С 1963 года (под руководством А.А. Никонова) в институте были развернуты исследования по рациональному размещению и специализации сельского хозяйства и его районированию, обоснованию производственных типов колхозов и совхозов. В1968 году была издана первая в стране «Система ведения сельскохозяйственного производства Ставропольского края», в которой были сформулированы методические основы системного подхода в исследованиях, созданы теоретические основы систем ведения хозяйства, которые до сих пор используются не только в Ставропольском крае, но и в других регионах страны.

На базе многолетних исследований Ставропольского НИИСХ и Прикумской опытно-селекционной станции разработана система земледелия для засушливых регионов, в настоящее время известная как система «сухого» земледелия. В ней была обоснована роль правильного размещения культур по зонам, паров, систем севооборотов и обработки почвы, предложен комплекс мероприятий по защите почв от эрозии, впервые доказана необходимость применения фосфорных удобрений в засушливых условиях, обоснованы методы мелиорации солонцов и использования других приемов повышения плодородия почв.

Крупными достижениями института в 1978-1986 годы стало внедрение в производство края систем ведения сельскохозяйственного производства и систем «сухого» земледелия. В этот же период были разработаны система кормопроизводства, системы ведения хозяйства для отдельных районов Ставропольского края. За успехи в разработке мероприятий по борьбе с засухой, увеличению производства зерна и другой продукции институт был награжден орденом «Знак почета».

С 1986 года особое внимание в институте уделялось разработке адаптированных к различным почвенно-климатическим условиям края интенсивных технологий возделывания сельскохозяйственных культур и, в первую очередь, озимой пшеницы. Глубокие исследования по физиолого-биохимическим особенностям роста, развития, питания растений и формирования урожая стали теоретической основой технологий возделывания озимой пшеницы по зонам края. Были разработаны системы удобрения и защиты растений, приемы управления формированием урожая и качества зерна, методы растительной диагностики. Это позволило существенно увеличить продуктивность озимой пшеницы – впервые Ставропольский край вышел на уровень урожайности 28-32 центнера зерна с гектара, а валовые сборы в отдельные годы превысили 6 млн. тонн. Опыт института по интенсивным технологиям, которые разрабатывались с учетом их экологической безопасности, был широко распространен за пределы края.

С начала 90-х годов экономические исследования института были направлены на разработку научно-обоснованной концепции и модели устойчивого развития АПК Ставропольского края с учетом региональных особенностей, аграрных и рыночных преобразований. На основе анализа и оценки современного состояния сельского хозяйства региона разработаны параметры развития сельскохозяйственного производства Ставропольского края на период до 2015 года, даны модели совершенствования организационно-хозяйственного механизма, предложена система государственного регулирования регионального АПК.

В области земледелия работа института была связана с совершенствованием созданных и функционирующих в крае систем земледелия. Разработаны методы перевода земледелия на экологически адаптированную ландшафтную систему с адресным использованием природоохранных биологических приемов оптимизации факторов роста и развития растений на основе методов математического моделирования и применения географических информационных технологий (ГИС). Даны нормативы для использования основных показателей плодородия почв при разработке налоговой системы при плате за землю. Предложены технологии производства биогумуса из лигнина, отработаны вопросы применения различных биосредств при мелиорации засоленных почв. Разработаны и апробированы в условиях сельскохозяйственного производства средне- и низкозатратные, интенсивные, безгербицидные, экологически чистые технологии возделывания зерновых колосовых, зернобобовых, крупяных, кормовых культур, подсолнечника, хлопчатника, сои с использованием новых высокоурожайных сортов, средств защиты растений и комплекса машин и орудий нового поколения. За время деятельности селекционного центра в институте создано около 100 сортов различных культур, из них внесено в Госреестр более 70.

В отделе биотехнологии создано новое поколение доноров и исходного материала однолетних и многолетних тритикале, ПРПГ, люцерны, картофеля, обладающих широким генетическим разнообразием.

