旱作农业是指无灌溉条件的半干旱和半湿润偏旱地区，主要依靠天然降水从事农业生产的一种雨养农业。在相当长一段时期里，我们的农业研究重点在水浇地，而相对忽视对旱地农业增产技术的改进。这是因为灌溉的增产效果比较明显。但是，随着水资源的开发利用，灌溉面积的继续扩大已经接近极限，现在，我们必须十分重视旱地增产技术的改进。各地的生产实践表明，我国北方旱作农业有巨大增产潜力，其改进技术措施主要有以下九种：
一、土地规划
旱区农业建设必须注重农林牧副渔全面发展。在合理利用土地资源方面，应改变过去片面强调重视耕地的观点，要强调草地、森林和农田合理布局，做到地尽其用。每个县市和乡镇，乃至每个村庄，均应按照我国已完成的农业区划和旱区区划制定各自的区域发展规划，确定每块土地的利用方针。
二、径流农业（或集水区系统）
径流农业或集水区系统是指通过一个集水区汇集降水来供一个种植区使用。这种集水区系统一般是小型的工程系统，特别适合小农场使用。这种技术的改进与设计对半干旱地区农业生产很有推广价值，我国近几年在北方应用这种技术解决人畜饮水和小面积农田灌溉，效果显著。
三、选择布局
旱区的土壤具有多样化的特征，尤其是旱地种植，土壤水分差异很大，因此要特别讲究因地制宜，要根据土壤水分特征来选择作物的物种、品种和种植方式。多样化种植是北方旱区传统农业的特色，正是利用作物的遗传多样性来抗御自然灾害，达到稳产的目的。
四、水土保持
从长远利益着眼，山区农业的持续发展需要进行普遍的水土保持工程建设，进行林、田、路、水全面规划，将工程治理与生物治理很好地综合应用。我国根据兴修目的及其应用条件，水土保持工程可以分为以下四种类型：①山坡防护工程；②山沟治理工程；③山洪气压层工程；④小型蓄水用水工程。属于山坡防护工程的措施有：梯田、拦水沟埂、水平沟、水平阶、水簸箕、钱鳞坑、山坡截流沟、水窖（旱井）、以及稳定斜坡下部的挡土墙等。
五、间混套种
旱地的间混套种是北方山区旱地种植的传统经验，特别是豆科与禾本科的间混套种，不但有培肥土壤的作用，更主要的是能够平衡土壤水分，达到稳产的目的。
六、调节播期
华北地区集中的雨季是7月中旬至8月中旬，而春季播种的禾谷和豆类作物处于一个需水高峰时期，如何使作物需水高峰和自然降水高峰时期尽量吻合，是一种农艺的技巧，这就需要进行播种期调节。
七、覆盖农作
土壤蒸发是导致旱地土壤水分散失的一个重大因素，一般占降水量的1/3甚至更多。因此，如何减少土壤蒸发，便成为旱区土壤耕作的主要任务之一。应用各种材料和方法对土壤进行覆盖，防止水分蒸发的农艺措施统称为覆盖农作。覆盖农作包括：砂砾覆盖（沙田）；有机肥覆盖、秸秆及其它残余物覆盖、植物冠层覆盖等生物覆盖；塑料膜覆盖、土壤防蒸发剂覆盖、作物防蒸腾剂覆盖等化学覆盖。
八、旱地施肥
旱情严重的地方，施肥方法和土壤管理直接影响土壤墒情和作物对水、肥的利用率，科学施肥能增加旱地作物的生产力。①底肥为主。有机肥、磷肥及钾肥全部作底肥施用，氮肥80％-90％作底肥施用，其余根据土壤墒情及时追肥。②秋施底肥。结合最后一次秋耕，将底肥（包括有机肥和化肥）施入农田。施肥适宜深度以20-25厘米为佳。③施用优质有机肥。农家肥施用量应在3.75万千克/公顷以上为宜。④重施磷肥。氮磷肥配方依据不同作物和目标产量确定，小麦氮磷肥比例大致为1∶0.5-1，玉米氮磷肥比例大致为1∶0.45-0.8。
九、抗旱保墒
我国北方山区的传统耕作十分注意抗旱保墒，其目的是通过耕、耙、耱、压、中耕除草等土壤耕作，使夏季集中的降水尽可能多地保存在土壤中，以保证播种全苗和雨季前的正常生长（即蓄得多，保得住）。耕作层之下紧接有一层较为紧实的土层，称为“犁底层”，厚度大约5-7厘米，最高可达20厘米。由于长期耕作，犁底层经常受到犁的挤压和降水时黏粒随水沉积，形成紧实的层次。造成片状结构或大块状结构，孔隙度小，使土壤通气性差，透水性不良，根系下扎困难。而深松作业，能打破犁底层，加深土壤耕作层，增大土壤“水库”；作物根系腐烂、微生物活动形成的孔道，土壤稳定性团粒结构的增加，进一步提高了土壤蓄水能力。
