به منظور بررسی اثر خاک ورزی با گاوآهن شخم زیر سطحی نسبت به گاوآهن های رایج در مناطق دیم بر حفظ بقایای گیاهی و ذخیره رطوبت خاک طی فصل آیش، این آزمایش در سال 1390 در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با تیمارهای آزمایشی شامل پنج روش خاک ورزی با نمونه برداری در سه عمق مختلف خاک 10، 20 و 30 سانتی متری در سه تکرار انجام شد. تیمارهای مورد بررسی در این طرح شامل خاک ورزی به وسیله گاوآهن شخم زیر سطحی، گاوآهن برگردان دار، گاوآهن پنجه غازی، دیسک و سیستم بدون خاک ورزی به عنوان شاهد بود. برای انجام این آزمایش ابتدا گاوآهن شخم زیر سطحی طراحی و ساخته شد. این گاوآهن از طریق اتصال سه نقطه ای به تراکتور وصل شده و نیروی خود را از محور توان دهی تراکتور می گیرد. این گاوآهن دارای تیغه های فولادی بوده که در زیر خاک چرخیده و عمل شخم زیرسطحی را انجام می دهد. این گاوآهن نسبت به ادوات رایج خاک ورزی در مناطق دیم بر روی صفاتی مانند حفظ رطوبت خاک، حفظ بقایای گیاهی در سطح خاک، سرعت نفوذ آب در خاک و مدفون شدن بذر علف های هرز مورد بررسی قرار گرفت نتایج نشان داد در بین انواع گاو آهن، شخم با گاو آهن زیر سطحی بالاترین میزان رطوبت خاک را داشت و بعد از شاهد (عدم شخم) در گروه برتر قرار گرفت، همچنین در تمامی تیمارهای آزمایشی با افزایش عمق خاک بر میزان رطوبت آن، افزوده شد. در مورد صفات حفظ بقایا در سطح خاک و مدفون شدن بذر علف هرز، شخم با گاو آهن زیر سطحی به همراه گاو آهن پنجه غازی در گروه مشترک قرار گرفت. تأثیر شخم با انواع گاوآهن ها بر روی سرعت نفوذ آب در خاک نشان داد که بیشترین میزان نفوذ آب در گاو آهن برگردان دار و در گروه بعدی گاو آهن پنجه غازی و گاو آهن زیر سطحی قرار گرفت. نتایج آزمایش ها نشان داد در صورتی که گاوآهن شخم زیر سطحی تکمیل و اصلاح و به تعداد ادوات خاک ورزی آن اضافه شود، می تواند وسیله مناسبی برای انجام عملیات خاک ورزی در مناطق دیم باشد که می تواند نقش بسیار زیادی بر کنترل علف های هرز، حفظ رطوبت خاک و حفاظت از خاک در مقابل عوامل مخرب داشته باشد و در نتیجه باعث افزایش عملکرد شود.