以适当的机电动力、作业机具和耕作技术对各种农业用地进行土壤加工作业的过程。即在粮食、蔬菜、牧草、林木等各种作物的播种或栽植前和生长发育的各个阶段，以及在土地休闲时期，根据需要对土壤和地表进行加工，创造有利于植物出苗和生长发育的地表形状、覆盖和植被情况、土层构造和有关的环境条件，并为动植物废弃物的分解提供良好的条件。

人类在进入农业社会伊始，就了解经动物扒松的土壤较其周围紧实的土壤更适于植物的生长，在长年的实践中先后创造了松土灭草的工具——耒耜和牛犁，实行了年年耕耘的耕作制。可以说，自古以来，没有耕耘就没有农业。在经历千百年的牛犁阶段之后，随着近代钢铁工业和机械动力的出现，发展了能耕达20厘米以上较大深度的畜力钢犁和提高生产效率达百倍的大型拖拉机和大型机引多体钢犁及各种整地机具。然而伴随着大型拖拉机和耕具的使用也出现了土壤严重压实和商品能源的大量消耗。随着计算机技术、系统分析、优化科学和建模与数值技术的发展，土壤耕作及土壤耕作技术装备的软科学研究受到重视。硬技术也有所发展，如少耕法、免耕法及其机具的发展，拖拉机形态的研究和减少压实措施的开发，土壤耕作与植物生长发育相互关系，土壤—机器、土壤—水分、土壤—植物—大气循环等系统的研究。

中国在1949年以前，长期使用各式既能犁翻又能打埂开沟、用途较多的旧犁及齿耙。50年代初在增补旧式农具的基础上，推广了耕作深度较大、用途单一的新式步犁、双轮双铧犁、山地犁、水田步犁和三齿（或五齿）耘锄、铲耥机等畜力农具。国产履带和轮式等中型拖拉机和手扶拖拉机成批生产后，主要推广配套的有牵引式五铧犁、悬挂犁、圆盘耙和中耕机等。70年代中后期完成南方和北方的各种牵引、悬挂、双向、深耕、开荒和绿肥地翻耕犁、旋耕机、旋转打茬机、圆盘耙、齿耙、驱动耙、中耕机和开沟、起垄、平地等配套产品的系列设计。70年代后期大面积推广了垄作地区的平地、耕翻和深松机具，有：深松犁、松土机、耕松作业机、悬挂垄作通用机、联合垄作机等。80年代随着东北垄作地区和南方一些地区的少耕法试验的开展或局部推广，发展了诸如间隔深松等一些少耕机具。中国的土壤耕作基本上有如下六种类型：东北、西北一熟平作地区的秋翻（或深松）秋整、春顶凌播种或整地播种型；垄作地区或抗旱沟种地区的翻耕及间隔深松型；稻作地区的翻（松）旋耕型；旱作土壤粘重地区的适于旋翻（松）旋耙型；间套作地区的行间翻（松）旋耙型；菜田、果园的翻（松）旋耕型。

①按一定的紧密度分布改变耕作层的土壤结构。如翻耕或间隔深松（破硬底层）使土壤疏松以利雨水渗透、气体流通、根系下扎；整地以形成松紧度适宜的粒状结构，创造水、气、热、肥、机械强度（扎根、防倒）良好的条件；松碎表土以加速干燥，形成保墒覆盖层；全面或局部压密以提墒，增加种子和土壤接触，减少沟底、田底和坝埂的漏水。②改变田间地面形状。如在播种、灌溉、排水及绿化中的平地，建筑和清理沟、埂、垄、畦、条田、台田，在地表铺秸秆、沙石、薄膜或涂胶泥、喷沥青化合物，以减少水分蒸发、风蚀、水蚀等。③消灭杂草和病虫害。④翻土将外物埋入、混入土层。如肥料、残茬、护苗覆盖用的纸、土壤改良剂、排水管道等。⑤从土层中分离出根茎、石子、大坷垃或其他物体。⑥混合或拌匀。如胶土掺砂，水田的耕耘至水土相融，肥料或土壤改良剂的混合等。

随着科学技术的进步，一些原来需用土壤耕作机械来完成的功能，已经可用化学措施或生物措施更好地或更经济地完成。如施用除莠剂代替某些中耕除草；用留茬覆盖、直接播种的免耕法代替播前耕翻等，以减少对土壤耕作次数。

包括耕整地机械化、行间中耕机械化、少耕作业机械化等。相应的土壤耕作机器系统由基础耕具（或称耕地机具），整备种床的辅助耕具（或称整地机具），中耕机具及特殊用途耕作机具组成。

