در راس خاک ورزی اولیه، شخم قرار دارد. هدف از شخم، به وجود آمدن تغییرات فیزیکی مطلوب در خاک به‌منظور بهبود شرایط رشد گیاهان زراعی است. رابطه‌ی بین شرایط فیزیکی خاک با رشد گیاه «قابلیت کشت‌پذیری خاک» نامیده می‌شود. گاوآهن در طول هزاران سال وسیله‌ای بوده است که به وسیله‌ی آن شخم انجام می‌گرفته است و بستر بذر و بستر ریشه تهیه می‌شده است. گاوآهن های برگردان دار امروزی و گاوآهن های قدیمی که هنوز در بعضی از کشورهای توسعه‌نیافته مورد استفاده قرار می‌گیرند، از تکامل چنگک‌های چوبی به‌وجود آمده‌اند که توسط کشاورزان اولیه و دام‌هایشان کشیده می‌شدند.
مهمترین ادوات خاک‌ورزی اولیه عبارتند از: گاوآهن برگردان دار، گاو آهن بشقابی، گاو آهن بشقابی عمودی (تیلر بشقابی)، گاو آهن چیزل (گاوآهن شفره‌ای)، زیرشکن (گاوآهن اسکنه‌ای یا ساب‌سویلر)، گاو آهن دوار، پشته ساز، نهرکن و سایر ادواتی که سطح خاک را ناهموار به جای می‌گذارند.
کار گاوآهن چیست؟
گاوآهن برگردان دار که ممکن است فقط گاوآهن نامیده شود، خاک شیاری را که ایجاد می‌کند از زمین جدا کرده، آن را بلند می‌کند و بر می‌گرداند و بدین ترتیب اعمال زیر را انجام می‌دهد:
۱. تمام یا قسمتی از خاشاک و بقایای گیاهی را زیر خاک می‌کند.
۲. شخم به وسیله‌ی گاوآهن موجب تهویه‌ی خاک می‌گردد.
۳. موجب افزایش نفوذ و جریان آب در خاک می‌شود.
۴. بخشی از علف های هرز را از بین می‌برد. (در اثر بریدن، یا از جاکندن ریشه یا مدفون کردن گیاه).
۵. برخی از حشرات، یا تخم و لارو آنها را از بین می‌برد.
۶. موجب مخلوط شدن کودهای شیمیایی، دامی و سبز خاک می‌شود.
۷. بستر مناسبی برای بهتر سبز شدن بذر به‌وجود می‌آورد.
۸. ریشه ها، ساقه ها و غده های زیرزمینی را به سطح خاک آورده و باعث پوسیدگی آنها می‌شود.
مخلوط شدن بقایای گیاهی و تهویه خاک به رشد میکروارگانیسم ها کمک کرده، و میکرو ارگانیسم ها به نوبه‌ی خود باعث پوسیدگی و تجزیه‌ی خاشاک و سایر مواد آلی داخل خاک می‌شوند. تجزیه‌ی سریع مواد آلی باعث ازدیاد تولید ازت، فسفر و پتاس و سایر مواد غذایی گیاهی در خاک می‌شود. میکروارگانیسم های خاک همانقدر به شرایط مناسب گرما، رطوبت و هوا نیاز دارند که برای سبز شدن سریع بذر مورد نیاز است.
وقتی گاوآهن وارد خاک می‌شود، موارد زیادی به وقوع می‌پیوندد. نتایج در صورتی رضایت بخش خواهد بود که فرد شخم کننده، شرایط خاکی را که می‌خواهد برای رشد محصول آماده کند، بشناسد. انجام یک شخم خوب، میزان عملیات خاک ورزی ثانویه را که برای آماده سازی خاک جهت رشد محصول لازم است، کاهش می‌دهد.
لایه‌ای از خاک که توسط گاوآهن شخم زده می‌شود، بستر بذر و قسمت عمده‌ای از بستر ریشه را می‌سازد که مورد استفاده گیاه قرار می‌گیرد. گیاه حدود ۹۵ درصد از سیکل عمر خود را در بستر ریشه و فقط ۵ درصد آن را در بستر بذر می‌گذراند. قسمت‌های مهم تشکیل دهنده‌ی یک گاوآهن برگردان دار عبارتند از: خیش، ساقه، ضمایم گاوآهن و شاسی یا قاب.
