西北旱区是我国重要的粮食、果品、经济和特色农作物生产基地。其中粮食作物小麦播种面积占全国的19.2％，玉米占19.9％，马铃薯占39.8％。干鲜果品中，仅位于黄土高原优生区陕西、甘肃的苹果种植面积就占到全国的37.3％，产量占49％；新疆的葡萄、大枣占全国的25％和30％以上。经济油料作物中，新疆棉花面积占全国的49.2％；青海春油菜面积占全国的30％。特色作物宁夏枸杞更是以其优良的品质和药效而闻名全国。因此，科学指导西北旱区的农业生产不仅对满足区域粮食需求、增加农民收入必不可少，对保障我国目前和未来的粮食安全也有重要意义。

党中央一直高度重视西北地区的农业和粮食生产，长期开展农田基础设施建设、沃土工程、有机质提升等行动，水土流失、土壤沙化问题不断得到治理，耕地地力持续提升，通过品种改良、增加肥料农药投入、不断创新栽培技术，西北地区的农作物生产持续发展。然而，土壤有机质含量低，蓄水保水和供肥保肥能力差，沙化与盐碱化及缓冲能力差，仍是制约西北地区土壤质量和生产力的核心问题。黄土高原50％-60％的农田土壤有机含量在1％以下，低于我国华北平原1％-2％、南方土壤2％-3％的水平，更低于欧洲和北美多数农田土壤有机质3％-5％的水平。

化肥和地膜作为主要的农资投入，在西北地区作物生产中发挥着极其重要的作用。地膜的使用使黄土高原旱地小麦、玉米整体增产10％-30％，新疆的棉花单产每公顷达到1350公斤，比世界平均水平高出594公斤，但也引发了严重的土壤健康问题，不仅加速了土壤有机质的分解，增加了氧化亚氮、二氧化碳等温室气体排放，还造成了高达每年每公顷9公斤-10公斤的严重地膜残留，小麦等作物籽粒也出现了明显的塑化剂累积。

自2015年原农业部制定实施“到2020年化肥农药使用量零增长行动”以来，新作物种质创制，特别是养分高效、抗逆抗病抗虫作物品种的成功选育，以及信息化和智能化的先进施肥用药机械与技术推广应用，大幅度减少了化肥和农药施用，有效提高了土壤质量与健康水平。但长期的化肥过量、不平衡施肥，已经使得西北的河西走廊、绿洲灌区、河套地区、黄土高原旱地土壤出现了明显的养分富集现象，成为施肥不增产甚至施肥减产的根本原因。在大量营养元素肥料过量施用的同时，却忽视了中微量元素。黄土高原旱地土壤硫供应能力偏低、锌不足、硒缺乏，已成为制约作物营养和加工品质的主要问题。

大量的科学研究证明，采用少免耕技术，尽可能减少对农田土壤的扰动，保护土壤结构不被破坏，能有效减缓土壤有机质分解和降低。通过高留茬、秸秆还田覆盖地表、农牧结合等措施，增加地表覆盖和秸秆与粪肥施用，可减少地表裸露、水土流失沙化与有机质损失，不断提升土壤有机质数量与质量。结合轮作休耕，特别是禾谷类作物与豆科、十字花科作物轮作、种植覆盖填闲作物，可进一步恢复地力，提升土壤自身的氮磷供应能力，减少外源化肥施用。同时，推行“以水定产，以产定肥，因土施肥”，把客观的产量目标与土壤的养分供应能力准确结合起来，确定合理的肥料用量与养分配比，能有效地解决施肥过量与不足的问题。

高品质的农产品是满足新时代人民对美好生活追求的重要物质保障。高品质农产品的生产取决于作物生长的土壤，土壤的质量和健康是保证作物丰产优质的根本。创新性地解决干旱缺水、瘠薄、盐碱化、沙化、障碍层次等导致的土壤蓄水保水能力弱，供肥保肥能力低，抗风防蚀耐盐碱缓冲能力差等质量问题，以及化肥和地膜大量与过量使用造成的土壤农膜残留、养分供应过量与不平衡等健康问题，是保障西北地区农作物丰产优质、农业绿色可持续发展的关键，对保障目前和未来、区域与国家粮食安全具有重大意义。