针对北方旱区干旱少雨、土地贫瘠、水土流失严重等问题，我国已经在旱地保护性耕作体系及配套机具方面进行了大量的研究，并取得了显著的成果。但在保护性耕作的研究与推广中尚有如下问题需要深入研究：对保护性耕作体系的水土保持效益的系统研究；对保护性耕作体系效应的定量模型研究；对秸秆覆盖、地表耕作等不同因子的保水增产机理的深入细致的研究。针对上述问题，本文在前人研究的基础上，主要进行了如下几个方面的研究： 采用天然降雨径流小区与人工模拟降雨试验相结合的方法，利用自动径流测试仪、数据实时采集系统、全自动气象站和降雨模拟器等先进测试设备与技术，对保护性耕作下的地表径流、土壤水蚀和降雨入渗进行了系统的定位、动态实时测定，为研究保护性耕作体系的保水保土机理提供了宝贵的数据和可行的研究方法，在国内尚属首次。试验的结果表明： a）以少免耕和秸秆覆盖构成的保护性耕作体系可明显地减缓水土流失，增加水分入渗。与传统翻耕相比，保护性耕作体系可减少径流量52.5％，减少土壤流失量80.2％和降低径流强度14.6％。b）秸秆覆盖和土壤压实是影响农田水土流失的主要因素。秸秆覆盖可减少径流量47.3％，减少土壤流失量77.6％，降低径流强度17.6％；压实会加剧水土流失，无压实处理比压实处理的径流量减少37.2％，土壤流失量少60.4％，径流强度低11.8％。c）在土壤含水量较低时，秸秆覆盖对径流入渗的影响大于压实的影响；而在土壤含水量较高的情况下，压实的影响却大于秸秆覆盖的影响，机具压实可以使表层土壤容重增大，降低土壤的入渗性能，增加径流量。 在对径流模型及土壤水分平衡模型深入分析和田间试验的基础上，建立了适用于我国保护性耕作体系的地表径流及水分平衡模型，并利用试验数据进行了验证。 针对保护性耕作体系的特点，本模型对径流线数（USDA-Curve Number）法进行了改进，首次较全面地考虑了残茬覆盖、耕作、坡度及降雨强度等多种因素对地表径流的影响；并考虑了残茬覆盖对土壤蒸发和作物蒸腾的影响。 模型验证的结果表明，径流量和土壤含水量的预测值与实测结果基本吻合，初步证明模型是成功的。该模型可利用当地的气象、土壤、作物等数据资料，以日为步长，模拟不同的保护性耕作体系对于地表径流及水分平衡的影响，为分析保护性耕作的保水保土机理和评价保护性耕作体系在不同自然条件下的适应性提供了依据，为优化保护性耕作体系提供了先进的研究方法，取得了创新性的成果。 建立了专门的固定道试验区，设置了地表耕作、秸秆覆盖、机具压实3因素，4种处理，5次重复的系统试验。经两年的试验，初步明确了秸秆覆盖、地表耕作和土壤压实等因子影响土壤物理特性与作物生长的主要机理；初步试验评价了固定道保护性耕作这种新型的耕作方法在我国的适应性，具有创新性。 经过两年的试验，可以得出结论：固定道耕作能够减轻作业机械对土壤的压实程度和范围，保持良好的土壤结构，有利于出苗和生长，它将是保护性耕作新的发展方向。