保护性耕作是人类由不耕作到刀耕火种，由刀耕火种到汉代发明铧式犁进入传统人畜力耕作，由传统人畜力耕作到传统机械化耕作后的又一次革命。前三次革命，人类都是通过耕作干预自然，带来农业生产的一次次飞跃。特别是机械化的发展，人类掌握了强有力的耕作工具，成为“自然的主人”，可以随意改变土地的原有状态，提高劳动生产率和土地生产率。但是人类和自然的矛盾也愈来愈突出。比如耕翻作业除掉地面残茬、杂草固然有利于播种，但同时也破坏了对地面的保护，导致土壤风蚀、水蚀加剧；旋耕切碎土壤，创造了松软细碎的种床，但同时又消灭了土壤中的蚯蚓与生物，使土壤慢慢失去活性。耕作强度愈大，土壤偏离自然状态愈远，自然本身的保护功能、营养恢复功能就丧失愈多，要维持这种状态的代价就愈大。近几十年来，我国机械耕作活动增强，农产品产量大幅度上升，但河流泛滥、沙尘暴猖獗、土壤退化、作业成本上升也是不争的事实。保护性耕作取消铧式犁翻耕，在保留地表覆盖物的前提下免耕播种，以保留土壤自我保护机能和营造机能，是机械化耕作由单纯改造自然到利用自然、进而与自然协调发展农业生产的革命性变化。
20世纪初，随着加利福尼亚发现黄金，美国拉开了西部大开发的序幕，大量的荒原、草地被开垦成粮田。尤其是随着拖拉机的问世，机械化翻耕土地，加快了土地开发，加大了对土地的耕作强度，美国农业也获得了几十年不错的好收成。然而，由于植被破坏，人类对土地的掠夺性开发，导致了一场震惊世界的灾难发生。从1931年开始，持续的干旱、疏松的地表，在狂风袭击下，大量表土被吹走；沙尘吹进人的眼睛、鼻孔，人们呼吸困难；几千年才形成的十几厘米沃土，瞬间被吹得无影无踪，这种现象被称之为“黑风暴”。
美国上世纪30年代黑风暴
1935年5月一场典型的“黑风暴”，从土地植被严重破坏的美国西部刮起，连续3天，形成东西长1200km，南北宽1140km,高3000多米的巨大尘土带，横扫美国2/3国土，把3亿多吨土壤卷进大西洋。仅这一年美国就毁掉300万hm2耕地，冬小麦减产510万吨。
黑风暴过后的田地
“黑风暴”肆虐期间，人们生活极其困难，食品奇缺；牲畜缺少草料，瘦弱不堪；大量的动物直接死于“黑风暴”，肠胃内充满了沙土。“黑风暴”还导致大范围的肺炎，堪萨斯州死亡的人口中，1/3死亡于“黑风暴”引起的肺炎。到1935年末，人们彻底绝望了，大平原南部各州，超过1/4的人离开家园，远走他乡，寻求生路。东海岸的各大城市，如纽约、芝加哥等都遭受了“黑风暴”的袭击，每年有1200万吨的沙土刮到芝加哥，相当于芝加哥每人4吨尘土。公路上的沙土经常导致车祸发生，清理道路沙土不得不动用铲车。
黑风暴后路面沙尘清理
“黑风暴”灾难惊醒了人们，经过多年的磨难和反思，美国人终于明白是自己错误的耕种方式招来的严重后果，并由此推动了各种保土保水耕作方法的研究。1943年美国爱德华·福尔克勒（Edward Faulkner）在他著名的“犁耕者的愚蠢”（Plowman’s Folly）一书中，尖锐地指出了传统翻耕的问题和实行免耕作业的必要性。通过农民和专家共同努力，一种新的耕作方法---免耕法诞生了。1951年, 美国的巴若恩斯（K.C.Barrons）等发表了免耕技术实施成功的报道“The Successful application of no-tillage techniques”。 随着化学除草剂阿特拉津（Atrazine）、百草枯（Paraquate）的发明以及免耕播种机械的开发成功。1961年美国肯塔基州的亨瑞和劳伦斯（Herry and Lawrence）创建了世界上第一个机械化免耕农场。1966年美国阿里斯·查尔默斯（Allis Chalmers）农机公司批量生产出缺口圆盘式免耕播种机。1973年费力普和杨（Philips and Young）出版了“免耕农业”（No-Tillage Farming）一书，是继“犁耕者的愚蠢”后，又一部里程碑式的著作，为广大农户和科技人员采用免耕技术提供了重要参考。1988年开始，美国以秸秆残茬覆盖量为主，重新定义了传统耕作、少耕和保护性耕作，用保护性耕作代替了免耕的提法。1994年美国联邦立法，规定高侵蚀土地（HEL）必须采用保护性耕作。进入90年代美国的保护性耕作得到进一步加强。经过数十年的长期努力，保护性耕作法在美国和世界上其他国家试验研究成功。在美国等许多国家保护性耕作不仅和植树、种草措施一起，有效地扼制了沙尘暴再度猖獗。同时也成为减少径流、减少蒸发、改善土壤结构、提高土壤肥力、节约生产成本和增加作物产量的一项先进旱地农业生产技术。