为防治黑土退化、保护好利用好黑土地，本研究基于东北黑土区已发表61篇文献543组研究数据，利用Meta分析和随机森林模型等方法，分析黑土地保护性耕作与深耕对作物产量的影响及其驱动因素，耦合东北黑土地区气候、地形和土壤等信息，评价保护性耕作与深耕的适宜性。结果表明：与传统耕作相比，东北黑土地区整体而言保护性耕作增产不明显（1.21%），而深耕增产显著（12.3%），区域分析表明前者仅在辽河平原显著增产14.6%，而后者在三江、松嫩和辽河平原均增产10%以上。因素分析表明黑土区保护性耕作产量效应主要受多年平均气温（20%）、积温（19%）和干燥指数（16%）的影响，深耕产量效果则受坡度影响最大（14%），平坦区域适宜深耕，陡坡耕地适宜保护性耕作。综合上述因子评价区域适宜性程度，东北地区的西南部，包括辽宁省西部、吉林省西部以及内蒙古自治区东部（赤峰市、通辽）等严重风蚀区域实行保护性耕作效果更佳；典型黑土带以及三江平原等湿润、冷凉、低洼区域深耕的效果较好。本研究成果可为保护性耕作与深耕技术在东北黑土区的推广应用提供参考。