旱地主要位于降水250～400毫米的干旱半干旱地区和丘陵坡地。旱地土壤耕作除了防除杂草、为作物生长创造适宜的种床等要求外，保蓄土壤水分、减少土壤侵蚀是旱地耕作的重要任务。传统的多耕多耙的耕作方式不仅费时费力成本高，而且使地表裸露，土壤水分无效损失增加，土壤风蚀、水蚀严重，导致土壤退化。旱地耕作的变革方向是改变传统翻耕结合多耙、地表无秸秆覆盖的耕作方法，推广少免耕秸秆覆盖的保护性耕作、尽量不翻动土层的深松耕技术。中国主要旱作农区的耕作技术如下：

农牧交错带土壤侵蚀和荒漠化比较严重，留茬免耕技术是北方农牧交错带防止农田土壤风蚀的主导保护性耕作技术。耕作模式主要有：①免耕/免耕/免耕/免耕，结合作物轮作莜麦/油菜/剑舍豌豆/莜麦。②免耕/免耕/深松/深松，并结合作物轮作莜麦/油菜/剑舌豌豆/莜麦。

东北旱作农业区传统平翻耕作法多次作业，压实土壤，破坏土壤结构，土壤失墒严重。为提高耕地蓄水保墒能力，一些地区相继创立垄作耕作法，主要有平播后起垄和秋季灭茬起垄。针对垄作耕作法仍然存在耕作次数多、土壤压实严重、作业成本高、地表长期裸露休闲、土壤失墒严重、风蚀加剧等问题，进一步研究提出适合东北垄作区蓄水保墒耕作技术体系“三年轮耕法”，即第一年秸秆粉碎覆盖还田，第三年留茬越冬，各年中均采用伏雨前深松，播种时采用免耕播种。新耕法集成了秸秆根茬还田、带状少耕、深松、免耕播种、分层深施化肥、窄开沟重镇压等农艺技术，通过不同的联合少耕机具进行优化组合作业。新耕法休闲期地表覆盖，消除了裸露休闲，减少动土量，保水、保墒、保土。秸秆根茬还田使土壤有机质增加，培肥地力；采用联合作业机具，减少机具作业次数及机械压实，降低作业成本。

西北黄土高原旱作区干旱少雨，春旱、冬春连旱严重，粮食产量低而不稳。作物收获后，充分利用雨季休闲期降水是提高该区降水利用率的关键。土壤耕作技术主要包括夏闲期轮耕和冬闲期轮耕。夏闲期轮耕模式主要有深松/免耕/深松和免耕/深松/免耕，即在前茬冬小麦收获后秸秆全量还田深松耕，经过夏季休闲，9月下旬播种冬小麦。冬闲期轮耕模式主要有深松/免耕/免耕和免耕/深松/深松等，即在前茬春玉米收获后将秸秆全量粉碎还田深松耕，经过冬季休闲，次年4月少免耕种植春玉米。与传统耕作相比，休闲期轮耕能有效改善土壤结构，最大限度地接纳夏秋降水，做到春墒秋保、秋雨春用，显著提高了自然降水利用效率和作物产量。

华北平原属典型的小麦-玉米两熟区，随着保护性耕作技术在的应用，多年少免耕后出现土壤容重增大、孔隙变小等土壤质量下降问题。因此，探索适宜的轮耕模式来改善土壤质量尤为重要。土壤轮耕技术主要有：①年内轮耕模式，即小麦季翻耕（或深松）玉米季免耕，小麦季翻耕玉米季深松等。小麦季深松或玉米季深松能提高土壤理化性状，改善地上部植株性状，增加作物产量和品质，提升经济效益，在该地区进行小麦-玉米年内轮耕时作为首选，其次是小麦季深松玉米季免耕。②多年少免耕后轮耕。在小麦-玉米连续2～4年的少免耕后，在小麦季进行深松耕或翻耕。深松与少免耕相结合的土壤轮耕制度是增产的有效措施，适宜的土壤轮耕与秸秆覆盖还田相结合可更好发挥两者的增产效果。

渭北旱塬区以一季冬小麦或一季春玉米一年一熟为主，耕作模式主要有免耕/深松轮耕、深松/翻耕轮耕、翻耕/免耕轮耕。在前茬作物收获后将秸秆粉碎覆盖地表进行耕作处理，经过休闲（夏或冬季），当年9月或次年4月中旬播种冬小麦或春玉米，6月或9月下旬冬小麦或春玉米收获。免耕/深松轮耕模式相比连年翻耕，能够增加休闲期土壤蓄水量，改善生育期土壤墒情，提高表层土壤肥力，有利于旱作农田作物的增产稳产，同时提高了生产收益。