东北-黄淮海平原旱作农业区（旱作区）是中国重要的粮食产区，估算旱作区主要作物秸秆养分和化肥替代潜力，可为该区域秸秆养分资源的合理利用和秸秆还田条件下化肥减施提供科学依据。基于2015—2018年统计年鉴数据，对旱作区各市小麦、玉米和大豆3种作物秸秆养分资源量和利用潜力进行分析。结果表明：小麦、玉米和大豆累积播种面积占旱作区作物播种面积的81.49%；作物秸秆资源年均产量分别为9 432.24万t（小麦）、13 485.91万t（玉米）和732.94万t（大豆），占全国相应作物秸秆资源总量的70.96%、51.63%和42.34%。秸秆养分总量为678.60万t，包含167.75万t（N）、67.12万t（P₂O₅）和443.73万t（K₂O），累计占该区域三大作物推荐施肥总量的53.75%。秸秆还田模式下，小麦、玉米和大豆秸秆当季替代化肥（N+P₂O₅+K₂O）潜力分别为188.88、138.71和38.51 kg·hm^-2。小麦主要种植区（黄淮海平原）小麦秸秆可实现N 16.15 ~ 30.11 kg·hm^-2，P₂O₅ 7.89 ~ 14.71 kg·hm^-2，K₂O 112.18 ~ 209.16 kg·hm^-2的化肥替代；玉米主要种植区（东北平原）玉米秸秆可实现N 20.39 ~ 39.85 kg·hm^-2，P₂O₅ 10.39 ~ 20.31 kg·hm^-2，K₂O 66.60 ~ 130.18 kg·hm^-2。可见旱作区秸秆还田替代化肥潜力较大。