Faits: A. X._ est propriétaire de la parcelle n° 858 du registre foncier de la commune de Forel (Lavaux). Sis en zone agricole, ce bien-fonds de 56'065 m2 supporte deux bâtiments ruraux ainsi qu'un bâtiment d'habitation auquel sont rattachées deux petites dépendances. L'ensemble de ces constructions date de 1878. Un hangar non cadastré a été édifié en 1977, après avoir été autorisé par les autorités compétentes. Le bien-fonds en question était essentiellement affecté à la production laitière jusqu'en 1997, X._ s'étant alors séparé de son bétail laitier pour exercer une activité salariée. Son épouse dame X._ a repris l'exploitation du domaine, où sont actuellement hébergés quinze chevaux, dont deux appartiennent à la famille X._ et treize sont en pension. Parmi ces derniers, trois sont "à la retraite". Les animaux sont exclusivement nourris avec le fourrage provenant des prairies de la propriété. Entre 1969 et 1997, treize boxes à chevaux ont été aménagés dans les bâtiments ruraux. L'ancienne écurie des vaches a été convertie en sellerie en 1998 et une aire de sortie de 1'200 m2 environ (soit 20 mètres sur 60) a été réalisée en 2003. Une annexe a été ajoutée à l'un des bâtiments ruraux en 2005, pour accueillir deux boxes à chevaux supplémentaires. Les autorités communales ont délivré un permis d'utiliser l'aire de sortie le 28 mai 2003; en revanche, les autres aménagements n'ont jamais fait l'objet d'autorisations. Le 16 mai 2007, X._ a déposé une demande de permis de construire trois boxes supplémentaires sur une dalle en béton existante. Alors qu'une procédure d'autorisation cantonale était toujours en cours, les autorités communales ont constaté le 5 décembre 2007 que les boxes projetés avaient été réalisés durant l'été. B. Le Service du développement territorial du canton de Vaud a examiné l'ensemble du domaine des époux X._. Par décision du 21 mai 2008, il a estimé qu'il pourrait autoriser le réaménagement de l'écurie en sellerie ainsi que cinq boxes à chevaux au maximum dans les bâtiments ruraux, moyennant le dépôt d'un dossier complet de régularisation. Il a de surcroît ordonné la suppression des treize boxes excédentaires et la réduction de l'aire de sortie à la surface maximale admissible pour cinq chevaux, soit 150 m2. Un délai pour effectuer les travaux de remise en état a été fixé au 31 juillet 2008. Les époux X._ ont recouru contre cette décision auprès de la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal), qui a rejeté le recours par arrêt du 10 juin 2009. Cette autorité a considéré en substance que la pension pour chevaux ne constituait pas une entreprise agricole au sens de l'art. 7 de la loi fédérale du 4 octobre 1991 sur le droit foncier rural (LDFR; RS 211.412.11), de sorte que les constructions litigieuses n'étaient pas conformes à l'affectation de la zone agricole. L'autorité inférieure n'avait en outre pas abusé de son pouvoir d'appréciation dans l'application des art. 24 ss de la loi fédérale du 22 juin 1979 sur l'aménagement du territoire (LAT; RS 700) et l'ordre de remise en état respectait le principe de la proportionnalité. C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, les époux X._ demandent au Tribunal fédéral d'annuler cet arrêt et de renvoyer la cause à l'autorité précédente pour nouveau jugement, afin d'autoriser les installations existantes, l'aire de sortie et l'exploitation d'une pension pour chevaux sur leur propriété. Ils concluent subsidiairement à l'annulation de l'arrêt attaqué et au renvoi de la cause à l'autorité inférieure pour qu'elle autorise ces installations. Ils requièrent en outre l'octroi de l'assistance judiciaire et de l'effet suspensif, ainsi que la tenue d'une inspection locale. Le Tribunal cantonal a renoncé à se déterminer. Le Service du développement territorial du canton de Vaud et l'Office fédéral du développement territorial concluent au rejet du recours. La commune de Forel (Lavaux) propose de surseoir à statuer jusqu'à la prochaine modification de la législation applicable. Les recourants ont déposé des observations complémentaires. D. Par ordonnance du 15 juillet 2009, la Ire Cour de droit public a rejeté la requête d'assistance judiciaire. E. Par ordonnance du 24 août 2009, le Président de la Ire Cour de droit public a admis la requête d'effet suspensif. 