在广泛深入总结农民“三看”(看天、看地、看庄稼)经验的基础上，通过实验室及田间土性的定位研究，提出了土壤肥力的生物热力学理论，这个理论认为土壤中的无机一有机一微生物复合胶体，受控于太阳辐射热，呈现明显的日变化与年变化规律，具有直接支配水分、养分的供应，影响作物丰歉的作用，而地理环境综合水热动态的变化又反作用于土壤胶体，影响土壤水分、养分供应的能力，所以实现作物大面积高产稳产的关键，不仅要抓好培育优良品种，而且必须抓好山、水、林、田综合治理和综合农业技术措施，最大限度地制约一切引起水热条件变化的因素。努力实现土壤的“内三稳”(即土壤结构稳、细菌群体稳、水肥供应稳)和环境的“外三稳”(低空大气层水热动态稳、植被层水热动态稳，土壤发生层水热肥气稳)使土壤胶体发挥良好的生理功能，土壤和作物之间就能长期处于正常生理谐调的过程，从而保证大面积大幅度高产稳产。其中“内三稳”是肥力的物质基础，是通过“小三化”(即腐殖化、细菌化、结构化)实现的；“外三稳”是前提，是通过“大三化”<即农地林网化，植被混、套、间密植化，条田渠网化)实现的。中心是层层保证热、水、气、肥的稳定，最有效地发挥“内三稳”的作用，两者紧密结合，才能达到土壤园田化的高肥力水平，真正保证建成旱涝保收、高产稳产的农田。
    这一理论对研究总结和指导大面积高产稳产起到了积极作用，也为山、水、林、田综合治理提供了理论依据。围绕土壤胶体的理论，把物理方法和化学方法沟通起来，研究了测定土壤胶体黏韧性的黏韧曲线方法，这个方法准确、简便，便于野外应用，用以指导合理施肥和土壤分类工作等。