以发展土壤养分资源和肥料高效利用的原理和技术为主攻方向，着重研究土壤－植物－肥料－环境之间的相互作用过程和机制，包括：土壤养分和肥料在土壤中的物理、化学和生物学转化过程以及在土壤－植物系统中的交换和循环；植物根系吸收利用土壤养分和适应土壤不良环境的生物学机制及其分子基础；肥料向水体和大气环境中迁移转化规律；新型控释肥料的研制；设施农业土壤质量演变与调控；特种经济作物和优质农产品生产的施肥技术。 
学术带头人及主要研究方向 
施卫明研究员，研究室主任，博士生导师：植物营养分子生理与氮磷污染控制 
周健民研究员，博士生导师：土壤养分转化与环境 
沈仁芳研究员，博士生导师：土壤环境胁迫与植物适应生理 
段增强研究员，博士生导师：设施农业与土壤环境质量 
苏彦华研究员，博士生导师：植物营养分子生物学 
王火焰副研究员，研究室副主任，硕士生导师：土壤养分转化、交互作用与肥力评价