El uso excesivo a largo plazo de fertilizantes afecta negativamente las propiedades químicas y la salud del suelo, causando un desarrollo agrícola insostenible. Aunque muchos estudios se han centrado en los efectos de la fertilización a largo plazo en las propiedades del suelo, pocos estudios comparativos y exhaustivos se han realizado sobre el manejo de la fertilización en los últimos 35 años en China. Esta meta-análisis (2058 datos) evaluó los efectos del fertilizante, clima, tipos de cultivos, duración del cultivo y textura del suelo en las propiedades químicas del suelo de los campos de cultivo chinos. NPKM (fertilizantes NPK + estiércol) provocó el mayor aumento en pH (-0,1), carbono orgánico del suelo (SOC) (+67%), nitrógeno total (TN) (+63%), nitrógeno alcalino-hidrolizable (AN) (+70%), fósforo total (TP) (+149%) y potasio disponible (AK) (+281%) en comparación con el control sin fertilizar, mientras que el fertilizante de nitrógeno puro (N) provocó el menor aumento. El SOC (+115%) y TN (+84%) mostraron el mayor aumento bajo la influencia de NPKM en una región árida. El aumento en las propiedades químicas fue mayor en cultivos no inundados, con el aumento máximo en la rotación trigo-maíz, en comparación con el arroz, bajo NPKM. El SOC y TN aumentaron más rápidamente bajo la influencia de fertilizantes orgánicos (estiércol o paja) en comparación con la fertilización mineral. Los fertilizantes produjeron efectos más rápidos en el cambio en el SOC y TN en limo arenoso en comparación con el control. Los fertilizantes mostraron los efectos más altos y más bajos en el cambio en pH, relación C/N de C orgánico a N total, TP y TK en limo arcilloso con la duración del cultivo. NPKM aumentó en gran medida la relación C/N en comparación con NPK en una región árida en 1,74 veces y en trigo en 1,86 veces. Al alcanzar el mismo aumento en SOC, se observó el menor aumento en TN en trigo, y el menor aumento en TP y AK se observó en arroz, en comparación con otros cultivos. Estos resultados sugieren que los fertilizantes orgánicos (estiércol o paja) desempeñan roles importantes en mejorar la fertilidad del suelo y en la acidificación. NPKM aumentó en gran medida el potencial de secuestro de C en el suelo en trigo y en la región árida. Los pequeños aumentos en TP y TK pueden aumentar el SOC en arroz y en la región húmeda. Por lo tanto, considerando los tipos de cultivos y las condiciones climáticas, la reducción de la fertilización y la combinación de fertilizantes minerales con estiércol pueden ser las mejores formas de evitar la deterioro del suelo agrícola y aumentar el secuestro de carbono en el suelo.