В области кормопроизводства разработаны концепция развития кормопроизводства, технологии возделывания кормовых культур, системы зеленого конвейера, изучено современное состояние естественных кормовых угодий Ставропольского края и разработана технология восстановления степных ценозов Предкавказья, которая защищена авторскими свидетельствами.

В настоящее время в области экономики даны предложения по совершенствованию размещения, углублению специализации и развитию интеграционных процессов в сельскохозяйственном производстве региона. Обобщены исследования по оценке организационно-экономических факторов устойчивости производства зерна и разработаны его региональные параметры, отвечающие требованиям создания конкурентоспособного продовольственного рынка. В рамках задания по растениеводству дан экономический анализ состояния производства и размещения зерновых колосовых, зерно-бобовых культур и кукурузы в Ставропольском крае. Впервые, с учетом последствий реформенных преобразований проведена экономическая оценка территориального размещения и выявлены ареалы наиболее выгодного производства озимой пшеницы, озимого ячменя, озимой ржи, ярового ячменя, проса, гречихи, зернобобовых культур.

В области растениеводства, большое внимание уделено проблеме интродукции, акклиматизации и натурализации видов, форм, сортов растений, формированию, воспроизводству, изучению и сохранению коллекций. Продолжено проведение комплексной оценки устойчивости видов и сортов к биотическим и абиотическим факторам. С 2006 года начато подведение итогов интродукции древесных растений. В различных климатических зонах Ставропольского края проведен мониторинг современного состояния газонных покрытий. Организована работа по компьютерной каталогизации коллекции живых растений с использованием системы регистрации «Калипсо».

В области селекции, в 2006 году в Государственную комиссию по испытанию и охране селекционных достижений передано 11 новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур. В Госреестр селекционных достижений РФ в 2006 году впервые внесено 10 сортов. Получено 13 патентов и подано 9 заявок на патенты.

Наблюдения, проведённые в засушливых условиях (Прикумская ОСС) позволили выявить гендоноры повышенной морозостойкости, устойчивости к засухе, септориозу, хлебному пилильщику, повышенной продуктивности, качества зерна. Создана концепция адаптивной селекции и изучен новый селекционный материал озимого тритикале, тритикале-двуручек и многолетней ржи, полученный на основе метода отдаленной гибридизации. Выделены новые источники положительных признаков и свойств сорговых культур для продолжения селекционной работы и выращены оригинальные семена перспективных и используемых линий и сортов. Впервые в условиях сухой степи Ставропольского края проведена оценка устойчивости к стрессовым факторам и выделение перспективных сортообразцов многолетнего сорго, изучены совместные посевы многолетнего сорго с агростепью и с агрономической смесью сортовых кормовых трав. Получен экспериментальный материал для разработки основы теории насыщения осей экологических ниш в кормовых агроэкосистемах Ставропольского края, применительно к агростепным биогеоценозам.

Созданы новые адаптивные сорта многолетних бобовых и злаковых трав сенокосно-пастбищного и газонного типа использования, устойчивые к неблагоприятным факторам среды, основным болезням, полеганию, обладающие высокой урожайностью кормовой массы и семян.

Изучены и выделены генисточники для создания новых высокоурожайных скороспелых сортов средневолокнистого хлопчатника с высоким качеством волокна, создан новый селекционный материал, адаптированный для северной зоны хлопкосеяния (Ставропольский край), и новый сорт ПОСС 4.

Впервые для совершенствования биотехнологии размножения, повышения приживаемости меристемных растений картофеля и повышения качества и количества миниклубней, использовался ЭМ-препарат, содержащий уникальный комплекс, полезных микроорганизмов в реальности обитающих в плодородной почве. За счет более высокой приживаемости микрорастений, увеличения количества и качества миниклубней и возможной пролонгации и усиления оздоравливающего эффекта получено снижение себестоимости продукции на 30-50%.

