耕地质量的高低是保障我国粮食安全的关键。我国除了“人多地少”之外,耕地质量偏低正成为耕地保护面临的新挑战。土地整治在增加耕地数量、提升耕地质量方面取得明显成效。开展耕地质量等级提升的土地整治项目关键技术研究有助于推进土地整治,促进耕地保护工作由数量管控向实行数量、质量、生态全面管护转变,实现“藏粮于地,藏粮于技”战略。本文系统梳理了国内外土地整治和耕地质量提升方面的研究进展和相关理论基础,对耕地质量的内涵进行了定义,剖析了耕地质量的特性,认为耕地质量由自然质量、工程质量和管理质量构成。通过对各项土地整治工程对耕地质量影响因素的作用分析,指出了基于农用地分等定级因素改造的可行性。在对区域耕地质量提升障碍因素的总结基础上,针对有效土层厚度、土体构型、土壤障碍层以及表土质地等四项土壤障碍因素分别提出了工程改良方法和施工工艺,补充完善了土地整治工程体系。在对现行土地整治项目设计的内容与程序深入分析的基础上,提出了在现行土地整治项目设计体系基础上的耕地质量等级提升设计融合路径。在耕地质量等级提升目标可控化设计思路下,针对农用地分等基础数据的滞后性,研究了项目区耕地质量更新调查技术;为准确评价土地整治对耕地质量的影响,研究了分等与定级结合的项目区耕地质量等级重估技术;采用农用地分等定级因子潜力提升的预评价法,构建了耕地质量等级可实现潜力测算模型;根据因素经整治可实现潜力,研究了基于潜力指数组合的工程类型区划分技术;探索了不同投入和预设等别下的耕地质量等级提升目标拟定程序。实现基于农用地分等定级成果为基础的调查、评价、潜力测算、工程类型分区和目标拟定程序的一体化土地整治项目设计关键技术。以四川省中江县的土地整治项目进行实证研究,通过布设38个采样点,对有效土层厚度、剖面构型、坡度、岩石露头度,灌溉保证率与排水条件等5个因素更新调查;以更新调查成果对项目区耕地质量等级进行了重估,并与原成果进行了对比分析,项目区国家自然等有12个分等单元下降了一个等别,国家利用等有2个分等单元下降了一个等别;测算了项目区耕地质量等级可实现潜力,按照面积加权统计,项目区国家自然等平均可实现潜力为0.84个等,国家利用等可平均可实现潜力为0.62个等,耕地质量级别平均可实现潜力为0.72个级别;划分了基于1有效土层厚度增厚工程-2灌溉工程区等三类工程类型区。