可持续农业战略目标的的实现必需要进行保护性耕作，这是一场新的耕作革命。这不仅能够保证粮食安全，提高耕地质量，还能够促进农业可持续发展的建设。耕作方式的改变带来的是土壤理化性质的变化，那么免耕方式的改变是否会引起土壤的变化而影响到作物的生长呢？土壤硬度是指土壤对外界垂直穿透力的反抗力，反映了土壤孔隙状况及土粒间结持力的大小．土壤硬度直接关系到耕作阻力、作物出苗及根系生长发育，对土壤水分入渗、保持和供应以及土壤通气性有直接影响，同时也间接影响土壤养分转化、运输以及土壤热特性等指标，因此土壤硬度对作物生长、发育和产量具有重要影响．土壤硬度计是测定土壤硬度的主要仪器，其结果准确可靠，为研究提供独有的帮助。
　　
    土壤硬度和土壤容重是影响植物生长和作物产量的两个重要指标，目前关于耕作方式对土壤硬度和土壤容重影响的研究结论存在差异．有研究表明，免耕能够增加土壤硬度，主要作用于0～7.5cm土层，对作物的生长不利，并影响作物产量;但也有研究认为，由于保护性耕作中大量秸秆还田，为土壤动物提供了丰富的食物来源，几年后，土壤动物，如蚯蚓的频繁挖洞能够改善土壤硬度。
　　
    采用数显土壤硬度计对玉米连作和玉米-大豆轮作的免耕、秋翻处理以及传统耕作小区的土壤硬度进行田间测定．土壤硬度计随土壤深度的变化自动计数，每2.5cm记录一次，测定深度2.5～30cm，水平间距10cm，4次重复．免耕显著增加了土壤硬度且主要表现在2.5～17.5cm土层范围内。免耕对土壤不进行扰动，土壤自身下沉而引起土壤颗粒之间排列比较紧实;而秋翻处理每年对土壤进行翻耕，使得上层土壤比较疏松，故土壤硬度较小．免耕由于减少了机械作业的次数，同时也减少了对土壤的翻耕扰动，因此，免耕处理的横断面土壤硬度曲线起伏较小．而秋翻处理和农民传统耕作对土壤进行翻耕起垄，由于翻耕带来耕畜践踏压实和三角铧犁剪切力的作用，形成土壤硬度较大的犁底层，因此，土壤硬度以苗眼为中心向相邻两侧呈V字型变化．
　　
    通过土壤硬度计对不同的轮作模式下的土壤的测定发现不同模式会造成不同的变化，玉米连作下土壤硬度高于玉米-大豆轮作，其原因可能是种植大豆促进了蚯蚓数量的增加，从而减小了土壤硬度．有研究表明，大豆秸秆还田可能为蚯蚓提供更丰富的食物和能量来源，而且与玉米相比，种植大豆能够减少土壤水分蒸发，为土壤动物尤其是蚯蚓提供潮湿的生存环境，增加了蚯蚓数量及其活动性。