В 2006 году дана оценка интродукционной способности 19 образцов местной и инорайонной флоры 6 видов лекарственных растений (зверобой, лофант, иссоп, бораго, тимьян, амарант); пополнен генофонд 20 новыми видами; изучено 300 коллекционных образцов 150 видов растений лекарственного, пищевого, кормового, медоносного, декоративного и комплексного использования; дана оценка внутрипопуляционной изменчивости 10 видов на различных годах жизни растений; выделено 25 генисточников ценных признаков кунжута, лофанта, чабера, амаранта, тмина для селекционной работы; проведено конкурсное испытание новых сортообразцов иссопа, чабера, нигеллы, льна, фацелии. Подготовлен каталог генисточников ценных признаков различных сельскохозяйственных культур.

В 2006 году продолжено изучение особенностей фотосинтетической деятельности сортов озимой пшеницы селекции СНИИСХ, КНИИСХ, ВНИИЗК, в зависимости от предшественников и удобрений. Получены данные по фракционному составу белков зерна озимой пшеницы и влиянию удобрений, регулирующих веществ на изменение содержания белков, на изменение качества зерна.

Продолжены исследования по усовершенствованию элементов технологии возделывания новых современных сортов озимой пшеницы и озимого ячменя для засушливой зоны и зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края. В условиях изменения климата рекомендовано смещение сроков сева озимых культур в засушливой и в зоне неустойчивого увлажнения.

Впервые, в сельскохозяйственном производстве России был испытан способ хранения продовольственного и семенного зерна озимой пшеницы без доступа воздуха, в полиэтиленовых мешках (контейнерах). Результаты исследований позволили разработать параметры хранения зерна, обеспечивающие 100% его сохранность и отсутствие потерь в количестве и качестве.

В области земледелия получены данные о влиянии техногенных нагрузок на эдафические факторы в таксонах ландшафта, проведен сравнительный анализ состояния почвенного плодородия пахотных и целинных каштановых почв и черноземов, изучена роль растительных остатков восьми сельскохозяйственных культур в плодородии почв. С использованием геоинформационных технологий создан электронный банк данных для оценки природно-ресурсных потенциалов и деградации почвенного покрова в агроландшафтах Ставропольского края. Сформирован банк данных из 17 климатических показателей, непосредственно влияющих на различные аспекты сельскохозяйственной деятельности.

Проведена сравнительная оценка эффективности действия разных видов и доз органических и минеральных удобрений, в том числе аммиачной селитры с доломитом, на продуктивность сельскохозяйственных культур в севообороте. Дана оценка изменениям пищевого режима чернозема обыкновенного, произошедшим в результате длительного применения разных видов и доз минеральных удобрений, по завершении пятой ротации севооборота.

Согласно тематическому плану НИР по защите растений, изучены биологические особенности развития пшеничной мухи в посевах озимой пшеницы в зависимости от сроков сева, установлены наиболее вредоносные виды болезней листьев и выявлены устойчивые сорта озимой пшеницы. Определены болезни листьев и колоса, доминирующие в посевах озимых. Выявлены наиболее устойчивые к этим болезням сорта СНИИСХ, Краснодарской, Одесской и Зерноградской селекции. Разработана методика выявления пшеничной мухи в посевах озимой пшеницы осенью. Проведена оценка вредоносности на стадии всходов, в зависимости от сроков сева.

Впервые, для зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края получены данные по осеннему применению гербицидов в борьбе с зимующими сорняками на озимой пшенице. Установлены наиболее эффективные фунгициды, смеси их с биопрепаратами и стимуляторами, подавляющие комплекс заболеваний озимой пшеницы. Экспериментально обоснованы гербициды и баковые смеси, способные уничтожить сорняки в посевах озимой пшеницы еще с осени. Выявлены наиболее эффективные протравители семян и их смеси со стимуляторами роста растений для борьбы с корневыми гнилями. Получены экспериментальные данные, по применению фунгицидов на сортах с различной устойчивостью к комплексу болезней, установлены наиболее эффективные фунгициды и их баковые смеси с регуляторами роста растений и биофунгицидами.

В 2006 году научная новизна разработок института подтверждена 16 патентами и авторскими свидетельствами. За период 2002-2006 гг. получено 50 патентов.