该方向重点创制以人工腐殖质为核心的功能型人工固碳培肥产品，研发结构-功能可控的人工土壤体系构建技术，开展“厚沃-扩容-阻盐-调酸-降渍”为重点的农田土壤障碍因子消减关键技术，实现基于生物质利用的黑土典型农作体系固碳扩容、蓄水保墒、水肥增效及产能提升模式，构建寒地黑土障碍因子消减、退化阻控及产能提升协同调控技术体系。

该方向重点揭示寒地农田土壤-水-作物耦合互馈机制与减排固碳效应，研发水肥一体绿色高效精细化决策与智慧化管控技术，研发农田退水面源污染精准溯源与防控技术，构建水旱灾害预报预警与生态风险评估体系，提出寒地黑土农田水土资源系统恢复力测度及调控机理方法，形成寒地黑土农田地力产能提升与绿色低碳协同的水土肥资源高效利用与管理模式。

Coordinated regulation and conservation of water-soil habitats in cold-region farmland

该方向重点开展新型材料研制与生物技术开发以及构建高效土壤管理与生境修复方案，研发新一代的土壤吸附剂、催化剂以及生物降解剂，构建寒地农田水土生境健康保育与作物丰产集成技术体系，开发新型生物可降解的覆盖材料，研发基于土壤湿度和气象条件的智能灌溉系统，实现提升作物的产量和质量，促进土地资源的长期可持续发展，为实现环境友好型农业生产提供坚实基础。