کشاورزان، تولیدکنندگان به لطف پیشرفت در فناوری، بذر و انواع غلات ده برابر بیشتر غلات تولید می کنند. بررسی سول شامل ارجاع به 70 نسخه خطی، کتاب، بولتن های ایستگاه های آزمایشی و گزارش های هیئت کشاورزی ایالتی از سال 1790 بود. اسنادی در مورد تعدادی از مطالعات میدانی در سراسر ایالات متحده و نتایج مختلط آنها در مورد اینکه آیا خاکورزی خاک انجام می دهد گزارش شده است. یا برای بازده محصول مفید نبود. آنها همچنین به پیامدهای خاک ورزی برای خاک اشاره کردند.

خاک ورزی و فرسایش

چند ارجاع قابل توجه در مقاله «فلسفه خاک‌ورزی» و گزارش «رابطه خاک‌ورزی با حفاظت از خاک» است. گزارش واتر به مشاهداتی در مورد سهولت شستشوی خاک (فرسایش آبی در اصطلاح امروزی) پس از خاکورزی و کاهش متعاقب آن در عملکرد محصول اشاره کرد.
این گزارش، و بسیاری از گزارش‌های دیگر که در قرن آینده دنبال می‌شوند، اولین نگرانی‌ها را در مورد حفاظت از خاک و آب و این تصور که خاک از دست رفته در اثر فرسایش در طول عمر ما تجدید ناپذیر است، ایجاد کرد. او در مقاله لی نتیجه گرفت: عملکرد محصول در طول زمان به دلیل اکسیداسیون و از بین رفتن مواد آلی خاک کاهش می یابد.

شیوه های توصیه شده در اوایل دهه 1900

تولیدکنندگان نیز پس از سال ها خاک ورزی و کشت مداوم شاهد کاهش عملکرد در مزارع خود بودند. دیوید رنکین – که موجودی مزرعه‌اش در سال 1908 3.2 میلیون دلار ارزش داشت که بیشتر آن در زمین بود – کتاب کوتاه شگفت‌انگیزی در مورد این تجربه کشاورزی به نام «روش‌های کشاورزی مدرن در مقایسه با روش‌های اولیه توسط تاریخ زندگی یک کشاورز ساده» نوشت. برای اولین بار در سال 1909 چاپ شد، توصیه او برای “تولید محصول خوب ذرت” این بود که خاک را با گاوآهن برگردان معکوس کنید، سپس آن را با خاکورزی ثانویه یا دیسک کردن پودر کنید و سپس در اسرع وقت در سال کشت کنید. او سپس به توصیه حداقل کشت هفتگی پس از آن در طول فصل زراعی پرداخت. با این حال، آقای رانکین بلافاصله این جمله را دنبال کرد:
سپس وقتی چهار، پنج بار یا بیشتر محصول کشت می کنم، درست در زمانی که زمین پابرجا می‌شود، مزرعه ذرت خود را به شبدر و تیموتوس می‌کارم و شروع به مرتع کردن و تغذیه از زمین می‌کنم و از سه تا پنج سال آن زمین را به همین کشت ها تغذیه می‌کنم و خاک غنی به دست می‌آورم.