然而，由于东北黑土地开垦以来一直处于高强度利用状态，土地肥力长期透支，加上重用轻养、土壤侵蚀等原因，导致黑土地有机含量下降、土壤肥力下降、理化性状与生态功能退化，黑土地出现了变薄、变瘦、变硬、变黄等一系列退化现象。这与长期以来经营粗放、“重种轻养”的不合理农业耕作制度和生产建设活动有关。这种农业生产和经营方式严重影响黑土地可持续利用，阻碍农业和区域可持续发展。
在黑土地保护与利用过程中，我国科技工作者深入生产一线，结合区域气候、地形、土壤类型及生产特点，探索出一批可推广、可复制、能落地的黑土地保护利用技术模式。这些模式包括：针对松嫩平原中东部中厚层黑土、三江平原草甸土区的黑土层保育模式，针对侵蚀区薄层黑土、原生薄层黑土和暗棕壤等黑土层浅薄土壤类型的培育模式，针对松嫩平原西部风沙干旱区的保护性耕作模式，针对原生障碍型土壤的障碍性土层消减快速培肥模式，针对坡耕地的控蚀增肥模式变形计2011，以及针对水田的水稻秸秆还田增碳保肥模式。这些模式已在我国黑土区进行大面积推广应用，显著提升了土壤养分储备和供应能力，增强了土地综合生产能力。
农业结构调整还需加强。在加强粮食生产的同时，实施轮作是保障黑土区耕地资源可持续利用的重要手段。但在东北黑土区部分区域，玉米连作现象较为普遍，长期连作玉米不仅消耗土壤中的养分，还容易导致病虫害的发生和蔓延。此外，在同一块土地上连续种植大豆，会导致土壤中大豆特定病虫害的增加，加速土壤养分的失衡。因此，需要进行农业结构调整以适应黑土地保护的需求。
加强政策法规建设。制定和完善黑土地保护的法律、法规和政策体系，确保有法可依。实施黑土地保护红线制度，明确保护范围和界限。建立健全黑土地保护监管机制，明确监管部门职责和权限，逐步实现政府主导、农业生产经营者实施、社会参与的保护机制。加大对违法行为的处罚力度，确保法律法规威慑力。建立黑土地保护长效机制，持续开展黑土地保护与利用工作。