可持續農業戰略目標的的實現必需要進行保護性耕作，這是一場新的耕作革命。這不僅能夠保證糧食安全，提高耕地質量，還能夠促進農業可持續發展的建設。耕作方式的改變帶來的是土壤理化性質的變化，那么免耕方式的改變是否會引起土壤的變化而影響到作物的生長呢？土壤硬度是指土壤對外界垂直穿透力的反抗力，反映了土壤孔隙狀況及土粒間結持力的大小．土壤硬度直接關系到耕作阻力、作物出苗及根系生長發育，對土壤水分入滲、保持和供應以及土壤通氣性有直接影響，同時也間接影響土壤養分轉化、運輸以及土壤熱特性等指標，因此土壤硬度對作物生長、發育和產量具有重要影響．土壤硬度計是測定土壤硬度的主要儀器，其結果準確可靠，為研究提供的幫助。
　　
    土壤硬度和土壤容重是影響植物生長和作物產量的兩個重要指標，目前關于耕作方式對土壤硬度和土壤容重影響的研究結論存在差異．有研究表明，免耕能夠增加土壤硬度，主要作用于0～7.5cm土層，對作物的生長不利，并影響作物產量;但也有研究認為，由于保護性耕作中大量秸稈還田，為土壤動物提供了豐富的食物來源，幾年后，土壤動物，如蚯蚓的頻繁挖洞能夠改善土壤硬度。
　　
    采用數顯土壤硬度計對玉米連作和玉米-大豆輪作的免耕、秋翻處理以及傳統耕作小區的土壤硬度進行田間測定．土壤硬度計隨土壤深度的變化自動計數，每2.5cm記錄一次，測定深度2.5～30cm，水平間距10cm，4次重復．免耕顯著增加了土壤硬度且主要表現在2.5～17.5cm土層范圍內。免耕對土壤不進行擾動，土壤自身下沉而引起土壤顆粒之間排列比較緊實;而秋翻處理每年對土壤進行翻耕，使得上層土壤比較疏松，故土壤硬度較小．免耕由于減少了機械作業的次數，同時也減少了對土壤的翻耕擾動，因此，免耕處理的橫斷面土壤硬度曲線起伏較小．而秋翻處理和農民傳統耕作對土壤進行翻耕起壟，由于翻耕帶來耕畜踐踏壓實和三角鏵犁剪切力的作用，形成土壤硬度較大的犁底層，因此，土壤硬度以苗眼為中心向相鄰兩側呈V字型變化．
　　
    通過土壤硬度計對不同的輪作模式下的土壤的測定發現不同模式會造成不同的變化，玉米連作下土壤硬度高于玉米-大豆輪作，其原因可能是種植大豆促進了蚯蚓數量的增加，從而減小了土壤硬度．有研究表明，大豆秸稈還田可能為蚯蚓提供更豐富的食物和能量來源，而且與玉米相比，種植大豆能夠減少土壤水分蒸發，為土壤動物尤其是蚯蚓提供潮濕的生存環境，增加了蚯蚓數量及其活動性。