Il settore raggruppa le tematiche di ricerca riguardanti gli aspetti chimici, biochimici, fisiologici ed ecologici del sistema suolo-acqua-pianta-atmosfera, con particolare attenzione alle interazioni che vi si sviluppano, ai processi di accumulo, mobilizzazione e assorbimento di specie chimiche, endogene ed esogene, utili o dannose, in condizioni ottimali e di stress, all'approccio biotecnologico volto a individuare mezzi tecnici innovativi per la regolazione dei processi atti a migliorare la resa e la qualità della produzione, preservare, migliorare e ripristinare la fertilità del suolo. Le competenze formative sono inerenti alla chimica, biochimica e fertilità del suolo, alla biochimica e fisiologia delle piante coltivate e dei loro prodotti, anche in post-raccolta, ai fitofarmaci, fitoregolatori e loro residui, all’uso e riciclo delle biomasse agrarie e forestali e alla protezione dell'ambiente agroforestale.