党的十一届三中全会后，熊毅被任命为中国科学院南京土壤研究所所长，他为科学春天的到来而欢欣鼓舞，对四化建设充满信心，尽管已近暮年，但仍壮心不已，废寝忘食地工作，开始了水稻土发生和肥力的研究。

    水稻土在我国南方分布面积最广。熊毅对水稻土发生和肥力的研究卓有成效，早在1941年他就发现：具有漂白层的水稻土的形成过程不是灰化作用，而是铁锰还原淋溶的结果。这一正确观点，后来得到国内外学者的公认，他担任所长后，又亲自组织了不同土壤分支学科的人员，多次深入实地，对太湖地区的水稻土及其肥力特征进行了广泛的调查研究，找出土壤渗漏性和土壤内外排水条件，是限制农业生产进一步发展的重要因素，并指出：如不因地制宜实行稻稻麦三熟制，可能会引起一些地区土壤性质的恶化。通过室内外的研究，取得了大量的科学资料，总结了高产水稻土的水与肥的辩证关系，提出了爽水性是肥沃水稻土的重要标志；良好的水稻土要有排水条件；耕层中的鳝血层和青泥层可以分辨水稻土的肥瘦；水稻土的结构性主要反映在微团聚体的数量和质量；水稻土对营养物质的有效利用依赖于土壤的化学性质和物理特性。并组织编写了《太湖地区水稻土肥力研究论文集》，主编了《中国太湖地区水稻土》专著。在此基础上，撰写了《耕作制对土壤肥力的影响》（1980）论文。他对推广双三制中“一刀切”的作法提出了批评，他撰写的《对苏南地区耕作制度的看法和建议》一文在《人民日报》刊载（1979．1．13）后产生了很大的影响，不仅对苏南，而且对南方各省稻区因地制宜改革耕作制度作出了贡献。

    在熊毅的推动下，我国土壤学界对水稻土的研究逐渐形成了系统的学术观点，外国一些学者认为，水稻土只是原始土壤的一种利用方式，而我国的科研实践证明，水稻土是一个独立的土壤类型，它经过淹水和脱水过程，土壤的物理、化学、生物性质都起了一系列的变化，特别是人为的作用，如耕作、施肥、灌溉、排水等也对土壤形态和性质产生影响，形成一个稳定的土体结构。围绕这一论点而开展各方面的研究工作及其成果，已在农业生产实践中获得了可喜的效果，现在这一论点引起许多外国学者注意并开始赞同我们的观点，1980年10月中国科学院在南京召开的“国际水稻土讨论会”上，许多国际知名学者对我国水稻土的系统研究及其成果，给予了充分的肯定和高度的评价。

    通过太湖地区水稻土发生以及土壤有机无机复合体的研究，熊毅发展了土壤肥力的综合观点，进一步阐明了土壤肥力的实质。他在《土壤科学研究要面向经济建设》一文中明确指出：“土壤肥力是土壤的基本属性和质的特征，是土壤从营养条件和环境条件两个方面供应和协调植物生长发育的能力，是有关农业生产的土壤物理化学和生物特性的综合反映。由于土壤具有肥力，植物才能在土壤上定居和发育，并利用太阳能合成新的有机物质，”同时指出，“土壤肥力的因素及其指标是因时、因地、因作物而异的，并且还因所要求的产量水平不同而产生变化”（1983）。这种综合观点，强调了土壤营养条件、环境条件与植物生长三者的统一，修正了只以土壤养分为内涵的土壤肥力概念。