针对东北平原北部（黑龙江）半干旱区、半湿润雨养区、灌溉区粳稻、玉米生产中存在的水肥资源利用效率低、单产不稳、总产不高等关键技术问题，在国家科技支撑计划课题支持下，经过2013-2017年五年的研究，通过水肥高效型土壤培育技术、自然降水高效利用技术、节水灌溉技术、肥料增效减量施肥技术、水肥协同共效技术等共性技术研究，结合东北平原北部（黑龙江）生态区的气候特点，建立不同生态区水稻、玉米丰产节水节肥技术示范区，形成具有区域特点的丰产节水节肥技术模式，并在类型区推广应用。
（1）建立秸秆深施还田技术、大垄双行密植栽培技术、肥料增效与减量施肥关键技术、自然降水高效利用技术、水稻节水灌溉技术、水稻侧深施肥技术、基于水稻叶龄的关键期补水技术、玉米节水节肥增抗提质全程机械化高效栽培技术、半干旱区无公害玉米生产技术规程等技术模式9套，形成完整的水肥资源管理技术规程。
（2）研制复混肥料（含纳米碳）、玉米专用肥料（含纳米碳）、水稻专用肥料（含硝化抑制剂）、玉米专用肥料（含硝化抑制剂）等物化产品4个。
（3）基于上述9套技术规程的应用，综合示范区和辐射区5年的结果，自然降水利用效率平均提高 12.1%，灌溉水利用效率平均提高 11.7%以上，肥料利用率平均提高 12.3%。
（4）建立粳稻、玉米丰产节水节肥示范区 16 万亩（其中半干旱区 2 万亩、半湿润雨养区9 万亩、灌溉区 5 万亩）；辐射区年均 1200 万亩（其中半干旱区 200 万亩、半湿润雨养区 500 万亩、灌溉区水稻 500 万亩）；粮食产量平均提高 5.7%以上，年均增产粮食 25.1 万吨。
（5）授权8项国家专利，其中发明专利1项。形成节水节肥和标准化施肥技术规程 5 项。
（6）培养土壤肥料、玉米高产栽培、水稻高产栽培学科带头人3 人，学术骨干 22 名，形成一支高效团结的节水节肥研究团队，同时培养博士生 11 人，硕士生 23 人。课题实施5年来，累计培训玉米、水稻产区示范基地科技人员1300人次，通过多种形式的培训、宣传和普及活动，形成了一支综合素质强、科技水平高的农业指导和推广队伍。
（7）完成著作2部，《寒地水稻生育智慧调控技术》和《黑龙江水稻遗传多样性及系谱分析》。累计发表82篇论文，其中13篇被SCI、EI收录。申报地方标准2项。研制肥料新产品4个。获得转件著作权4项。