經權威部門研究發現，當土壤有機質含量達到每公斤30克的時候，有機肥可以百分之百的替代化肥而保持高產。所以完全不用化肥是可以實現的！所以，有機肥替代化肥的基本原則就是要根據土壤肥力來替代，肥力低的時候，替代的低一些，肥力高的時候，可以替代的多一些，培肥土壤是減肥增效的最有效措施。
數據顯示，歐美國家的地力貢獻率是72%，而我們國家的僅為52%，耕地質量差、水肥利用量大，地力貢獻率必然就低，這組數字足以表明，中國是以大量的水肥投入為代價換取糧食高產的。
因此，提高農田土壤的肥力，是解決問題的根本！ 為什么要替代化肥？
以氮肥為例：2011年，一份由多個國家的200多名研究人員共同完成歐洲氮評估報告完成，報告認為，自從人類發明人工合成氮肥的方法以來，環境中活性氮的含量明顯升高。 氮污染正在成為21世紀主要的環境挑戰之一。
歐洲每年因氮污染所遭損失為700億至3200億歐元，相當于歐洲每年的農業收益兩倍多，環境成本高。同時人均壽命也有所減少。
現在大家充分認識到，所有以化肥為基礎的農業產業，不僅歐洲，包括中國，是虧本的。包括我們農業的“十二連增”，只算了投入品的成本、勞動力的成本，沒有算環境污染土壤污染和健康的成本。 氮肥對農業增產貢獻巨大，沒有氮肥怎么保證產量？
從作物生理的角度看，作物生長發育過程中的某些特定時期對某種特定養分要求的絕對數量雖不多，但很迫切，這時養分多寡對作物的生長發育會起到顯著的作用，這個時期可被形象地稱作“作物營養的臨界期”。 在“營養臨界期”需要3-5天能供應上它所需營養。所需養分如果沒有得以有效和及時地供應上，即使后期再加，也達不到預期的效果。
在一些種植體系里，有機肥的使用從施用量上養分含量并不低，有機肥為什么增產效果不如化肥明顯，一個主要原因就是，有機肥的養分是緩慢釋放的，大多不具備化肥的“速效性”優勢。
因為有機肥緩慢釋放養分，在植物需要養分的臨界點，它所提供的能量不夠，而化肥可以高效快速供應養分，從而能夠高產。 要替代化肥而不減產，就需速效的另外一類肥料---生物氮肥。
生物固氮研究，是幫助植物從空氣中得到更多氮，幫助植物獲取更多天然氮，讓農林業生產逐漸擺脫對化學性氮源的依賴。
對生物性氮源的探尋在國際上如今是常青的課題，美國綠色農業之父諾曼·布勞格也曾表示，對生物性氮源的探尋是為了逐漸擺脫對化學性氮源的依賴；減緩與消除化學氮肥的能源、生態、環境和健康風險；恢復生態平衡，實現農業的可持續發展。
澳大利亞悉尼大學的研究人員，已經做到了在水稻種植中僅用微生物菌劑拌種一項技術，減氮40-70%不減產和增產。 英國皇家學會會員、諾丁漢大學愛德華·科金教授的研究提出：幾乎可以在所有植物上用生物固氮技術替代化肥。雖然如此，但是在目前我國農業完全實行還不現實！ 如何保證減少化肥用量的同時保證產量不降？
我們可以“三管”齊下：經過測算，有機肥替代化肥潛力大概是10%，研發新型肥料，主要包括有機、無機復合肥，大概10%～15%，利用智能機具可提高到10%～12%。這三大技術加起來，未來可減施化肥養分28% ～ 37%。 整個項目的目標圍繞四大作物（糧食作物、經濟作物、蔬菜、果樹），實施三大創新，兩大保障，實現一個目標。 我國農田質量低，很大程度上限制著肥料的高效利用，有機替代是化肥減量增效的主要技術之一。
化肥合理使用不會導致耕地退化，耕地質量目前的退化是因為我們有些地方使用的不合理，不是肥料本身的原因，如果合理施肥，并不會導致土壤退化。 關于有機肥替代化肥，我們的團隊已經做了30多年的實驗。我們實驗發現，當土壤有機質含量達到每公斤30克的時候，有機肥可以百分之百的替代化肥而保持高產。
通過調查我們也發現，歐盟土壤肥力雖然比較高，但在果園里面發展有機農業對產量影響只有3%，而在農田上可以達到20%。 所以說，有機化肥替代的基本原則就是要根據土壤肥力來替代，肥力低的時候，替代的低一些，肥力高的時候，可以替代的多一些，培肥土壤是減肥增效的最有效措施。
