机械化保护性耕作是一个完整的工艺体系，实行机械化保护性耕作就要从前茬作物的收获开始考虑，其主要作业内容有收获及其秸秆处理、深松、表土作业、播种和田间管理等。下面分别就几种典型作物的机械化介绍如下：
（一）一年一熟区冬小麦机械化
冬小麦的保护性耕作体系有免耕碎秆覆盖体系和深松碎秆覆盖体系等。其具体的机械化保护性耕作工艺内容为：
收获—秸秆处理—深松—休闲期除草—播前表土作业—施肥播种—田间管理等。
1、冬小麦收获及秸秆覆盖
北方旱区冬小麦收获时间一般为6月上中旬，收获一般有以下两种情况：
1）用联合收割机收获小麦
用带秸秆粉碎的谷物联合收割机收获用带秸秆粉碎的谷物联合收割机收获小麦时，由于收割机自带秸秆粉碎功能，故可节省一次秸秆粉碎作业。为了防止由于过高的割茬影响后续作业的质量，收获时割茬高度应控制在10cm左右。粉碎后的秸秆在地表的覆盖要均匀，如因停车卸粮或因排除故障而导致秸秆成堆，应人工将成堆的秸秆挑开撒匀。
用不带秸秆粉碎功能的联合收割机或披挂式联合收割机收获小麦用此两种联合收割机收获小麦时，覆盖的秸秆一般需进行粉碎，所以可在收割时保留较高的割茬（20cm或以上），这样可以减少联合收割机的喂入量，提高工效。
2）用割晒机或人工收获小麦
割晒机或人工收获小麦时，若不准备在田间进行秸秆粉碎作业，则应将割茬控制在10cm以下，收割的小麦运回脱粒后，将小麦秸秆在场院粉碎或铡碎后运回地里，均匀地铺撒在地表；若决定用秸秆粉碎机，则可将割茬留高一些，待脱粒后将秸秆铺撒在地表，再用秸秆粉碎机粉碎。
2、秸秆粉碎作业
为了保证良好的秸秆覆盖效果及减少播种时的堵塞现象，一般应进行秸秆粉碎作业。秸秆粉碎用锤式秸秆粉碎机或甩刀式秸秆粉碎机均可。根据经验，一般不要在小麦收获完后立即进行秸秆粉碎，应等到休闲期第一次雨后杂草长到10cm左右时再进行秸秆粉碎作业，这样一是秸秆较干，粉碎效果后，二是可在秸秆粉碎的同时，消灭杂草，节省一次除草作业。
粉碎后的秸秆长度应控制在10cm以内。
3、深松作业
对于土壤较粘重（壤质土壤容重在1.3g/cm3以上，粘质土壤容重在1.4g/cm3以上的地区）或刚开始实行保护性耕作且土壤中有犁底层存在的地块，应进行深松作业，以利雨水入渗。
深松时，由于地表有秸秆覆盖，长秸秆会影响深松机的通过性能，故应在秸秆粉碎后进行，建议选用高地隙的单柱式双梁深松机。为减少深松后地表可能会出现的沟垄，建议选用带翼铲的深松机（见后机具介绍），如带上合墒器，地面将更平整。
4、休闲期除草
北方旱区冬小麦休闲期一般为7～9月，正好是雨季，故田间杂草可能较多，除了秸秆粉碎时除草外，根据杂草情况，应及时进行必要的除草作业。除草可以人工锄草、机械除草，也可以用除草剂（如百草枯等）除草。需要注意的是，用除草剂除草时，由于地表有秸秆覆盖药剂不易进入地表土壤中，故应加大剂量。
5、播前表土作业
播前表土作业是相对深松、翻耕等深层作业而言，它仅对表土、杂草及覆盖物产生影响，对深层土壤的破坏较小。
表土作业一般可选用缺口圆盘耙、浅松机、弹齿耙等，特殊情况下也可用旋耕机进行浅旋。
保护性耕作与传统耕作的最大区别之一就是取消铧式犁翻耕，而且大多数情况下实行免耕播种，这样对冬小麦带来以下几方面的问题：一是地表容重较大，免耕播种时阻力大；二是收割机收获、运粮、深松等作业时会在地表产生沟辙，地表平整度较差，会影响播种质量；三是秸秆覆盖量过大或分布不均时，会影响播种机的通过性。所以，应在播种前进行必要的表土作业。
用圆盘耙进行表土作业时，除实现松土、平地、除草外，圆盘耙还会把部分秸秆混入土中，有利于播种机的通过。但在土壤含水量不合适（较大或过小）时，圆盘耙耙地会出现较大的土坷垃，对密植作物的播种和出苗有一定的影响，故耙地要在土壤墒情合适时进行。
带碎土镇压轮的大箭铲式浅松机和带小铲的弹齿耙比较适合冬小麦的保护性耕作，前者用大箭铲在土层下5～8cm处通过，随带的碎土镇压轮可实现碎土等；后者的小铲和弹性铲柄会在作业时产生震动，也有利于碎土。表土作业后，地表的土壤容重有较大幅度的下降，可以减少播种机的开沟阻力40%左右，这一点对小型播种机意义较大；浅松还有良好的除草作用，可代替播前的一次除草；浅松后的地表平整度有较大的改善，可以提高播种质量。
