我国北方约有3300万hm2的干旱少雨、没有灌溉条件的旱作农地，存在着旱灾频繁、粮食产量低而不稳；水土流失严重、难以持续发展的两大问题。为了探讨适合北方旱地的机械化耕作理论、技术和机具，在深入分析国内外研究成果的基础上，1991年开始在山西、河北建立了大规模的试验示范区，对翻耕、深松、免耕三种耕作方式，对碎秆、倒秆、立秆三种覆盖方式，开展了农机农艺结合的系统试验与配套机具的攻关研究。1996年又增加了耙、浅松、浅旋等表土作业，形成了更加完善的作业体系。7年系统试验结果，显示出以秸秆覆盖、少免耕加表土作业组成的保护性耕作体系，适合我国北方旱作农业条件，可以取代翻耕为主的传统耕作体系，有力地推动旱地农业的可持续发展。