سیب زمینی چهارمین محصول پرمصرف در جهان است اما تولید پایدار آن با مخاطرات زیادی روبهرو است. شرایط خاک مطلوب برای تولید سیب زمینی، خاکی با چگالی ظاهری و مقاومت کم، هوادهی خوب، عدم وجود سله برای کارآیی بهتر علف کش و دمای کمتر از 3/9 درجه سانتیگراد برای جوانه زنی، تنفس ریشه و رشد غده می باشد (6).
تراکم خاک به عنوان یک مشکل در اراضی کشاورزی از اواخر قرن نوزدهم با ورود ماشین های بزرگتر و سنگین تر در تولید تجاری محصولات کشاورزی، شناخته شد (5). در تولید سیب زمینی به دلیل استفاده بیشتر از ماشین، ریسک متراکم شدن سطحی و عمقی خاک خیلی بیشتر از دیگر محصولات مهم کشاورزی است (4).
مقاومت زیاد خاک، توسعۀ ریشه و در نتیجه دسترسی گیاه به منابع خاک زیرین را محدود می کند. توانایی توسعۀ ریشه در خاکهای با مقاومت زیاد در بین انواع گیاهان متفاوت است. گیاهان یکسالۀ دولپه ای (مانند حبوبات شامل: نخود، عدس، لوبیا و ...) که ریشههای ضخیم تر دارند نسبت به گیاهان یکسالۀ تکلپه ای (مانند غلات)، توانایی بیشتری در گسترش ریشه در خاک های با مقاومت زیاد دارند. به علاوه، گیاهان دولپه ای می توانند شبکۀ خلل و فرج زیستی خاک را بهبود بخشند و کانال هایی به سمت لایۀ زیرین خاک برای محصولات بعدی ایجاد کنند اما امروزه غلات و دیگر گیاهان با ریشه های نازک و فیبری (مانند سیبزمینی) به طور وسیعی در برنامه کشت سالیانه غالب شدهاند.
ریشه بیشتر گیاهان می تواند در خاک های با فشردگی دو تا سه مگاپاسگال نفوذ کند ولی نفوذ ریشه سیبزمینی در خاکی با فشردگی یک مگاپاسگال محدود می شود. به هر حال عمق تراکم و تنش رطوبتی در گیاهان با ریشه سطحی و عمیق متفاوت است (3). تراکم سطحی خاک را می توان با انجام عملیات خاکورزی معمول و سطحی از بین برد اما تراکم عمقی را باید با زیرشکن و یا در برخی شرایط با ماشینهای خاکورز قلمی عمیق حذف کرد. اگر زیرشکن در شرایط رطوبتی مناسب زده شود، این وسیله میتواند فشردگی خاک را از بین ببرد (شکل 1). به این معنی که خاک باید نسبتاً خشک باشد تا موجب خرد شدن لایه سخت شود. در صورتی که خاک مرطوب باشد، فقط شکاف باریکی در خاک بهوجود می آید که احتمالاً بهسرعت بسته می شود و فشار وزن تراکتور و گاوآهن زیرشکن می تواند باعث فشرده شدن خاک شود. زیرشکن ها می توانند لایه های زیر عمق خاکورزی معمول را سست نمایند. این وسیله را می توان قبل از کاشت (به دو صورت: زیرشکنی در تمام زمین یا فقط در ردیف هایی که بعداً غده سیب زمینی کشت می شود) و یا بعد از کاشت (زیرشکنی بین ردیفی) استفاده کرد (1).
در صورتی که خاک زیر سختلایه خیلی اسیدی یا بازی (قلیایی) باشد، ممکن است به ریشه گیاه آسیب برساند لذا از کاربرد زیرشکن در این نوع خاکها باید اجتناب شود. در صورتی که خاک زیر سختلایه خاک سست یا سبک باشد، انجام عملیات زیرشکنی خاک ممکن است باعث افزایش مصرف آب شود لذا کاربرد زیرشکن در این نوع خاکها توصیه نمی شود.
به طور کلی از مزایای استفاده از زیرشکن می توان به کاهش مقاومت خاک، افزایش عمق ریشه دهی و چگالی ریشه، افزایش سرعت نفوذ آب و افزایش آب قابل دسترس اشاره کرد. هزینه بالا و نیاز به تراکتورهای قوی از معایب استفاده از زیرشکن میباشد. اگرچه تراکم خاک بحث جدیدی نیست اما نتایج متفاوتی از اثر زیرشکنی برای برطرف کردن تراکم عمقی خاک و نیز مزایای آن در تولید سیب زمینی وجود دارد.