浅松作业一般在播前1～2天进行。
用旋耕机进行浅旋也是表土作业的一种。浅旋作业能松土平地、除草，并将秸秆部分粉碎混入土中，有利于为播种创造良好的种床，但旋耕作业会打死土层中的蚯蚓，对土壤结构破坏较大，不利于保水保土。所以，一般不提倡进行旋耕。只有在刚实行保护性耕作的地区，可能因没有其它表土作业机具，或因为对免耕播种机掌握不好等原因，为了保证良好的播种质量，可过渡性地使用旋耕。
冬小麦休闲期的旋耕作业必须注意以下三点：
浅旋作业应在播种前10～15天进行，这是为了保证旋耕后土壤有足够的时间回实，否则，刚旋耕完播种，会出现土壤过于松软，播种深度无法控制的现象。
若决定采用旋耕作业，可省去前序的秸秆粉碎作业，只要在收获时将秸秆均匀地铺撒在地表，播种前10～15天进行浅旋时，同样可实现秸秆粉碎。
用旋耕机进行浅旋时，作业深度应控制在10cm以内。
6、播种作业
播种是保护性耕作最关键的作业。
播种是在地表有大量的秸秆覆盖且大多为免耕条件下进行，地表条件恶劣，又要同时完成施肥作业，对免耕播种机要求高，所以必须预以高度重视。
播种时应选用良种，发芽率要求在90%以上，纯净度要高，不能有麦芒等杂物存在，以免影响种籽的流动；为了减少病虫害的危害，播种前应进行药剂拌种，拌种药剂应根据当地病虫害的具体情况选用，如山西中部地区常用的拌种剂为一种叫“一拌灵”的药剂，具体操作时按药剂的使用说明书拌种即可。
施肥与播种同时进行，施肥一般应长效和速效兼顾，一次施肥保护小麦全生育期的需要。
免耕播种的播种深度一般为3cm左右，化肥施用方式根据播种机的不同而异，有垂直深施、水平分施、侧深施等，无论哪种方式施肥，施肥量在10kg/亩以上时，一般要求种籽与化肥的垂直距离要保证在4cm以上，而且施肥量越大，间距也应越大，以免造成烧种。垂直分施和侧深施的效果优于水平分施。施用的化肥应选用颗粒肥，如尿素、二铵等，粉状化肥容易结块，流动性差，会影响施肥效果。播种前应对化肥进行检查，不允许有大于0.5cm以上的块状肥加入肥箱，以免堵塞肥管影响施肥量；所加化肥应当干燥，不允许用潮湿易结块的化肥。
播种量和施肥量一般与传统耕作相同。
7、生育期管理
旱地冬小麦的生育期管理主要指杂草和病虫害控制。一般在次年小麦返青后是杂草与病虫害的多发期，要经常观察，发现问题及时防治，采取喷洒农药等措施，不使其发展成灾。
以上冬小麦的操作规程可根据具体情况进行，并非每项作业都要进行。假如前茬小麦产量低，小麦长势差，秸秆覆盖量小于200kg/亩，则可不进行秸秆粉碎作业；另外深松、除草和表土作业也应根据需要进行。
（二）一年一熟区春玉米的
春玉米的机械化保护性耕作体系有免耕碎秆覆盖体系、免耕倒秆覆盖体系和深松碎秆覆盖体系等。其工艺流程一般为：秋天收获摘玉米会穗—秸秆粉碎或整秆覆盖—免耕或深松休闲—表土作业—免耕施肥播种—杂草控制—田间管理。
1、收获
春玉米的收获一般在秋季10～11月进行。
玉米收获时，不论是机收还是人工收获，最好选用摘穗收获工艺，不要将玉米苞皮留在地里，因为玉米苞皮韧性大，不易腐烂，留在地里会影响播种作业。
2、秸秆处理
收穗后的玉米秸秆要作为覆盖物留在田间，根据体系的不同，覆盖形式有以下两种：
整秆覆盖整秆覆盖又分为两种：一种是立秆，一种是倒秆。立秆覆盖可保证地表有较多的秸秆，不易被风刮走。但立秆覆盖由于地表裸露较多，保水保土的功能较差。倒秆覆盖是指玉米收获后用机械或人工将秸秆压倒铺放在行间。压倒时注意应顺风向压倒。倒秆覆盖有良好的覆盖效果，而且由于秸秆与根茬连接，不易被风刮走，同时顺行压倒后也可抑制杂草的滋生。
整秆覆盖的两种形式比较适合冬季风大的地区。但整秆覆盖时，由于秸秆很长，会对次年的播种产生影响，所以此种覆盖方式不适合玉米产量高、秸秆量大的地方。
粉碎覆盖粉碎覆盖是指玉米收获后，用秸秆粉碎机将秸秆粉碎后均匀地覆盖在地表。这种方式覆盖效果好，保水能力强，但粉碎后的秸秆易被风刮走或在田间集堆。所以对粉碎后的秸秆覆盖地可采用缺口圆盘耙（重耙）耙地，耙地可将秸秆部分混入土中，减少秸秆被大风刮走或集堆的可能性，也有利于冬季降水的入渗，同时也有部分平地和除草功能。
