Кроме того, этот план предусматривал и широкое внедрение травопольной системы земледелия, разработанной выдающимися русскими учеными — академиками В.В. Докучаевым, П.А. Костычевым и В.Р. Вильямсом. Согласно этой системе, часть пашни в севооборотах засевалась многолетними бобовыми и мятликовыми травами, которые одновременно служили кормовой базой для животноводства и естественным средством восстановления плодородия почв. Более того, в целях обеспечения широкой механизации полевых и лесозащитных работ и повышения их качества Политбюро ЦК жестко обязало министерства сельскохозяйственного машиностроения, автомобильной и тракторной промышленности, транспортного машиностроения, строительного и дорожного машиностроения и другие промышленные министерства, выполнявшие заказы для сельского хозяйства, обеспечить безусловное выполнение установленного плана производства сельскохозяйственных машин, высокое их качество и более быстрое освоение новых усовершенствованных сельскохозяйственных машин и агрегатов. В результате уже к началу 1950-х гг. были разработаны машины для одновременной семиполосной посадки деревьев, завершены работы по созданию отечественных комбайнов для уборки зерна, хлопка, льна, свеклы и картофеля и начаты работы по производству мини-тракторов для работ на лесосеках и дождевальные установки с автономным двигателем для бесперебойного полива различных агрокультур и т.д.
Для проработки и реализации «Сталинского плана преобразования природы» был создан специальный институт Агролеспроект, по проектам которого лесами покрылись четыре крупных водораздела бассейнов Днепра, Дона, Волги и Урала. Одновременно с полезащитным лесоразведением надо было принять срочные меры по сохранению и улучшению особо ценных лесных массивов в разных регионах страны, в том числе Шипова леса, Хреновского бора и Борисоглебского лесного массива в Воронежской области, Тульских засек в Тульской области, Бузулукского бора в Оренбургской и Саратовской областях, Черного леса в Херсонской области, Великоанадольского леса в Донецкой области и т.д.
Одновременно с устройством системы полезащитных лесонасаждений была начата грандиозная программа по созданию крупных оросительных систем, что позволило бы резко улучшить окружающую среду, построить большую систему водных путей, отрегулировать сток множества рек, получать огромное количество дешевой электроэнергии и использовать накопленную воду для орошения полей и садов. Для решения проблем, связанных с осуществлением пятилетнего плана мелиоративных работ, был привлечен Институт инженеров водного хозяйства, который разработал несколько крупных мелиоративных программ.