北方土壤供钾能力及钾肥高效施用技术研究获得1999年度农业部科技成果一等奖和2000年度国家科技成果二等奖。
此项目得到在中国-加拿大政府间合作项目和国家自然科学基金项目的共同支持，由中国农业科学院土壤肥料研究所等九个科研单位联合攻关历时六年，开展对我国北方主要土壤供钾能力、钾肥的有效施用条件和技术等重大问题的研究，形成了有影响力的科研成果，这一成果主要特点如下：
1. 揭示了北方主要土壤供钾能力和潜力有从西向东逐渐降低的趋势，而土壤对钾素的吸附固定能力自西向东逐渐增强的地带性分布规律及其与土壤风化程度和不同粘土矿物含量的内在联系。
2. 在盆栽耗竭条件下，占土壤全钾90%以上的矿物态钾对植物吸收也有较大贡献，表明我国北方风化程度较弱的土壤中的矿物态钾也是植物吸收的重要钾源。
3. 土壤固有钾的释放、土壤对外源钾的吸附和解吸三个过程可用一级反应方程拟合，其参数可用来评价土壤供钾能力。
4. 经过1350多个田间试验示范和197个盆栽试验，发现在东北和华北地区缺钾已成为作物高产限制因子。确定了各种作物高产条件下的施钾临界值，粮食作物为80-90mg/L，蔬菜、油料和纤维作物为100-120mg/L。
5. 通过8500多个耕层土样的土壤速效钾含量测定，取自东北和华北的土壤速效钾低于80mg/L的分别占该地区土样总数的60.6%和66.2%，低于100mg/L的分别占78.4%和82.6%；而取自西北的土壤速效钾大于100mg/L的土壤占该地区土样总数的83.7％。结合田间试验结果制定出土壤速效钾六级分级标准，对北方土壤供钾能力进行了分级。
6. 研制建成“北方土壤钾素地理信息系统”(NCSKIS)，绘制出“北方土壤钾素分级信息图”。
7. 明确了主要种植制度下土壤-作物系统中钾素循环和平衡状况，揭示了秸秆还田和施钾肥对钾素平衡调控和增产的效果。
8. 确定了东北和华北38种作物施钾增产效果和钾肥适宜用量，粮食作物高产适宜施钾量为100-150kg k2O/hm2, N:P2O5:K2O比例为1:0.4-0.6:0.6-0.9, 明确了钾肥有效施用条件，形成了北方地区的因土因作物高效施钾技术体系。
该成果1993年至1995年推广295.16万公顷；1996年至1998年推广881.17万公顷，三年获纯经济效益376319万元。
