秸秆直接还田采用秸秆还田机作业，机械化程度高，工作效率高，秸秆处理时间短，腐烂时间长，质量好，是用机械对秸秆简单处理的方法，适于大面积推广使用。
（1）机械直接还田。该技术可分为粉碎还田和整秆还田两大类。①粉碎还田。采用机械一次作业将田间直立或铺放的秸秆直接粉碎还田。②整秆还田。小麦、水稻和玉米秸秆的整秆还田机械化，可将田间直立的作物秸秆整秆翻埋或平铺为覆盖栽培，此种还田方式具有抗旱保墒、减少作业环节等特点。
机械还田是一项高效低耗，省工、省时的有效措施，易于被农民普遍接受和推广。但是秸秆机械还田存在两个方面的弱点：一是耗能大，成本高，难于推广；二是山区、丘陵地区田块面积小，机械使用受限。
（2）覆盖栽培还田。秸秆覆盖栽培还田具有减少土壤水分蒸发，强化降水入渗，减轻土壤流失，抗御土壤风蚀，提高水分利用率的作用；促进植株地上部分生长，缩小昼夜温差，有效缓解气温激变对作物的伤害，抑制田间杂草等覆盖效应；同时还具有改善土壤结构，提高土壤有机质含量，补充氮、磷、钾和微量元素含量，增加土壤微生物数量，激活土壤酶活性，加速土壤中物质的生物循环等培肥效应，是一项简便易行、省工节能、成本低廉的有效措施。秸秆覆盖还田技术的关键是配施氮肥，以1000千克秸秆至少加11千克纯氮为宜。
（3）机械旋耕翻埋还田。秸秆收获后，用旋耕机横竖两遍旋耕，切成适宜长度并旋耕入土。茎秆通气组织发达，遇水易软化，腐解速度快，其养分当季就能利用。