土壤酸化与阻控
阐明我国典型耕地土壤酸化过程与驱动机制，揭示典型耕地土壤产酸途径与铝活化机制，研究“以碳调氮”阻控氮肥诱导质子产生的控酸技术，研发靶向控铝阻酸、根区微域抑酸等土壤酸化阻控技术。

土壤盐碱化与消减
明晰盐碱地多尺度水盐循环机理与源汇转化过程，研发盐碱地非常规水高效利用技术，研制暗管排盐、控盐隔层铺设新装备和盐碱地改良调理剂、微生物菌剂等新产品。

土壤板结化与消减
阐明典型区域土壤结构板结化、耕层浅薄化等关键物理退化过程及其驱动因素，研究降黏消板、增渗扩容与固氮增碳的生物耕作技术，研究土壤板结消减和全耕层培肥的厚沃耕层构建技术。

土壤贫瘠化与阻控
揭示土壤有机质衰减的驱动机制，剖析土壤有机质累积及其稳定性的机理，研发土壤有机质增量提质、微生物功能优化的外源有机物精准施用技术，研制高效生物有机肥、木本泥炭基质肥等快速培肥新产品。

构建增碳沃土技术
针对农业中低产田及生态治理上存在着肥沃耕层缺乏的问题，研发土壤工程化快速增碳沃土关键技术，为提高耕地地力、保障粮食安全提供科技支撑。