健康耕地理论构建
研发土壤健康的生物学诊断指标体系，探明中低产田土壤碳汇形成的生物学机制与时空格局，创建我国耕地土壤健康构建理论与生物培肥技术路径。

高精度数字土壤制图
突破耕地土壤属性及障碍因子大数据全时空三维连续获取、多时空土壤光谱数据融合处理及高精度土壤属性预测模型研制等关键技术，发展高精度数字土壤制图模型与数据更新技术，研制新一代高现势性的耕地土壤及障碍因子空间分布数据产品。

大范围高精度耕地质量动态监测
构建天空地一体化的耕地质量监测技术体系，集成土壤与障碍因子数据产品、动态监测模拟模型、产能潜力评估方法体系，以及农业生产评估与规划决策应用模型库和知识库，研制耕地健康时空数据方舱与智能引擎，构建以土壤大数据为核心的全国耕地数字土壤信息平台与智慧管理决策支持系统；支撑第三次全国土壤普查及其成果的长期应用，支持农业农村部、自然资源部等国家行业主管部门业务化应用。