我国小麦、玉米两熟农区主要分布在北京、天津、河北、山东、河南等区域，面积约2亿亩，是我国重要的粮食产区。农区的耕作方式主要为两茬平作，玉米秸秆粉碎还田，这种耕作方式地表秸秆量大。秸秆直接还田可提高土壤肥力，既解决玉米秸秆环境污染问题又可充分利用资源，但秸秆直接还田的耕作方式会使大量秸秆置于地表，只依靠旋耕整地很难有效减少播种时地表的秸秆，进而影响作物的出苗率。小麦、玉米秸秆还田后的耕作方式主要有耙耕、铧式犁翻耕和旋耕机旋耕，其中旋耕应用最为广泛，在小麦、玉米两熟地区的使用率占到90%以上。小麦播前地表覆盖大量的粉碎后的玉米秸秆和还没有腐烂的小麦秸秆。由于连年旋耕，且旋耕深度一般不超过12cm，形成了坚硬的旋耕作业犁底层，致使麦田耕层越来越浅，蓄水保肥能力下降；又由于一年两熟地区玉米秸秆量大，旋耕后播种土壤层秸秆含量大，影响部分小麦的出苗率和生长，尤其是返青期进行肥水管理之后，随着气温的回升，秸秆逐渐腐烂，在此过程中产生的有毒物质危害小麦根系，小麦根系受害变黄生长停滞，致使麦苗叶片因营养不良而发黄，生长缓慢甚至停止，最终影响小麦的产量。为了减少在秸秆还田条件下整地后播种层土壤秸秆含量，针对旋耕在小麦、玉米两熟地区耕作的不足，课题主要研究增加耕深同时减少地表秸秆的农业机具。课题组首先从静力学的角度对铧式犁和旋耕机的耕作原理进行了分析，确定前部翻耕后部旋耕的联合整地机的初步思路，设计了多种铧式犁的翻耕布置方案并对方案进行了大量试验；然后根据试验结果，改进了铧式犁的配置、机架的尺寸以及悬挂的设计方案，并对关键部件犁柱的应力应变做了简单的有限元分析；最后，课题组使用改进后的1GFX-200翻旋整地机进行了大量试验。试验表明，1GFX-200翻旋整地机能够处理部分地表秸秆，并加大耕深，效果优于旋耕。