Apuntando a resolver los problemas del alto costo de la extracción manual, la baja fiabilidad de los dispositivos de extracción existentes y las altas tasas de rotura y de fugas en el proceso de reutilización de tallos de algodón después de ser retirados del campo en el área algodonera de Xinjiang, se investigó y diseñó una máquina para extraer y recolectar tallos de algodón aflojando el suelo y cortando raíces; se estableció un modelo de fuerza de corte de raíces; se calcularon y optimizaron los parámetros clave del cuchillo de corte en forma de V; y se determinaron los rangos del ángulo de corte deslizante, el ángulo de corte y el ángulo de entrada al suelo. Se construyó una simulación del proceso de excavación del cuchillo de corte en forma de V y el complejo raíz-suelo, y se aclaró el mecanismo de funcionamiento del cuchillo de corte en forma de V. Para verificar la fiabilidad y el rendimiento operativo del cuchillo de corte en forma de V, se utilizaron como factores de prueba el ángulo de corte deslizante, el ángulo de corte y el ángulo de entrada al suelo, y se realizó una prueba de superficie de respuesta con tres factores y tres niveles con la fuerza de rotura de raíces y el valor medio de la resistencia al corte como índices de prueba. Los resultados de la prueba fueron analizados mediante análisis de varianza, y los factores significativos que influyen en la fuerza de rotura de raíces en orden descendente fueron el ángulo de corte deslizante, el ángulo de corte y el ángulo de entrada al suelo. Los grados de influencia en el valor medio de la resistencia al corte se ordenaron de la siguiente manera: ángulo de corte deslizante, ángulo de entrada al suelo y ángulo de corte. Para lograr que el cuchillo de corte en forma de V alcance el estado de trabajo óptimo, se optimizaron los parámetros de los índices de prueba, y los parámetros de diseño óptimos del cuchillo de corte en forma de V se establecieron de la siguiente manera: el ángulo de corte deslizante fue de 48.3 grados, el ángulo de corte fue de 43.4 grados y el ángulo de entrada al suelo fue de 26.2 grados. La prueba de desenraizamiento en campo mostró que la tasa promedio de rotura de raíces fue del 94.8% y la tasa promedio de extracción de tallos de algodón fue del 93.2%. Este estudio proporciona orientación teórica para el desarrollo de un mecanismo de rotura de raíces para las cosechadoras de paja de algodón.