据统计数据显示，我国粮食的总产值在1998至2002年间呈逐年下滑的趋势，由于在此期间播种面积减少12.6％，粮食单产减少3.77%，两者的共同影响使总产减少15.9％；在2003至2007年间，虽然粮食单产增长5.5％，但由于粮播面积减少7.2％，增减相抵，总产仍减少2.1%。造成我国粮食增产困难的原因主要是土壤和环境的条件较差。据1995-2000年统计资料和农业部估算，现有耕地中高产田占28%，中产田占36%，低产田占36%，即质量较差、产量不高的中低产田占耕地总面积的72%。近几年，我国部分地区作物超高产攻关进展显著，高产纪录不断刷新，但由于重演性差，对作物高产的内在规律认识不足，以及高产主要靠大量水肥投入支撑，使得资源利用效率大幅下降。土地生产力未能充分发挥是造成土壤质量下降的重要原因。土壤的基础地力越高，作物的产量也就越高。土壤供肥保肥能力弱，养分管理难度大，损失多；土壤供肥保肥能力强，养分较易管理，损失少。

　　秸秆还田提高土壤生产力

　　秸秆还田是持续提高土壤生产力的重要途径。秸秆还田培肥土壤,在减少氮肥用量条件下仍能使作物生长良好。近20年来，总体上我国农田土壤有机碳含量呈上升趋势，每通过秸秆还田加入土壤1吨碳，会增加土壤有机碳含量200kg。通过秸秆还田增加土壤有机碳的效益主要体现在：减少侵蚀养分损失，节约养分资源和成本，固定了更多的碳，减少减排压力；增加土壤渗透能力，节约用水，节省开支；提高肥料利用效率，减少农药用量；减少空气污染治理成本和水体污染以及保护生物的多样性。由于实行秸杆还田和保护性耕作，河北省土壤中有机质含量不断增加，土壤肥力得以提高，为在高产基础上提高水分和肥料资源利用效率奠定了基础。

　　施用有机肥提高土壤质量

　　有机肥在提高土壤质量中具有特殊作用。施用化肥的土壤有机碳的平均含量为9.99%，施用化肥和有机肥的土壤有机碳平均含量为36%，施用化肥和秸秆的土壤有机碳平均含量为35.4%。有机废物中储藏有大量资源，主要分为资本资源、派生资源和可再生资源。每年可生产包括尿素类、秸秆类、绿肥类、饼肥类、堆沤肥类、沼气类、草木灰、城市生活垃圾和污泥等共计680383万吨。据统计，我国有机废弃物每年增长3亿吨，其中畜禽粪便的产量约占67%，2006年我国畜禽粪便氮素产量为1176万吨，农田氮养分容量为1177万吨，磷素产量为269万吨，农田磷养分容量为129万吨。2006年我国有机废弃物总养分量为6359万吨，还田量为3620万吨，其中氮素含量为2362万吨，还田量为945万吨；磷素含量为1422万吨，还田量为1114万吨；钾素含量为2575万吨，还田量为1561万吨，与2000年相比，总养分量增加59%，还田量增加43%。用于工厂化的有机养分比例为56%，非工厂化的比例为1%，有机养分仍有43%的潜力有待进一步提高其循环率，其中经济价值较高的农作物上的有机养分投入比例较高：蔬菜34%、果树35%；大田作物所占比重仍然较低。

　　通过秸秆还田和有机肥施用可改善土壤质量，实现粮食持续高产高效。以河北曲周玉米高产高效体系为例，夏玉米高产高效体系氮肥用量为185kgN/ha，比农民传统体系氮肥效率增加75%-107%，作物增产30%-49%；春玉米高产高效体系氮肥用量为265kgN/ha，比农民传统体系氮肥效率增加75%-107%，作物增产85%-111%。以美国集约化可持续作物生产体系为例，氮肥用量为150-230kg/ha，玉米产量为18-20t/ha。可持续作物生产体系可使作物产量达到产量潜力的85%-90%，氮肥吸收效率达到70%，使作物灌溉达到90%-95%的水分利用效率，并通过养分贮存和增加土壤有机质提高土壤质量和减少温室气体的排放，实现作物产量与效率的协同提高。