Потреба в цих машинах викликана насамперед особливістю структури ґрунту оброблюваних угідь та специфічністю поставлених завдань. У системі традиційного та мінімального обробітку нерідко застосування культиваторів, дискових борін, плугів призводило до того, що верхній шар вже обробленого поля не відповідав вимогам агрономів. Надмірна кількість вологи чи велика частка суглинку позначалися на повторному зв’язуванні часток ґрунту та блокуванні капілярних сіток, необхідних для нормального росту та розвитку рослин.
Звичайний передпосівний обробіток не дозволяв отримати достатню кількість дрібної фракції, котра б забезпечила нормальний контакт насінини з ґрунтом. Сіяти в таких умовах частіше за все можливо, але сподіватися на високі врожаї не доводиться. Картопляні насінницькі господарства, в свою чергу, на середніх та важких ґрунтах, які за звичайних умов наче і не потребують додаткового розпушення, вимагали знарядь, котрі б обробляли посадочний горизонт до дрібносипучого стану.
Як показує практика, для цих завдань потрібна активна машина, яка б у рази сильніше розпушувала ґрунт, давала б змогу зайвій волозі знайти шлях у місця, де її не вистачає, та провентилювати, а отже, наситити киснем ґрунт. При цьому перед новим знаряддям залишається ряд вже відомих задач: заробка пожнивних решток, якщо такі є, та, як мінімум, запобігання розмноженню бур’янів.
Це і стало причиною розробки саме ротаційних машин. При великій конструктивній розмаїтості всі робочі органи такої борони мають радіальні вертикально розташовані робочі елементи, до того ж, активні. При русі агрегату полем радіальні зубці здійснюють одночасно обертальний і поступальний рух. Почергове впровадження робочих елементів у ґрунт призводить до інтенсивного його розпушування та перемішування. При цьому треба бути обережним з бур’янами - деякі з них при подрібненні та обриві кореневих систем втрачають здатність до нормального росту, інші, кореневищні, як-то пирій повзучий, берізка польова тощо, тільки розмножуються. Тому уражені кореневищними бур’янами поля чи хоча б їх осередки мають бути додатково оброблені хімічними або попередньо механічними (заорювання, глибоке дискування) методами захисту рослин.
Робочими органами ротаційної борони є зубці, установлені попарно на валах з активним приводом. При русі полем такої борони зубці обертаються на валах і здійснюють тягнучо-обертальний вплив на ґрунт. А за рахунок регулювання глибини обробітку та використання зубів з різним кутом атаки можна змінювати ступінь впливу на ґрунт, залежно від конкретних завдань та умов: як для обробітку ґрунту перед посівом чи посадкою, так і для догляду за парами.
При цьому слід розрізняти обробіток зубцями з активним та пасивним кутом атаки. Відмінність полягає у тому, як поводить себе оброблюваний ґрунт при використанні того чи іншого виду робочого органу. При пасивному куті атаки зубця поверхневі шари ґрунту направляються вниз, а разом із ними всі пожнивні рештки, котрі могли залишитися від попередньої операції. Це обумовлює оптимальний малюнок перемішування. Тут потрібно бути обережним при налаштуванні машини, адже постійний обробіток на одну глибину з року в рік призводить до формування ущільнень, схожих на плужну підошву. Ущільнення можуть заважати розвитку кореневої системи та її зв’язку з вологою, котра знаходиться під посівним горизонтом. Щодо зубців з активним кутом атаки - вони схильні піднімати ґрунт. Ефект перемішування буде слабшим, але на поверхню будуть винесені крупні грудочки, які подалі захищатимуть поле від водної та вітрової ерозій. До того ж, такі зубці підривають неглибокі ущільнення і запобігають їх повторному формуванню.
Ротаційна борона чи культиватор здійснюють також аерацію (кондиціонування, провітрювання) ґрунту. Для передпосівного обробітку або догляду за парами - це дуже корисний інструмент. Самоочисні робочі органи, які встановлюються на таких боронах, не забиваються навіть при липкому ґрунті й у мокрих рослинних залишках. А прикочування катком, який є невід’ємним елементом будь-якої ротаційної борони чи культиватора, сприяє закриттю вологи.
Прикладом такого знаряддя може служити Zirkon - ротаційна борона компанії Lemken, яка застосовується для всіх видів передпосівного обробітку ґрунту. Активні робочі органи агрегату Zіrkon оптимально готують посівне ложе на глибині до 15 см шляхом інтенсивного перемішування й кришення. Інтенсивність обробітку ґрунту можна цілеспрямовано регулювати.
Ножові зуби довжиною 340 мм і завтовшки 20 мм гарантують тривалий термін служби. Заміна робочих органів відбувається швидко й навіть без використання інструментів. Zіrkon може використовуватися як позаду трактора, так і на фронтальному навішуванні, а також у комбінації із сіялками.
Описані знаряддя є і в продукт-лінійці німецького виробника сільгосптехніки Amazone. Це ротаційна борона КЕ та ротаційний культиватор KG, які зазвичай застосовуються у технологіях традиційного або безвідвального обробітку, відповідно після плуга або культиватора, чи борони. Різниця між КЕ та KG полягає у виді застосовуваного зубця - з пасивним та відповідно активним кутом атаки. При цьому є змога вибрати різні варіанти машини: звичайні Specіal, для важких умов роботи та посилені, Super - для надважких. Окрім того, KE існують у виконаннях до 4 м, а KG - навіть до 6 м (складаються до 3 м). Ці агрегати можуть завдяки використанню меншої кількості роторів із подовженими валами без проблем проходити навіть надзвичайно велике скупчення соломи або груддя землі. Борона KE та культиватор KG у будь-якому варіанті мають неординарну міцність завдяки подвійній посиленій рамі, роторним валам із кріпленнями для зубців, виготовленим як єдине ціле, і пружинному кріпленню зубців. Додатково є змога регулювати частоту обертання роторів для підвищення інтенсивності обробітку.
Слід зазначити, що ротаційні борони KE та культиватори KG можуть агрегатуватися зі звичайними механічними сівалками, що перетворює останню у справжню комбіновану посівну машину. Спеціально для господарств, які провадять інтенсивний обробіток ґрунту, для борін KE Specіal й KE Super розроблене пристосування для фронтального агрегатування. Особливо часто фронтальне навішування ротаційної борони застосовується на картоплі та комбінується з картоплесадильною машиною. Для господарств, що вирощують картоплю, до речі, пропонуються зубці довжиною 40 см.
Ротаційні борони робить і такий відомий виробник ґрунтооб-робної техніки, як компанія Vogel & Noot. Вони пропонують, зокрема, агрегати активного боронування Terramat та Arterra у декількох модифікаціях. Є ротаційні борони також у лінійці машинобудівних компаній Quivogne, John Deere, Rabe тощо. Тобто це інструмент вже доволі поширений у світі, хоча в Україні ми їх бачимо не часто.
Агротехнічні показники ефективності роторних борін залежать від їхніх конструктивних параметрів - числа робочих елементів, радіуса й взаємного розташування робочих органів. Незалежно від моделі така борона чи культиватор допомагає розпушити ґрунт навіть на перезволожених чи дуже важких ґрунтах та досягти при цьому оптимальних умов для посіву.
