农作物机械化秸秆还田技术主要是以机械粉碎、破茬、深耕和耙压等机械化作业为主，将农作物秸秆粉碎后直接还到土壤中去，增加土壤有机质，培肥地力，提高作物产量，减少环境污染，争抢农时季节的一项综合配套技术。秸秆中含有的氮、磷、钾、镁、钙、硫等元素是农作物生长必需的主要营养元素，因此，秸秆也是丰富的肥料资源。秸秆中有机质含量平均为15%左右。据测定，湿玉米秸秆含氮量为0.61%，含磷量为0.27%，含钾量为2.28%。如每亩地还田秸秆1000千克，则可增加有机质150千克，每亩地一年若还田鲜玉米秸秆1250千克。则相当于4000千克土杂肥的有机质含量，含氮、磷、钾相当于18.75千克碳铵、10千克过磷酸钙和7.65千克硫酸钾，还能补充其它多种营养元素。故秸秆还田对于改良土壤有着积极的作用。
1、增加土壤有机质，增肥地力。秸秆中含有氮、磷、钾、镁、钙及硫等元素，这些正是农作物生长所必需的营养元素。秸秆是丰富而又经济的肥料资源，含有农作物必需的多种营养元素。农作物的秸秆与粮食的比为1：1～2：1。作物秸秆中有机质为15%左右，氮素0.3%～0.6%。
2、形成有机质覆盖，抗旱保墒。秸秆还田可形成地面覆盖，具有抑制土壤水分蒸发，储存降水和提高地温等诸多优点。据测定，秸秆直接还田，土壤的保水、透气和保温能力大大增强，吸水率可提高10倍，地温提高l—2℃；还田一亩鲜玉米秸秆(1250kg)，相当于增施4000kg土杂肥的有机质含量，相当于增施碳铵18．75kg、过磷酸钙10kg、硫酸钾7．65kg。秸秆还田可使下茬作物平均增产10％～20％。
3、降低病虫害的发生率。由于根茬粉碎疏松和搅动表土，能改变土壤的理化性能，破坏玉米螟虫及其他地下害虫的寄生环境，故能大大减轻虫害，一般可使玉米螟虫的危害程度下降30％。作物秸秆粉碎还田后，通过转化可释放养分，同时还通过腐殖化后使一些有机化合物缩合脱水形成腐殖质，改善土壤的结构、持水、吸水、黏结性状，从而提高土壤自身调节水、肥、气、热的能力。据有关资料介绍，秸秆粉碎还田后土壤有机质和土壤孔隙度分别增加0.025%～0.150%和2%～6%，土壤容量可降低0.057%～0.167%。
4、省工增产、争抢农时。一般情况下，机械化秸秆还田的作业成本仅为人工还田的1／4，每亩25-35元，而工效可比人工还田高40～120倍，还可增产增收。因此，机械化秸秆还田是大面积实现以地养地、建立高产稳产农田的有效途径。
5、改善土壤环境，改造中低产田。秸秆中含有大量的能源物质，还田后生物激增，土壤生物活性强度提高，接触酶活性可增加47％。随着微生物繁殖力的增强，生物固氮增加，碱性降低，促进了土壤的酸碱平衡，养分结构趋于合理。此外，秸秆还田土壤容重可降低0．06％～0．2％，孔隙度增加3％—7％，通气性提高，犁耕比阻减小，土壤结构明显改善。农作物秸秆粉碎还田，既可缓解化肥施用量的不足，又能获得化肥无法达到的效果，当年即可见效。据资料介绍，每亩粉碎还田作物秸秆150～200kg，下茬可增产10%。
6、优化环境、防治污染。秸秆覆盖地面，干旱期减少了土壤水的地面蒸发量，保持了耕层蓄水量，雨季缓冲了大雨对土壤的侵蚀，减少了地面径流，增加了耕层蓄水量。覆盖秸秆隔离了阳光对土壤的直射，对土地与地表温热的交换起了调剂作用，农田覆盖秸秆有很好地抑制杂草生长的作用，秸秆覆盖与除草剂配合，提高了除草剂的抑草效果。机械化秸秆还田使秸秆中的有机质得到充分的利用，避免了长期以来农民大量焚烧秸秆而造成的环境污染，有利于生态农业和环保农业的发展。因此，农作物秸秆还田技术作为增肥改土工程和环保农业的重要技术，是目前国家重点推广实施的农业新技术之一。
综上所述，秸秆还田增加了土壤养分，特别是钾素营养。增加土壤有机质，改良了土壤结构，容重下降，孔隙度增加。秸秆覆盖还有保墒、调温、抑制杂草生长、减轻盐碱等作用。这样就大大改善了土壤的水分、养分、通气和温度状况，优化了农田生态环境，为夺取作物高产、稳产、优质打下基础。