长期从事土壤生态与农业环境方向的研究，在亚热带农田固碳减排和流域环境治理等方面取得一批国内外公认的研究成果。建立了土壤微生物生物量碳、磷、硫测定方法等6个国际通用的新方法，成为研究土壤有机碳和有关养分元素的微生物转化过程的基本定量方法；系统研究了土壤有机碳、磷、硫的微生物转化过程动力学规律，阐明了土壤微生物生物周转与有机质积累的内在关系、以及土壤中磷和硫主要形态（有机、无机和元素、微生物态）转化过程（矿化、氧化、微生物同化、有机化等）的基本动力学规律及与有效性关系；提出了亚热带农业生态系统固碳减排新机制，发现了土壤微生物光合固碳功能；构建了城郊区环境保育型农业体系和中南丘陵区高效生态循环农业系统，研发了养殖业废弃物处理与循环利用技术体系和集水区径流系统氮磷生态拦截技术体系。发表论文250余篇，其中SCI收录90篇，引用2700余次，授权发明专利23项。先后获湖南省科技进步一、二等奖各1项，湖南省自然科学二等奖1项，中国科学院自然科学二等奖1项。