我国粮食主产区因长期重种轻养、化肥不合理使用等,中低产田比例达67%以上,严重制约了粮食增产、农民增收。本研究成果探明了粮食主产区农田土壤主要障碍因子的演变规律,明晰了障碍因子与作物产量的相互关联,计算了改良中低产田的粮食增产潜力;创建了以“厚沃-扩容-阻盐-调酸-降渍”为重点的农田土壤障碍因子消减关键技术,研制出相应的物化产品;集成创新了东北薄层黑土、华北养分亏缺与失衡农田、北方次生盐渍化农田、南方酸瘠旱地、南方潜育淹育稻田的挖潜增效技术模式。研发成果近3年在黑龙江、河北等7省累计推广2.14亿亩,新增粮食生产能力218.24亿kg、新增产值150.67亿元;物化产品在8家合作企业转化,企业增收4.73亿元。对指导农田土壤障碍因子消减与地力提升、农业大面积均衡增产具有重要意义。该成果获得2018—2019年度神农中华农业科技奖二等奖。