В растениеводстве используют различные методы исследований: полевой, лабораторный, лабораторно-полевой, вегетационный. Главное значение имеет полевой метод, изучение и интродукция новых перспективных культур. Этим методом исследуют и решают большинство теоретических и практических вопросов биологии, экологии и технологии выращивания полевых культур.
Разновидностями полевого опыта являются массовые и географічнідосліди по единым схемам, которые дают возможность обобщить полученный материал на больших территориях. По этому принципу работает сеть государственных сортоиспытательных участков и станций, которые размещены непосредственно в хозяйствах, проводят географические опыты по изучению различных культур, сортов, интродукции новых видов полевых культур, эффективности удобрений и тому подобное.
Большое значение имеют так называемые рекогносцирувальні исследования, которые проводят на небольших участках, практически в одной повторности, чаще в коллекционно-демонстрационных питомниках.
Полевой метод, который применяют в полевых опытах, сочетается с другими, что дает возможность лучше исследовать взаимосвязь различных факторов влияния на растение. Чаще всего полевой и лабораторно-полевой опыты сочетают с вегетационным. Последний проводят в специальных помещениях — вегетационных домиках, на небольших площадях, нередко из насыпного грунта, в вегетационных сосудах, наполненных почвой, песком или раствором солей (водные культуры). Этот метод дает углубленные данные о реакции растений на различные факторы вегетации, а также при их взаимодействии. Вместе с тем, как отмечал Д. М. Прянишников, вегетационный опыт более точный, но менее вероятен, а полевой — менее точное, однако более вероятен.
Для углубленного изучения действия биотических и абиотических факторов — света, тепла, влаги, питания, биохимических и физиологических процессов в селекции, а в последнее время и для биотехнологических исследований используют камеры искусственного климата, а также специальные сооружения — фитотрон. В них можно моделировать различные режимы вегетации (световой, тепловой, водный, питательный), получать несколько урожаев за год, что важно для ускорения селекционного процесса. Все это дополняется различными методами лабораторных исследований, во время которых определяют в случае необходимости содержание в растениях азота, фосфора, калия, кальция и других макро — и микроэлементов, белка, клетчатки, жира, безазотистых экстрактивных веществ. При выращивании растений с экологически чистыми технологиями важно контролировать также содержание в них радионуклидов, тяжелых металлов, ди-гоксину и фурана и других вредных веществ.
Большое значение в изучении питания растений приобретают исследования с мечеными атомами. Этот метод дает возможность изучать перемещения элементов питания и других веществ в растении.
Все шире в исследованиях применяют электронно-вычислительную технику, которая резко сокращает процесс обобщения экспериментального материала, дает возможность создавать модели продукций-ного процесса, оперативно обрабатывать информацию.
Завершающим этапом в процессе исследований является производственный опыт, во время которого апробируют в условиях производства полученные результаты, дают им всестороннюю практическую оценку. Производственные опыты проводят на площадях 1 — 2,2 га и более в 1 — 2-разовой повторности.