西北旱區是我國重要的糧食、果品、經濟和特色農作物生產基地。其中糧食作物小麥播種面積占全國的19.2％，玉米占19.9％，馬鈴薯占39.8％。干鮮果品中，僅位于黃土高原優生區陜西、甘肅的蘋果種植面積就占到全國的37.3％，產量占49％；新疆的葡萄、大棗占全國的25％和30％以上。經濟油料作物中，新疆棉花面積占全國的49.2％；青海春油菜面積占全國的30％。特色作物寧夏枸杞更是以其優良的品質和藥效而聞名全國。因此，科學指導西北旱區的農業生產不僅對滿足區域糧食需求、增加農民收入必不可少，對保障我國目前和未來的糧食安全也有重要意義。

黨中央一直高度重視西北地區的農業和糧食生產，長期開展農田基礎設施建設、沃土工程、有機質提升等行動，水土流失、土壤沙化問題不斷得到治理，耕地地力持續提升，通過品種改良、增加肥料農藥投入、不斷創新栽培技術，西北地區的農作物生產持續發展。然而，土壤有機質含量低，蓄水保水和供肥保肥能力差，沙化與鹽堿化及緩沖能力差，仍是制約西北地區土壤質量和生產力的核心問題。黃土高原50％-60％的農田土壤有機含量在1％以下，低于我國華北平原1％-2％、南方土壤2％-3％的水平，更低于歐洲和北美多數農田土壤有機質3％-5％的水平。

化肥和地膜作為主要的農資投入，在西北地區作物生產中發揮著極其重要的作用。地膜的使用使黃土高原旱地小麥、玉米整體增產10％-30％，新疆的棉花單產每公頃達到1350公斤，比世界平均水平高出594公斤，但也引發了嚴重的土壤健康問題，不僅加速了土壤有機質的分解，增加了氧化亞氮、二氧化碳等溫室氣體排放，還造成了高達每年每公頃9公斤-10公斤的嚴重地膜殘留，小麥等作物籽粒也出現了明顯的塑化劑累積。

自2015年原農業部制定實施“到2020年化肥農藥使用量零增長行動”以來，新作物種質創制，特別是養分高效、抗逆抗病抗蟲作物品種的成功選育，以及信息化和智能化的先進施肥用藥機械與技術推廣應用，大幅度減少了化肥和農藥施用，有效提高了土壤質量與健康水平。但長期的化肥過量、不平衡施肥，已經使得西北的河西走廊、綠洲灌區、河套地區、黃土高原旱地土壤出現了明顯的養分富集現象，成為施肥不增產甚至施肥減產的根本原因。在大量營養元素肥料過量施用的同時，卻忽視了中微量元素。黃土高原旱地土壤硫供應能力偏低、鋅不足、硒缺乏，已成為制約作物營養和加工品質的主要問題。

大量的科學研究證明，采用少免耕技術，盡可能減少對農田土壤的擾動，保護土壤結構不被破壞，能有效減緩土壤有機質分解和降低。通過高留茬、秸稈還田覆蓋地表、農牧結合等措施，增加地表覆蓋和秸稈與糞肥施用，可減少地表裸露、水土流失沙化與有機質損失，不斷提升土壤有機質數量與質量。結合輪作休耕，特別是禾谷類作物與豆科、十字花科作物輪作、種植覆蓋填閑作物，可進一步恢復地力，提升土壤自身的氮磷供應能力，減少外源化肥施用。同時，推行“以水定產，以產定肥，因土施肥”，把客觀的產量目標與土壤的養分供應能力準確結合起來，確定合理的肥料用量與養分配比，能有效地解決施肥過量與不足的問題。

高品質的農產品是滿足新時代人民對美好生活追求的重要物質保障。高品質農產品的生產取決于作物生長的土壤，土壤的質量和健康是保證作物豐產優質的根本。創新性地解決干旱缺水、瘠薄、鹽堿化、沙化、障礙層次等導致的土壤蓄水保水能力弱，供肥保肥能力低，抗風防蝕耐鹽堿緩沖能力差等質量問題，以及化肥和地膜大量與過量使用造成的土壤農膜殘留、養分供應過量與不平衡等健康問題，是保障西北地區農作物豐產優質、農業綠色可持續發展的關鍵，對保障目前和未來、區域與國家糧食安全具有重大意義。