1) предложить инновационные методы изучения устойчивости системы почва-растения-микроорганизмы при различных техногенных нагрузках, включая синхротронные, субкритически, геномные методы и нанотехнологии;
2) усовершенствовать методы биоиндикации микробиоты и растений, произрастающих на антропогенно-измененных территориях с использованием электронной микроскопии;
3) разработать методы восстановления почв при загрязнении тяжелыми металлами, ПАУ и пестицидами;
4) разработать и примененить нанобиотехнологии для повышения качества почв и растений импактных зон и сельскохозяйственных угодий, включающие микробиологические методы, фиторемедиацию и хеморемедиацию с использованием биочаров и нанокомпозитов.

Для проведения исследований доступна лабораторное оборудование и инфраструктура 12 молодежных лабораторий и 3-х научно-исследовательских центров Академии биологии и биотехнологии ЮФУ:
- Спектрометр Rigaku R-XAS Looper для измерения тонкой структуры ближнего поля рентгеновского поглощения (XANES) и расширенного рентгеновского поглощения (EXAFS) – является единственным лабораторным спектрометром Rigaku в России и Европе.
- Прибор синхронного термического анализа STA 449 F5 Jupiter (NETZSCH-Gerätebau GmbH) для измерения теплоемкости и температуры фазовых переходов, а также для измерения изменения массы твердых и порошкообразных материалов при нагревании.
- Высокопроизводительный гибридный масс-спектрометр на основе тройного квадруполя с линейной ионной ловушкой ЖХ/МС/МС (модель 3200 QTrap, ABSciex, Сингапур, 2014 г.) с системой ВЭЖХ с диодно-матричным детектированием (Agilent Technologies 1260, Германия, 2014 г.) для определения ПАУ, органических соединений, микропластика и антибиотиков.
- Жидкостный хроматограф (1260 Agilent Technologies, США, 2014 г.) для определения ПАУ.
- Система жидкостной хроматографии Waters e2695 Alliance HPLC для разделения сложных образцов на составляющие компоненты, обнаружения большинства компонентов и измерения концентрации ПАУ, органических соединений, микропластика и антибиотиков.
- Твердотельный спектрометр ядерного магнитного резонанса (ЯМР) 500 МГц (CP-MAS) - Bruker Avance III для качественной и количественной химической ЯМР-спектроскопии, анализа смесей, аутентификации и определения структуры соединений органических, биоорганических и неорганических веществ.
- Атомно-абсорбционный спектрометр с пламенным распылением Квант-2мт для количественного определения металлов в воде, экстрактах почв, донных отложений и растений.
- Спектрофотометр Specord 71-IR для идентификации и проверки чистоты, анализа структуры органических веществ.
- Лазерный дифракционный анализатор размера частиц ANALYSETTE 22 NanoTec для определения размера частиц почвы.
- ASAP 2020 (АСАП 2020), Micromeritics (США) для автоматизированной системы анализа площади поверхности и исследования пористой структуры материалов методами физической сорбции.
- Элементный анализатор CHNS-O EMA 502 (VELP Scientifica, Италия) для определения углерода, водорода, азота, серы и кислорода в пробах.
- ИК Фурье-спектрометр (PerkinElmer) для качественного и количественного анализа твердых, жидких и газообразных проб и контроля качества продукции по ИК-спектрам.
- Инфракрасный спектрометр Bruker VERTEX 70 для решения сложных аналитических и исследовательских задач органического вещества.
- Рентгеновский микрофлуориметр Bruker M4 TORNADO для элементного анализа с пространственным разрешением до 25 микрометров.
- Рентгеновский дифрактометр Bruker D2 PHASER для качественного и количественного рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа.
- Рентгенофлуоресцентный анализатор «Спектроскан МАКС ГВ» для макро- и микроэлементного анализа образцов почвы.
- Специализированный исследовательский комплекс на базе сканирующего электронного микроскопа с расширенными функциональными возможностями Phenom, FEI Co, (Нидерланды) для определения морфологии мелких частиц: бактерий, клеток, пыльцы, металлов и т.д.
- Сканирующий электронный микроскоп VEGA II LMU (Tescan) с системами энергодисперсионного микроанализа INCA ENERGY 450/XT (с безазотистым детектором X-Act ADD) и волнодисперсионного микроанализа INCA WAVE 700 (OXFORD Instruments Analytical) для получения СЭМ изображения и анализирования элементного состава в режиме реального времени в одном окне программного обеспечения TESCAN Essence.
- Просвечивающий электронный микроскоп Tecnai G2 Spirit BioTWIN для изучения анатомо-физиологических особенностей растений.
- Ультрамикротом Leica EM UC6, позволяющий получать ультратонкие срезы тканей, для электронно-микроскопического анализа.
- Микроскоп медицинский «МИКМЕД 6» для диагностики и морфологии изучаемых объектов.
- Высокотемпературная лабораторная муфельная печь СНОЛ 8,2/1100 для сушки и отжига материалов на воздухе при температуре до 1100 С.
- Центрифуга высокоскоростная Сигма 3-30ХС с возможностью охлаждения и нагрева.
- Планетарная мельница премиум-класса PULVERISETTE 7 для измельчения как хрупких, так и среднетвердых материалов до размеров около 100 нм.
- ПАМ-Флуориметр (Junior-PAM, Heinz Walz, Германия) для измерения параметров фотосинтеза растений.
- Полевое экспедиционное оборудование для отбора и первичной пробоподготовки.

− Биоинженерия почв;
− Эффективность и механизмы биодеградации ПАУ и связывания углерода в загрязненных почвах с использованием иммобилизованной синергической микробиоты;
− Наноплатформа на основе металлоорганических полимеров для контроля качества и безопасности загрязненных почв промышленных и сельскохозяйственных ландшафтов;
− Теоретические основы, экспериментальные методы контроля и ремедиации почв при загрязнении полициклическими ароматическими углеводородами и тяжелыми металлами;
− Оценка состояния загрязненных почв и растений с использованием синхротронных методов;
− Буферная способность почв черноземной зоны по отношению к тяжелым металлам и металлоидам;
− Эффект масштаба в урбогеохимии: проявления пространственной неоднородности для контрастных городских территорий и разных групп поллютантов;
− Мониторинг, моделирование и управление экосистемными функциями и сервисами почв и зеленых насаждений в целях устойчивого развития природных, агро- и урболандшафтов Юга России;
− Агробиотехнологии и здоровьесбережение;
− Эколого-геохимические закономерности формирования природно-антропогенных потоков веществ в почвах устьевой области реки Дон и побережья Таганрогского залива;
− Фракционный состав тяжелых металлов в почвах и лекарственных травянистых растениях степной и лесостепной зон;
− Биореставрация загрязненных почвенных экосистем;
− Агробиотехнологии для повышения плодородия почв и качества сельскохозяйственной продукции;
− Ключевые технологии карбонизации и рациональной утилизации городских пищевых отходов с использованием больших данных и искусственного интеллекта.