（一）旱作农业的概念及在我国的起源
旱作农业（Dryland Farming）是旱地农业、雨养农业、集雨补充灌溉农业生产活动类型的总称，是指在没有灌溉条件下，完全靠降水和地下水提供作物生长需要的水分而从事的农业生产，包括了种植业、畜牧业、林果业，以及其他农业生产和经营行业。旱作农业的本质是提高降水利用率和水分利用效率，是我国最重要的农业生产方式之一。
我国旱作农业源于8000年以前的新石器时代初期，黄河流域在公元前5405年的磁山文化时期已出现了迄今为止发掘出最早的旱粮作物——粟，同期有了木制和骨制的耒耜，并开始了以耜耕逐步代替原始的刀耕火种的旱农耕作。黄河流域农业的起源与发展是一部与干旱作斗争的历史，也是一部中国旱地农业的发展史。
传统（古代）旱作农业以精耕细作为主要特征，基本思想是最大限度地将天然降水蓄存在土壤中供作物利用。近代旱作农业主要是充分利用天然降水和自然资源，实现农业生产的数量增长。现代旱作农业是科学技术得到大量应用，注重生产、经济、资源、环境协调发展。
（二）我国发展旱作节水农业的战略选择
在我国发展旱作节水农业具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。
首先，是由我国水资源禀赋和农业用水现状所决定的。
（1）水资源短缺，总量不足，增量有限，用水现状堪忧，缺水加剧，亩（0.067hm2）耕地1480m3，考虑到复种，不及世界平均的50%。预计，2010年农业缺水800亿m3，2020年1200亿m3。
（2）时空分布不均，季节性和区域性缺水严重，北方耕地51%，水资源19%，输出商品粮；南方耕地49%，水资源81%，调入商品粮。缺水的北方向富水的南方输送商品粮，就等于变相地输送水资源。
（3）降水集中，2/3为雨洪水资源，利用难度大，易形成旱涝灾害。
（4）农业用水效率高、效益低，结构性耗水高；水资源利用率和利用效率低；降水利用率45%，灌溉水利用系数0.45；农业水资源的循环利用率约10%，水分利用效率不到1kg/m3。
（5）水污染和干旱洪涝问题较严重：点源与面源污染导致水质下降，旱涝灾害频繁。
其次，旱作农业是粮食安全的基础。我国旱作农业区有7333万hm2耕地，73%的旱耕地，75%的可利用草场，40%的林地资源，20%的水资源。
第三，旱农区是重要的农产品生产基地：北方旱区生产了全国46%的粮食，61%的棉花，72%的大豆，46%的油料，57%的林木产量，46%的畜牧产值。
（三）国外旱作农业的基本模式
世界14亿hm2耕地中，主要依靠自然降水从事农业生产的旱地占80%。1950~1985年，全球灌溉面积年均增长5%以上，占耕地18%的灌溉面积，生产了世界食物总量的1/3。1980年以来，世界灌溉面积增长速度明显下降，年增长率不到1%。大力变革和开发旱作节水（旱地）农业，提高旱地农业的综合生产力，满足日益增长的人口对食物的需求，已成为一个世界性的目标。
国外旱作农业的模式有以下几种。
（1）保护性耕作（美国）：多耕到少耕免耕，表层松土覆盖到残茬秸秆覆盖，机械耕作除草到化学除草。
（2）粮草轮作（澳大利亚）：小麦—养羊旱地农作制（农牧结合制）。
（3）集水种植（印度）：利用蓄水池收集田间降雨；田内集水；微型集水区。
（4）设施节水农业（以色列）：喷、微灌发展高效作物，和平环境下走贸易节水的道路。
（四）国内外旱作农业比较分析
我国旱作农业区生态环境最为恶劣，土地人口承载量最高，自给性粮食生产格局难以在短期根本改变。
我国以粮食产量表示的WUE最高值高于其他国家，但农业用水的经济效益低于其他国家。这种“高效率、低效益”的事实从一个侧面反映了旱作农业存在的产业结构缺陷，即：现阶段我国旱作农业处于一个生产性低耗水而结构性高耗水的尴尬局面。
我国粮食生产平均的水分利用效率与最高的水分利用效率相差2.7倍，高于美国和澳大利亚。这一方面表明我国旱作农业区条件差异很大，但另一方面也揭示了旱作农业广种薄收的状况依然十分普遍，带来的环境问题不容忽视。
我国降水利用率低于美国、澳大利亚和以色列，同印度相当，这与我国相当一部分旱作农业区降水缺乏、分布不均、利用难度大有直接关系。
我国耕地灌溉率高于美国、澳大利亚和印度，同以色列相当，农业用水比例较高。我国耕地灌溉率和农业用水比例居高不下，而降水利用率和灌溉水利用率低下，揭示了长期以来农田水利建设“重工程，轻农艺”的倾向。
