早期研究表明，中国的农田在20世纪60年代以前一直处于氮素亏缺状态，70年代达到平衡。朱兆良及其团队认为，此后中国大多数地区的氮素盈余不断增加，尤其是在东部沿海省份。
“在一些粮食高产地区，过量施用氮肥已是较为普遍的现象。”朱兆良介绍说，这些过量施用氮肥的区域主要集中在东部沿海地区，以华北、华东为主。从省际带状分布来看，从山东、江苏一直到广东珠三角，“同时，中国内陆的粮食高产区也有这个问题，像河西走廊一带，也是‘大水大肥’的做法。”
根据对单位耕地面积农田养分平衡量的计算，全国农田氮素平衡量可以划分成五组。其中第一组包括上海、江苏和福建，是中国东南部发达省份和城市，施肥量最大，氮素盈余量最高，达到每公顷266公斤;
第二组包括广东、浙江、北京、天津、山东、河南和湖北，盈余量较高，在170公斤至266公斤之间。
盈余量最小的一组包括黑龙江、西藏、新疆、内蒙古、甘肃、山西和广西，低于64公斤。
农田氮素平衡是氮素收入和支出的平衡。收入包括化肥、农作物的残茬和有机肥使用、生物固氮等;支出包括收获农作物时从农田中的带走量。
根据该团队的预测，2015年中国除江西、山西外的中部和东南部所有省份，均将进入潜在高风险区---因氮肥滥用而导致地下水硝酸盐等过量，影响环境安全。与2000年相比，风险增高的省份增加了7个。
在2009年的另一份报告中，朱兆良与同事通过对河北、河南、山东等高产地区的121块农田的研究发现：小麦的氮肥实际用量是平均每公顷325公斤，但试验显示最佳用量是128公斤;玉米的实际用量平均是263公斤，最佳用量是158公斤。
朱兆良对我国农业氮素平衡的估算结果表明，反映氮素农业效益的收获物氮量占总收入氮量的比例，已从1979年的57%下降为1998年的43%，20年间下降了14个百分点。
