Несмотря на то что история плуга, как мы уже об этом знаем, насчитывает тысячелетия, до конца XIX столетия еще не было выработано единых требований к плугу. Одни считали, что плуг надо делать так, чтобы оборачиваемые пласты почвы устойчиво опирались один па другой, другие – что пласты должны прежде всего крошиться, третьи исходили из того, что в результате пахоты надо стремиться к образованию максимальной поверхности пашни, контактирующей с воздухом.

Для строгого инженерно-технического подхода к проектированию плугов нужны были научные обоснования. А их не было. Не были изучены физико-механические свойства различных почв: механическая прочность, пластичность, липкость, силы трения в зависимости от влажности. Не было и методов расчета плуга в зависимости от свойств обрабатываемой среды.

Плуги разрабатывались эмпирически, на основе опыта предшественников, личной наблюдательности, сообразительности и, наконец, интуиции мастеров. Элементы геометрических построений для получения винтовой поверхности отвала уже упоминавшихся итальянских аббатов Ламбурчини и Ридольфи не могли стать необходимым основанием для создания теории проектирования плугов, так как, во-первых, совершенно не учитывали свойства почвы, а во-вторых, не принимали во внимание цели пахоты.

Попытка француза Грандвуале в 1855 г. создать теорию отвала на основе минимума энергетических затрат на вспашку без учета главного показателя – качества вспашки также, разумеется, не могла иметь успеха.