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。

近期主要研究内容为：

围绕寒地黑土区土体结构破坏，肥力下降、养分循环、水分调蓄等生态功能失调等突出问题，以“以废治废”为出发点，利用典型农业废弃生物质为前驱物，开发全新水热腐殖化技术，分析水热腐殖化反应动力学特性，明确生物质腐殖化过程的关键驱动因子，解析生物质腐殖化机制；革新传统水热湿法碳化技术，构建人工土壤体系；阐明人工腐殖质对土壤固碳、肥力提升、作物生长的影响机制，研发黑土固碳扩容-固土培肥-产能提升靶向调控产品，提出寒地黑土区土壤障碍因子消减、退化阻控及产能提升协同调控与优化策略。