3、深松—选择性作业
对于土壤较粘重（壤质土壤容重在1.3g/cm3以上，粘质土壤容重在1.4g/cm3以上的地区）或刚开始实行保护性耕作且土壤中有犁底层存在的地块，应进行深松作业，以利降水入渗。
深松时，由于地表有秸秆覆盖，长秸秆会影响深松机的通过性能，故应在秸秆粉碎后、入冬前进行，建议选用高地隙的单柱式双梁深松机。深松后出现的沟垄能增加地表的粗糙度，有利于保土（地表越粗糙，越不易发生土蚀），故在休闲期可不进行诸如平地等作业。
深松后能否多吸纳降水，主要取决于冬季降雨（雪）的多少，如果冬季降水很少，深松还有可能增加土壤水分的散失。
4、播前表土作业—选择性作业
春季播种前，应考察地表状况，决定是否进行表土作业。假如地表不平度较大，秸秆较多或成堆，则应进行如浅松、弹齿耙耙地或必要时选用旋耕机浅旋。表土作业可改善地表状况，尤其是在地温较低的地方，还可提高表土地温，有利于播种和出苗。假如地表状况较好（平整、秸秆量适中），则可不进行表土作业，直接播种即可。
5、玉米播种
春季播种玉米时，应用免耕施肥播种机一次完成玉米的播种和施肥作业。
玉米播种应选用良种，因玉米播种机一般为精量或半精量播种，故要求玉米种籽的发芽率应达到95%以上，且应大小均匀；为了防治病虫害，必须选用包衣种籽。
施肥与播种同时完成，要选用颗粒肥，长效与速效肥兼顾，按比例混合均匀后加入肥箱。为保证下肥顺畅，化肥中不应有结块存在。
播种和施肥深度应根据土壤墒情而定，一般情况下，玉米种籽的覆土为3cm左右，化肥则应施在种籽的正下方、侧下方或侧面（取决于播种机的类型），种肥间距应保证在5cm以上。假如播种时地表有干土层，则应实行深开沟、浅覆土，保证种籽种在湿土上。
在春季地温较低或无霜期短的地方播种时还应注意的一点就是尽量将种行上和秸秆分到两边，这是为了种行能多吸收阳光，以利地温提高和玉米生长。
6、田间管理
喷除草剂为了防止杂草滋生，玉米播完后一个星期左右时应喷洒除草剂一次。可选用如2,4—D丁脂等除草剂，全面封闭地表，抑制杂草。由于地表有秸秆覆盖，喷药时应加大剂量。
间苗、补苗和除草玉米出全苗后，应根据出苗情况进行间苗、补苗等。北方旱区春玉米种植区一般亩苗数应控制在4500株左右，若玉米行距为70cm，则株距应为20cm左右（可用667除以行距再除以亩要求的株数来计算株距）；若缺苗不多，可以用间出的苗进行补苗，若缺苗较多，则应补种，补种时应先将种籽在水中浸泡24小时，使种籽吸足水分。
在间苗、补苗的同时可进行人工除草。
（三）春小麦、莜麦及其它小杂粮的
春小麦、莜麦、谷子、豆子、黍子等作物的保护性耕作技术规程与冬小麦等作物基本类似。
1、收获
上述作物的种植区一般位于风沙较大的地区，作物秸秆大多作为烧柴和牲口饲草等，故秸秆全部还田有一定的困难。所以在收获时，不管采用何种收获方式，均应保持较高的割茬，以便利用根茬和高留茬保证一定的秸秆覆盖实现防风固土和保水。
2、深松—选择性作业
春麦及小杂粮种植区一般为沙壤土，且因冬冻春融，土壤结构会自然恢复，故一般不需要进行深松。对于土壤较粘重（壤质土壤容重在1.3g/cm3以上，粘质土壤容重在1.4g/cm3以上的地区）或刚开始实行保护性耕作且土壤中有犁底层存在的地块，应进行深松作业，以利雨水入渗。
此类作物深松时，由于地表秸秆覆盖较少，故对深松机没有特殊要求。
3、播种
此类型区的作物播种条件是：秸秆覆盖量少，收获时所留的根茬也因冬季放牧及风吹而剩余不多，对播种机的通过性影响较小，免耕施肥播种机作业较容易。
播种时需注意的是：若冬季雨雪较少，播种时地表干土层较厚，可实行深开沟、浅覆土；另外，种籽较小、播种量小的作物（如谷子、黍子等），对播种机的排种机构要求较高，播种机的播量调整也要格外仔细、认真。对种籽及化肥的其它要求与小麦和玉米播种时相同。
4、田间管理
田间管理的主要任务是除草和病虫害防治。一般可采用人工除草或喷施除草剂，喷施除草剂时，可在杂草刚萌芽时用2,4-D丁脂类除草剂即可。