Травопольная система земледелия в понимании Вильямса должна рассматриваться как широкий комплекс взаимосвязанных мероприятий, — только при осуществлении всех их в комплексе травопольная система может дать полный эффект одновременно для всех отраслей сельского хозяйства и несказанно повысить производительность труда в нем.
Вильямс писал: «Травопольная система земледелия всеми своими неразрывно связанными и друг друга определяющими и подкрепляющими звеньями — системой севооборотов, системой обработки почвы, системой удобрения растений, системой полезащитных лесных полос — обеспечивает устойчивые условия плодородия почв и высокую урожайность растений, создание мощной и устойчивой кормовой базы для продуктивного животноводства, а следовательно, и неизмеримо более высокую производительность труда. Травопольная система земледелия позволяет по-настоящему, по-большевистски применить все лучшие достижения стахановцев сельского хозяйства. Только травопольная система земледелия способна решить поставленную партией и правительством задачу дальнейшего согласованного мощного развития двух важнейших отраслей социалистического сельского хозяйства — растениеводства и животноводства. Травопольная система земледелия необходима теперь колхозам и совхозам, как воздух, она — путь к новым победам социалистического сельского хозяйства, путь к еще большему расцвету радостной жизни колхозников и всего народа нашей великой родины».
Центральной агротехнической задачей травопольной системы Вильямс считал создание прочной комковатой структуры почвы. Ведь уже давно ученый на огромном числе фактов и экспериментов, проведенных в лаборатории, на опытном поле и в природе, показал, что только в структурной почве водный, воздушный и пищевой ее режимы складываются таким образом, что, не препятствуя друг другу, обеспечивают наилучшие условия развития растений, то-есть наивысший уровень плодородия почвы.
Почва с хорошей структурой способна поглотить 85 процентов выпавших атмосферных осадков и прочно удерживать полученный запас влаги. В отличие от этого бесструктурная почва поглощает не более 30 процентов осадков, легко отдавая при этом собранный ею запас влаги обратно в атмосферу. Не просочившиеся в бесструктурную почву дождевые и снеговые воды бесполезно стекают по поверхности почвы, ведут к ее усиленному смыву и размыву, к образованию оврагов — бича земледелия.
Каждый структурный комок, как показал Вильямс, внутри пропитан водой, а снаружи обильно «обмывается» почвенным воздухом. Поэтому на поверхности комков протекает аэробный процесс разложения органических веществ. При этом образуются окисленные минеральные соединения, необходимые для питания растений. Внутри структурного комка нет воздуха, и здесь устанавливается анаэробный процесс, задерживающий минерализацию органического вещества и способствующий накоплению перегноя. Таким образом, сочетание в структурном комке этих двух противоположных процессов — аэробного и анаэробного — чрезвычайно выгодно для поддержания плодородия почвы на высоком уровне. Подчеркивая огромное производственное значение прочной комковатой структуры, Вильямс говорил: «Каждый комок служит как бы сберегательной кассой, которая мешает почве сразу растратить все свои богатства. По мере того как растение использует элементы пищи на поверхности комка, оно находит все новые и новые количества пищи, которые нужны растению. Но общая масса пищи, запас, богатство почвы сохраняется, ибо не растрачивается впустую».
Но структурный комок, даже самый прочный, не вечен. Постепенно аэробный процесс вторгается все глубже и глубже внутрь комка и разъедает его. Структура почвы разрушается, распыляется.
Для ее восстановления и служит система ротации, то-есть определенного чередования культур на полях, при котором в течение 7–10 лет на каждом поле 1–2 года подряд возделываются разные смеси злаковых и бобовых трав. Они-то и восстанавливают структуру почвы, воспроизводя луговую стадию дернового периода почвообразования.
После того как поле побыло год-два под травами, используемыми на корм скоту, их запахивают непременно плугом с предплужником. Потом в течение ряда лет поле засевается различными культурами в зависимости от специализации района и заканчивается ротация удобренной озимью (рожь или пшеница) с подсевом смеси многолетних трав. При таком чередовании культур прежде всего будет систематически восстанавливаться почвенная структура, все культурные растения будут сеяться вслед за хорошими предшественниками, в связи с возрастанием почвенного плодородия увеличатся урожаи всех культур.