水资源短缺、水土流失严重以及土壤肥力低下是限制黄土塬区农业发展的主要因子。农业高效用水是缓解黄土塬区水资源短缺与农业发展矛盾的关键,化肥减量增效是助推农业绿色高质量发展的有效措施。本项目自2008年开始,在国家自然科学基金等项目支持下,针对黄土塬区作物水肥协同理论不明确、水肥配施精准不高、高产栽培技术不配套和水肥利用效率低等突出难题,从农田土壤系统修复和作物提质增效角度出发,揭示了农田土壤生态系统对作物产量和品质的影响机理,阐明了从土壤到植物、从微生物到农业生产多界面互作的系统过程,创新了黄土塬区作物水肥资源高效利用新模式,改变了传统高投入、高污染的农业生产方式,创新了我国农业绿色转型的关键突破口,为乡村振兴和农业可持续发展提供了理论基础和技术支撑。