传统的耕作方式连续多年耕作，使土壤严重压实、耕作层变浅、土壤板结，导致耕作层中有机质含量下降、蓄水力低，农作物根部生长范围减小，以至于产量下降。深松作为一种有发展潜力的保护性耕作方式，现已在全球各地展开。深松技术可以增加农作物产量，特别是根部在较深土层作物的产量，是一项经济有效的保护性耕作技术。深松可以破坏犁底层，并且不扰乱土层，动土量小，提高耕作层蓄水保墒的性能，保持耕作层下的土壤有一定水分;另外，深松还可消除耕作层的土壤板结，改良土壤的性状，为作物提供适宜的生长条件，有利于土壤微生物的繁殖，丰富了农作物生长所需要的营养，使作物根系发育良好，进而提高作物产量。　　深松铲作为深松机中主要工作部件，其形状和尺寸参数直接影响着深松机的牵引阻力和深松作业效果。为研究深松机具的牵引阻力、深松铲对土壤的扰动范围与深松前后土壤硬度的变化，论文结合实际情况，自行设计了深松铲试验装置，通过UG NX建模，将三维模型导入Ansysworkbench中，对试验装置的关键部件进行有限元分析，确保试验装置能承受预计的牵引阻力。　　利用试验装置对不同铲形的深松铲进行单因素试验，在鸭掌形铲的单因素试验中得到深松深度与牵引阻力的拟合方程，通过拟合方程可得到不同深度对应的阻力值:深度为10cm对应的阻力为0.405KN，当深度为20cm对应的阻力为0.947KN，当深度为30cm对应的阻力为2.399KN，当深度为40cm对应的阻力为5.571KN。深松度在10cm到40cm范围内，深度每增加10cm，牵引阻力增长1.3-1.5倍。在不同铲形的单因素试验中得到深松铲面积与牵引阻力的拟合方程，通过拟合方程得到:深松铲面积为100cm2对应的阻力为4.419KN，深松铲面积为200cm2对应的阻力为5.215KN，深松铲面积为300cm2对应的阻力为5.68KN。　　采用6101型数字式土壤硬度测试仪对深松前后的土壤硬度进行采集，得到土壤硬度矩阵，应用Matlab制作GUI界面，将得到的土壤硬度矩阵绘制成三维曲面、等值线以确定深松前后的土壤硬度变化范围，进而分析深松铲对土壤的扰动范围。　　为了优化深松铲的结构参数，采用四因素三水平的正交试验，应用Design-Expert对试验结果进行分析，得到回归方程。定量研究深松铲各结构参数和牵引阻力的影响。依据回归方程的方差分析表中F值的大小，可知各因素对深松铲牵引阻力的影响程度依次为:深松深度＞翼宽＞入土角＞翼张角。　　一般的最浅深松深度为20cm，当深松深度超过30cm时，对土壤的扰动能力降低而阻力大幅提升，故对深松深度为20cm、30cm时的参数进行优化:深松深度为20cm时，翼张角为45.28°、翼宽为85.78mm、入土角为21.87°对应最小牵引阻力为2.0349KN;深松深度为30cm时，翼张角为46.16°、翼宽为82.94mm、入土角为20.41°对应最小牵引阻力为2.9257KN。