河南是我国粮食生产大省，常年产量在6625万吨左右，其中小麦玉米占93%。高氮肥投入是保障粮食安全的重要措施，但土壤氮水平不均、氮素供需与互馈机理不明、高效施肥技术缺乏，导致氮肥利用率较低，严重制约了农业高质量发展。河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所黄绍敏团队依托耕地质量监测与长期施肥定位试验，在国家重点研发计划等项目支持下，聚焦小麦玉米轮作区土壤氮素演变与高效利用核心难题，历时20余年，在区域氮素演变特征与作物供需规律解析，筛选氮高效作物品种、氮肥高效利用关键技术构建方面取得一系列重大突破，为河南省小麦玉米生产化肥减量增效提供了科技支撑。该研究成果《河南小麦玉米轮作区土壤氮素演变与高效利用关键技术》项目荣获2025年河南省科技进步二等奖。

摸清河南耕地土壤氮素状况与演规律，分区制定小麦玉米施肥策略

探明了河南省1.1亿亩耕地的土壤氮素水平与分布特征，明确了土壤氮素时空演变规律，量化了氮肥利用率与主控因素的关系，发现土壤质地、pH值和有机质是影响土壤氮素演变的关键因素，阐明秸秆还田与有机肥施用促进土壤氮素积累的驱动机制。基于土壤氮素水平构建氮肥利用率与施氮量量化关系，确定高、中、低氮区小麦玉米高效氮肥定额，制定《河南省小麦玉米施肥指导意见》，为化肥零增产行动提供坚实支撑。

揭示小麦氮高效机制，筛选氮高效品种，探索玉米生物固氮实现化肥减量新途径

揭示了小麦玉米对氮肥利用的品种差异性，创建“主成分分析+田间验证”氮高效双级评价方法，筛选出许科168等10个氮高效品种，经异地多点大田验证2024年其氮肥利用率为47.3%，比全国小麦提高4.7个百分点。挖掘出3个小麦氮高效有关的优良基因型，从小麦根系氮素吸收、籽粒氮吸收与同化方面揭示其氮高效分子机制。从玉米茎部汁液中分离出2株核心固氮菌，与2个辅助菌构成合成菌群，并证实其生物固氮对茎秆氮贡献率达11.8%，为小麦玉米轮作区化肥减施增效指出了新的方向。

研发氮高效利用施肥技术，助力农业增效、农民增收

研发了基于地力的定额控氮、生物强化以碳促氮、深耕根区分层施氮、水氮协同按需追氮等关键技术，选配氮高效小麦玉米品种，集成分区分级施肥技术模式。创建“产品先行+科技入户+政府引导+大户带领”多种推广方式，在豫东、豫北、豫中小麦玉米轮作区累计应用1.12亿亩次，新增产量769.4万吨，新增收入135.7亿元。2024年氮肥利用率加权为46.1%，比全国提高3.5个百分点，为粮食作物大面积单产提升做出重要贡献。

科研攻坚结硕果，深耕沃土再出发

该项目共发表学术论文发表论文61篇，其中SCI收录11篇；获授权发明专利4件，实用新型专利和软件著作权8件；制定地方标准2项；集成《小麦玉米亩产吨半粮施肥管理技术》并入选2024年河南省主推技术。整体达到国际先进水平。

立足现有科研成果，团队将以产业需求为导向持续深化攻坚：聚焦河南省主要耕作土壤障碍因子消减、农田地力培育、作物固氮潜力挖掘、智慧施肥技术与配套智能装备研发等核心方向，进一步开展深层次机理研究与关键技术攻关，着力破解土壤改良、肥力提升、氮素高效利用等领域的卡脖子问题，加快科技成果转化落地，让先进施肥技术惠及更多农户，持续夯实河南粮食生产的土壤基础，为保障国家粮食安全、推动农业高质量发展贡献更大科技力量。