设施农业环境控制理论和技术、高电压技术、农业机械工程、
物理农业、
无毒农业。
主持并完成了两项国际
自然科学基金项目，发现了大气电场（正向空间电场）也是影响
植物光合作用的环境因子并研究了机理，同时还揭示出了空间电场的变量可以强烈地调控植物与土壤之间的钙离子发明了正向空间电场调控植物生长和病害预防的技术方法和装置，其专利在国内外得到了比较广泛的推广应用。
提出了
空气微生物空间电场自动疫苗化理论并发明了畜禽舍空气电净化自动防疫装置，并在
国家自然科学基金的资助下完成了疫苗化理论的验证工作。其发明的畜禽舍空气电净化自动防疫技术在国内外获得了应用推广，推动了国家食品安全保障技术的进步。
提出了环境安全型农业设施设计理论并进行了实践。
环境安全型畜禽舍和环境安全型温室在国内外都获得了应用，取得了极好的防疫效果，推动了集约化畜牧业和设施农业的环境安全与食品安全技术的发展。
提出了土壤连作障碍电处理的技术方法并发明了土壤连作障碍电处理装置。在此基础上提出了杜绝使用农药的植物全生育期病虫害的
物理植保技术体系和物理增产技术体系、
土壤电处理技术，并成功推出了
环境安全型温室。
发现了
空间电场生物效应，科学地解释了空间电场环境中香菇、草菇等食用菌菌丝、原基、子实体的生长提速的原因，并提出了
环境安全型菇房设计理论，推动了菌业食品安全生产保障体系的建立。