Відділ землеробства  включає 3 лабораторії:

землеробства та технології вирощування зернових, зернобобових і олійних культур,  кормовиробництва, агроекології та захисту рослин.

Основні напрями наукової діяльності відділу:

проводить дослідження по вивченню оптимального співвідношення основних чинників землеробства (сівозмін, обробітку ґрунту, удобрення), які забезпечують високу продуктивність культур і відтворення родючості ґрунтів, для виявлення параметрів якої проводяться дослідження;

проводить поглиблене вивчення процесів підвищення родючості чорнозему типового малогумусного на основі різних систем обробітку ґрунту і системи удобрення у тому числі і при застосуванні побічної продукції рослинництва і сидератів відповідно до вимог вирощування культур;

визначає режими вологості і балансу вологи в ґрунті під сівозмінами з різним насиченням зерновими і технічними культурами;

вивчає кругообіг та баланс поживних речовин і гумусу в системі ґрунт-рослина як основи для регулювання родючості ґрунту;

досліджує комбіновану систему обробітку ґрунту з чергуванням прийомів полицевого, безполицевого та «нульового» обробітку як складової технології вирощування зернових і зернобобових культур;

вивчає конкурентоспроможність основних польових культур щодо бур'янистої рослинності, в якій мірі бур’яни зменшують їх продуктивність;

розробляє новітні технології вирощування зернових, зернобобових, технічних культур (пшениці озимої,  пшениці ярої твердої і м’якої, ячменю ярого, сочевиці, кукурудзи, соняшника), які базуються на максимальній реалізації біологічного потенціалу сучасних сортів і гібридів та біокліматичного потенціалу зони виробництва, адаптованих до конкретних умов вирощування та удосконалення традиційних ресурсозберігаючих, інтенсивних технологій на основі комплексного застосування засобів хімізації і біологізації.

Колективом відділу розроблені прийоми формування високопродуктивних посівів у сучасних технологіях вирощування зернових, зернобобових, технічних культур, які забезпечують підвищення врожайності цих культур на 20-25%, одержання екологічно безпечної продукції, підвищення якості товарної продукції, зниження собівартості зерна.

Багатофакторні стаціонарні і тимчасові досліди є постійно діючим полігоном для проведення республіканських, обласних і районних науково-практичних конференцій з метою ознайомлення керівників господарств і спеціалістів агропромислового комплексу з перспективними технологіями вирощування зернових, зернобобових і технічних культур.

Відділ працює над удосконаленням системи різноротаційних сівозмін з урахуванням необхідності їх інтенсифікації у ринкових умовах для господарств різних форм господарювання і спеціалізації, надає їм консультативну допомогу в організації й освоєнні сівозмін.

Відділ може надати консультативну допомогу та науковий супровід господарствам у питанні підвищення ефективності використання органічних і мінеральних добрив.

Розробляти системи контролю за кількістю бур’янів у посівах культур шляхом підбору конкурентоспроможних культур, удосконалення їх чергування, раціонального застосування гербіцидів та їх композицій.

Може надавати консультативну допомогу та науковий супровід господарствам у раціональному виборі технологій обробітку ґрунту, посівів та формуванні раціонального парку ґрунтообробних знарядь і посівної техніки вітчизняного та зарубіжного виробництва.

Відділ може надати проекти технологій вирощування зернових колосових і зернобобових культур, кукурудзи і соняшника для господарств різних форм власності і здійснювати науково-практичну допомогу в реалізації свої наукових розробок.

Проводити рослинну функціональну діагностику і надавати консультації по підбору і застосуванню водорозчинних добрив.

При відділі функціонує сертифікована агрохімічна лабораторія яка дає можливість проводити моніторингові дослідження по контролю за станом родючості ґрунтів (визначення вмісту органічної речовини, основних елементів живлення, кислотності ґрунту, вмісту продуктивної вологи) та визначення білку, жиру, вологості і зольності в рослинних зразках