La mayoría de las áreas de cultivo en China tienen niveles de fertilidad bajos o medios, lo que limita el rendimiento de los cultivos cultivados en esas áreas. La aplicación de fertilizantes puede mejorar la calidad del suelo, pero los efectos de dichos tratamientos varían según la fertilidad base del suelo. Sin embargo, las diferencias específicas asociadas con la aplicación de diferentes tipos de fertilizantes a suelos de diversos niveles de fertilidad aún no se han delineado claramente. Aquí, se evaluaron las influencias de varios tipos de fertilizantes en indicadores físicos, químicos y biológicos del suelo en campos de arroz en el área de suelo rojo de la provincia de Hunan con diferentes niveles de fertilidad base: Hehua (baja fertilidad), Dahu (fertilidad media) y Longfu (alta fertilidad). Se aplicaron cuatro tratamientos a estos campos: sin fertilizante, fertilizante estándar, 60% de fertilizante químico + 40% de fertilizante orgánico, y 100% de fertilizante químico. En los tres sitios y grupos de tratamiento, los mayores aumentos en los contenidos de nitrógeno total y fósforo se encontraron en Hehua y Longfu, respectivamente. El contenido de materia orgánica del suelo aumentó de manera más significativa en Hehua. La aplicación de cualquier tipo de fertilizante aumentó el contenido total y de nutrientes de acción rápida en los campos de bajo rendimiento, mientras que los fertilizantes orgánicos aumentaron el contenido de nutrientes y los indicadores biológicos del suelo más que el fertilizante químico solo; el efecto de la aplicación de fertilizante orgánico sobre la actividad enzimática combinada del suelo también fue mayor que el de los fertilizantes químicos por sí solos. En general, estos experimentos proporcionan una base teórica y un apoyo técnico para la aplicación racional de fertilizantes y la mejora de la calidad del suelo rojo de Hunan según los niveles de fertilidad natural del suelo.