土壤是陆生植物生长繁育的基础，是植物生态系统的重要环节，是万物生长之根本。我国是一个拥有十三亿人口的大国，占世界总人口的22％，耕地面积只占世界耕地面积的7％。随着人口数量增加，城市化、工业化进程加快，耕地面积减少，粮食需求量增加，提高产量成为农业领域一个值得关注的课题，促使农业不断向精细化、高产化方向发展。通过对土壤有效耕作，改变土壤物理条件，为植物提供一个良好生长环境，在一定程度上有利于植物生长，提高作物单位面积的产量。 土壤机械阻力是土壤的重要物理特性，同时也是关系植物生长的重要指标。适宜的土壤强度能够为植物的生长和水肥吸收创造良好条件，带来经济效益。土壤机械阻力与植物生长之间是一种“应力-生长”的关系，通过对“土壤机械阻力-植物生长”数学力学特性的研究，可以定量地描述土壤机械阻力与植物生长之间的相互关系，为描述在不同土壤机械阻力条件下的植物生长状态提供了一种切实有效的方法，具有重要的研究价值。 本文以大豆为研究对象，采用室内盆栽的方式，取4个不同的土壤强度水平，采用逐步增压的方法，对处在不同生长期的根系周围土壤进行压实处理；通过破坏性试验定期将大豆从土壤中取出，测量因机械阻力变化所引起的根、冠生物量的变化。从量化的角度研究植物在不同生长阶段机械阻力变化对植物根、冠生长及其相互关系的影响。通过试验发现，随着植物的不断生长，土壤机械阻力变化对根系生长的影响呈现“强-弱-强”的趋势；对冠部生长的影响呈现逐步减小的趋势。同时机械阻力增加导致根冠比相对下降，根系生物量下降，生长能力相对减弱。 在试验基础上，本文基于植物生长动力学原理建立具有时滞特性的植物生长动态模型，模拟土壤机械阻力变化条件下植物的生长过程。通过参数获取以及模型验证证明该模型结构合理，能够对在不同土壤机械阻力条件下的大豆生长进行有效模拟。并通过模型分析，证明大豆根系在生长过程中生长状态并非恒定不变，是由一系列受土壤机械阻力条件和生长时间影响的稳定和非稳定状态组成，说明机械阻力变化导致根系生物量积累速率变化较大；冠部生长状态相对稳定，说明受到机械阻力的冠部生物量积累仍然能够以一定速率增加。