Badania prowadzone w Zakładzie obejmują zagadnienia związane z fizykochemią bio- i geoprocesów zachodzących w środowisku, głównie w glebie oraz systemie korzeniowym roślin. Należy podkreślić, że adsorbenty „rolnicze”, takie jak gleba, minerały ilaste czy substancja organiczna (próchnica) mają złożony charakter, zarówno pod względem składu chemicznego, budowy (np. połączenia organo-mineralne) jak i porowatej struktury. Zanieczyszczenie gleb metalami ciężkimi jest istotnym zagrożeniem skażenia roślin, zwłaszcza na glebach kwaśnych. Od strony fizykochemicznej za procesy pobierania przez korzeń i dalej transportu jonów odpowiada przede wszystkim zmienny ładunek powierzchniowy korzenia. Zmiany anatomiczne i biochemiczne wywołane czynnikami stresowymi prowadzą do zmian charakterystyk fizykochemicznych korzenia.
Główne kierunki badawcze obejmują:
- fizykochemię powierzchni materiałów rolniczych (gleby, minerały ilaste, inne adsorbenty nieorganiczne, materia organiczna, korzenie roślin, torfy, inne adsorbenty organiczne);
- wykorzystanie metod badawczych i teoretycznego opisu zjawisk oraz procesów zachodzących na granicy faz ciało stałe/gaz i ciało stałe/ciecz układu glebowego do opisu i poznania natury, zachowań i roli gleby, jako środowiska życia dla roślin;
- adsorpcję pary wodnej, azotu oraz jonów;
- właściwości powierzchni porowatych ciał stałych – powierzchnia właściwa, niejednorodność powierzchni ciał stałych, tj. energetyczna (dystrybucja centrów energetycznych, średnia energia adsorpcji) i geometryczna (wymiar fraktalny);
- porowatość ciał stałych;
- hydrofilowość/hydrofobowość ciał stałych, zwilżalność powierzchni fazy stałej gleb i jej wpływ na migrację zanieczyszczeń i składników pokarmowych;
- przemiany materii organicznej w glebach, właściwości fizyko-chemiczne i powierzchniowe koloidalnych kwasów humusowych oraz połączenia organo-mineralne;
- degradację chemiczną materiału glebowego oraz wpływ stresu chemicznego na system korzeniowy i ocena podatności roślin na stres chemiczny na podstawie właściwości powierzchniowych ich korzeni – zakwaszenie, alkalizacja, metale ciężkie, zasolenie;
- czynniki wpływające na uwalnianie związków organicznych z gleb i nawozów do środowiska;
- rolę odpadów budowlanych w dostępności i migracji metali ciężkich w glebie;
- dekontaminację gleb zanieczyszczonych oraz poprawę jej struktury (np. kondycjonery glebowe);
- charakterystyki sorpcyjne, powierzchniowe i strukturalne produktów spożywczych np. ekstrudatów, produktów sypkich itp. (sorpcja pary wodnej i azotu, badania mikrostruktury metodą porozymetrii rtęciowej).