我国旱作农业产业带还没有形成，影响了技术产业化进程，技术装备水平也低于发达国家。这种状况导致劳动生产率低下，也加剧了资源的低效利用和浪费。
（五）我国旱作农业的分布与技术战略
我国无灌溉条件的旱区农田面积占耕地的60%以上，即是在现有的不足5333万hm2的灌溉耕地中，绝大部分也是井水浅表灌溉，同现代高效的美国加州旱作节水农业相比，无论在软件上和硬件上都存在很大的差距。特别是西北、华北的旱作农业区，降水量在250~600mm之间，属干旱、半干旱及半湿润易旱区，分布在昆仑山脉、秦岭、淮河一线以北15个省、市、自治区的大部分地区，占全国国土面积9.6亿hm2的50%以上，旱地面积占总耕地面积的3/4（1亿hm2）。我国南方，虽然降雨充沛，但由于降雨年内分布不均，而耕地分布在丘陵山区，受地形条件、技术、经济等因素的制约，也无法发展灌溉，农作物生长时期常常遇到季节性旱灾的威胁，如伏旱、秋旱等。
1.旱作农业发展目标与方向食物生产目标：粮食以自给性生产为主，商品性生产为辅，发展木本粮油和动物蛋白生产；结构调整目标：加快发展林果和草业畜牧业；生态环境目标：加强旱作基本农田建设，发展旱地生态农业；产业发展目标：逐步建设以玉米、棉花、草食畜、特有优质水果和杂粮等为重点的若干旱农产业带。
2.旱作节水农业技术战略
（1）集水土壤水库—田间、根域集雨—集雨补灌。
（2）保水耕作—覆盖—制剂。
（3）用水（节水）品种—制度—水肥一体化—生理节水。
（4）集水通过土壤水库增容有效利用降水。如：雨水集蓄、沟笼种植—田间集水、梯田和等高种植、改土培肥（土壤“海绵体”）、根域化学物质集水、水窖及集雨补灌。
（5）保水减少水土流失和土壤蒸发，最大限度保住土壤水；少耕、免耕、轮耕、地膜和秸秆覆盖、化学覆盖。
（6）用水提高可用水的利用效率，抗旱和高水分利用作物及品种利用，建立适合当地水资源状况的农作制度，发展生理节水抗旱技术，水肥耦合和一体化管理。
3.旱作节水农业技术体系包括旱作农田土壤水库扩蓄增容技术，保护性耕作技术与覆盖栽培技术，集雨栽培及集雨补充灌溉技术，抗旱节水作物和品种改良与利用技术，水肥一体化管理技术，粮经饲间作和粮草轮作技术，抗旱节水生化制剂技术，农牧结合、农林牧综合发展技术
（1）土壤水库扩蓄增容技术
包括坡改梯技术、蓄水丰产沟技术、等高种植技术、有机培肥技术、农田集雨工程技术。
（2）保护性耕作与覆盖栽培技术
包括少耕免耕技术、秸秆覆盖（还田）技术、地膜覆盖技术、活体生物覆盖技术、砂石覆盖。
（3）集雨栽培及集雨补充灌溉v包括根域集水—吸水保水化学制剂、田间集水—沟垄种植、集雨面集水—窑窖技术及补充灌溉（家用重力滴灌系统）。
（4）抗旱节水作物和品种改良与利用技术
（5）水肥交互作用与耦合技术
（6）粮经饲间作和粮草轮作技术
粮豆间作（玉米—大豆，谷子—大豆）、粮菜间作、粮草轮作及休闲期绿肥生物覆盖。
（7）节水抗旱生化制剂技术
包括抗旱种衣剂、抗旱剂及蒸腾抑制剂、保水剂及水土保持剂（PAM）。
（8）农牧结合、农林牧综合发展
包括秸秆饲料技术（青贮、氨化、菌化等）、人工草场建植技术及畜牧草业、林粮间作、林草间作、经济林与防护林间作。
（六）我国旱作农业技术的发展与应用
1.旱农工程技术
旱农工程技术包括以坡改梯和丰产沟、垄沟为主的耕作技术及微型集雨工程设施（即田边地头建造井窖及配置滴溉和喷灌技术）。实施旱作农业工程是为最大限度地提高土壤降水的拦蓄，减少地表径流和土壤水分蒸发，以保证作物对水分的需要。对改善农业基本生产条件，防止水土流失、拦蓄降水、提高土壤含水量有重要作用。这也是旱作农业区特别是丘陵沟壑山区坚持不懈实施的治本工程。
2.旱作生物技术
生物技术是通过种植绿肥作物，应用生物肥料，实施粮草轮作或粮肥轮作方式，培肥土壤养分，涵养土壤水分，防止水土流失，减少土壤水分蒸发，调节土壤生态环境，确保作物生长。
3.旱作农艺技术
农艺技术是指通过用选抗旱作物品种，合理调整作物布局及蓄水保水耕作措施等，以提高水的利用率，提高旱地作物产量。
（1）选用耐旱作物品种及合理调节种植结构
选用耐旱品种可以减少用水量而获得较高产量。比如玉米、高粱、糜谷、薯类等作物比小麦耐旱性强，因此是旱作农业区的“当家”作物。同时针对当地条件采用合理轮作（玉米—豆类—小麦，小麦—草木樨—小麦等方式）、间作套种（粮食间作、粮药间作、麦玉套种、薯豆套种、玉豆套种等）以提高降水利用率，增加作物产量及效益。
（2）增施有机肥