Technical and Technological Ways to Reduce Soil Compaction to Preserve Its Fertility

Fig.1. Possible dynamics of the ecological state of the soil Source: joint development of the 
author with G.A. Klysak (Konsima company) 
Excessive agroecological requirements seriously threaten the state of fertile 
soils (Figure 1). As a result of the withdrawal of equipment in the field in excess of 
the permissible norms, the impacts of the soil are extremely over-compacted, do not 
have time to loosen on their own (especially deeper than half a meter), degrade and 
lose their natural fertility, biological and metabolic processes worsen. The roots stop 
growing deeper than 51 cm, soil moisture does not rise from the deep layers, and 
atmospheric moisture cannot penetrate deeper than 40–50 cm and create a reserve. 
With climate warming, the problem of water and air supply to the land is becoming 
more acute and the loss of fertility is progressing. Due to the reduction of pore space, 
soil resistance to cultivation increases, machines fail, fuel consumption increases 
(sometimes twice). 
Fig. 2. Comparative schedules of tractors depending on tyre types (Grasdorf Wennekamp) 

---

Wide-section and dual tires significantly reduce soil compaction and 
associated crop losses, increase the output of aggregates, reduce fuel consumption 
by 30-40%, reduce slipping and tire wear by 2.5 times (Fig. 2). 
According to the German company Grasdorf Wennekamp, when using wide-
profile low-pressure tires on tractors, productivity increases by 40%, costs are 
reduced by 30%, and when dual wheels are used, productivity is increased by 80%, 
costs are reduced by 45%. With an increase in the width and length of the tire patch, 
the costs will not be large and the performance will increase dramatically. 
Over the past 50 years, heavy agricultural machinery weighing more than 8 
tons has been created in cooperation between independent states. The predominant 
development of a conservative traction concept, when the tangential traction force 
increases based on weight growth, has led to the creation of heavyweights of about 
20 tons. Combinations of other designs began to be used: rubber-reinforced 
caterpillars, half-track variants, etc. However, their prices are too high, and therefore 
the requests of agricultural producers for equipment with such a running system are 
still met by no more than 10%. Nevertheless, research in this direction is actively 
continuing (Fig. 3).