[研究目的]东北地区是我国重要的粮食主产区，现有耕地面积近4 亿亩，粮食产量3000亿斤，在气候变化背景下稳定提高该区域粮食产量对保障国家粮食安全具有重要的意义。[方法]本研究采用农作制度研究方法(Farming System Design)，在系统分析1961 年东北地区气候资源要素变化规律和1978 年以来耕作制度演变规律的基础上，构建了不同生态类型区种植制度和养地制度。[结果]在北部高寒地区，针对玉米连作地力持续下降的问题，从豆科作物合理轮作增氮入手，构建了玉米—大豆轮作种植模式，并突破了以原垄卡种为核心的关键技术；在中部平原地区，针对光热资源利用率不高的问题，从调整作物田间配置入手，构建了不同类型玉米高光效种植模式，并确定了相应的参数；在西部生态脆弱区，针对水资源短缺和风蚀严重的问题，构建了仁用杏/作物及玉米(谷子)/花生等间作种植模式，并确定了相应的间作比例。围绕着种植模式，针对耕层存在的“浅”、“实”、“薄”，地力持续下降等问题，首次系统提出了基于土壤理化性状的典型土壤高产耕层标准参数阈值，配套建立了土壤耕法和施肥方法，解决了土壤耕作的核心问题，为科学耕作提供了理论依据。[结论]东北地区耕作制度创新支撑了国家“镰刀弯地区玉米调减”政策制定和实施，促进了粮食单产提高和总产的稳步提升。