土壤有机质是耕地质量的核心，是实现国家粮食安全的基础与保障。我国农田土壤有机质含量低、区域差异大，是制约粮食高产稳产和农业可持续发展的瓶颈之一。针对高强度种植及化肥持续超量施用态势下，我国不同区域农田土壤有机质提升的限制因素和技术途径不明确的问题，通过近30年的联网研究与实践验证，取得如下创新性成果。

　　1、探明了我国主要粮食产区农田土壤有机质的演变规律。发现现有施肥水平下，东北黑土有机质呈现缓慢下降趋势，其他区域土壤有机质处于稳定上升阶段。有机物料投入是有机质提升的第一要素，其转化为有机质的利用效率平均为16.3%，呈现为随水热增加而降低的趋势。构建了多点位、多区域验证的农田土壤有机质变化模拟预测模型，精确度达到86%以上。

　　2、揭示了土壤有机质提升与作物高产稳产的定量耦合关系，明确了有机质提升的定向培育目标。突破了土壤有机质提升与作物增产耦合效应的量化难题。发现在当前生产水平下，每提升1g/kg有机质三大粮食作物可增产47-66 kg/亩，稳产性提高5%-8%。提出了不同区域粮食丰产稳产的有机质适宜值，实现了土壤有机质定向培育目标的定量化。

　　3、探明了农田土壤有机质提升的主要限制因素，创建了有机质提升的关键技术，提出了13种以增施有机肥和秸秆还田技术与限制因子消减技术为核心的具有区域独特性的有机质提升主要技术模式，土壤有机质提升与增产效果显著。大面积示范和推广应用，经济和生态环境效益显著。

　　成果促进了秸秆等废弃物资源的高效利用，为全国耕地地力评价及土壤培肥提供了科学依据与技术支撑，促进了耕地质量提升的科技进步。