土壤耕作机器系统

耕作机械由一个或一组耕作部件配以辅助机构而组成，而任何即使是最简单的部件或耕作工具，往往同时在不同程度上起切土、剪裂、破碎、压实、移土等多种工艺作用，在作用过程中相互影响。土壤在耕作机械作业后所达到的状态，不仅因不同类型耕作部件及其参数变化而异，而且受土壤的含水量、耕作前状态和耕作时边界条件等的影响。最终所需的土壤状态，往往不是一次作业所能达到；有时在一次作业后需要间隔一段时间，经调节含水量之后再进行后续作业，以达到更佳效果。为了能以较少的机具装备，满足多变的要求，各国的做法是给不同地区制定一套适用于本地区土壤耕作的机器系统，在生产中将相互衔接、相互补充、宽窄配套的机具及工具按一定顺序、间隔和重复次数进行作业，配合以适当的生物措施和化学措施，因地因时制宜地组成一定的耕作法。土壤机器系统与土壤耕作法是相互依存、配合发展的。

制约因素

一个地区的土壤耕作措施及所使用的耕作机具，受农场（户）经营规模和产品结构，土质和地形、气候条件，社会经济条件以及支农工业产品的供应状况和科技水平所制约。因此，新型土壤耕作机械的研制设计，往往需要与耕作法的实施经验结合进行。中国农业水资源极其缺乏，且地区间和季节间的分布很不平衡，旱涝灾害频繁，水土流失严重，土壤有机质含量与肥力都过低；灌溉农业地区的次生盐碱化和积水地区的潜育化极其普遍。因此，中国各地区土壤耕作机械的研制和设计，将以蓄雨保墒、保土、提高腐殖质和肥力以及低能耗为特征。

设计要求

合理设计工作部件的形状、相对位置和运动方式、运动速度等，控制部件运动中所需的力，以便以最低能耗获得符合需要的土壤状态或使后续作业减至最少；合理安排相邻工作部件之间的配置关系，使相互作用的影响达到最优化；实现组成机器系统各机具间的最佳配合。

耕作部件的阻力

根据一些学者的研究结果，得出耕作部件运动速度与阻力间的一些经验公式。如麦其宾（E.G.Mckibben）和里德（I.F.Reed）的公式为：

ρ＝k(v-3)^1.5

式中 ρ为耕作阻力（磅力）；v为耕作速度（英里/小时）；k为系数，等于常耕速度（4英里/小时）下的阻力。如改用国际制单位（牛和米/秒），则公式可改为：

ρ＝k′(_v-1.34)^1.5

其中系数k′≈14.88k。戈里亚契金（В.П.Горячкин）的公式为：

ρ＝ρ₀＋εv²

式中 ρ为牵引阻力（牛）；ρ₀为接近零速下的阻力（牛）；v为前进速度（米/秒）；ε为系数（牛·秒²/米²）。

耕作部件设计原则

根据土壤耕作力学的基本原理，可以得出下述一些设计原则：①使力作用于土壤的方向是起到所需效果的最小阻力方向。②应利用半无限土体本来的机械刚度作为施力的支撑，避免先分割出土块然后加力。③部件与土壤的几何关系应或是使土壤受到最小的约束（如小进刀量的切削、靠近沟边的切削），或是对约束力量有所利用（如镇压器压碎土块时的情况）。④注意利用施力的速度，利用惯性力于碎土。⑤控制施加力的作用范围，避免土壤压实变硬，增加后续作业的阻力；避免辅助工序的施力抵消主要作用的加工效果。⑥注意利用部件的形状、运动及施加的力来影响土垡、土块的形状和尺寸，并使其尽可能稳定。⑦利用复式工作部件来进行有顺序的加工，以获得较好较匀的结果和有效地利用输入的动力。④须施加连续的力来完成一个复杂的作用。

使用原则

重要的是掌握农时；选择土壤水分适宜时进行作业；选用适当的机具及作业参数（如耕深等）。

继续探索适合不同地区要求的新型耕作法和耕作机具，以最小的能耗、最低的成本即节水提温保肥除害，使土壤达到作物所需的最佳状态，充分利用自然资源；将耕作时机具对土壤的压实作用和在作物生长过程中水、肥、土的流失减少到最小限度；使土壤耕作朝着有利于改善生态环境的方向发展等。

研制低能耗工作部件和机具的途径有：拖拉机与耕作机具所组成的系统更为合理化，如前后同时悬挂耕犁以便充分利用拖拉机前轮的附着性能；部件几何形状参数的合理化，如采用菱形犁以缩短纵向间距，采用窄翼犁、栅条犁以减少阻力；用高硬度钢抛光或用聚四氟乙烯作复合犁壁表面；用电渗效应或涂料以减少土壤与工作表面的粘附和摩擦阻力；利用振动以减少牵引阻力；研制组合式工作部件；发展新的耕作方式与技术，如利用空气压力耕作（空气管道耕法、气力振动耕法、压入空气以减少工件表面与土垡之间摩擦阻力），利用油气频爆耕作等。