Кафедра земледелия в комплексе с другими кафедрами биолого-почвенного факультета с 1955 г. стала работать над проблемой «Повышение плодородия почв и урожаев нечерноземной полосы». Путь и форма исследования: закладка полевых опытов на разных почвах, с разными культурами; изучение состояния полевых культур в производственных посевах; параллельно с •опытами в поле закладывались вегетационные опыты в сосудах.
В 1955 г. заложен полевой многолетний опыт (стационар) на дерново-сильноподзолистой почве в Подмосковье (Агробиостанция МГУ в «Чашниково»). Кафедра ежегодно участвовала в комплексных почвенных экспедициях Рязанской (изучение Мещерской низменности и Приокской поймы); Смоленской (изучение влияния различных способов обработки, удобрений, и гербицидов на плодородие дерново-подзолистой почвы и урожай сельскохозяйственных культур); Московской (изучение причин гибели озимых культур, агротехники возделывания кукурузы и других культур в севообороте). В исследованиях, проведенных под руководством заведующего кафедрой, участвовали Ф. С. Соболев, Т. Л. Чебанова, Г. Ф. Лебедева, Г. М. Милославская, 3. А. Шустрова, И. Н. Воронина, Н. П. Кубраков, В. Ю. Бондарева, Е. В. Витте, Ю. Я. Спиридонов, Н. И. Демушкин, В. М. Лунь- кова, М. Я. Бойченко и многие студенты-дипломанты. Эти исследования и изучение передового опыта позволили установить ряд новых научных положений, вскрыть причины низких урожаев, дать сельскохозяйственному производству рекомендации по повышению культуры земледелия и его производительности. В 1957 г. вышла в свет книга В. Т. Макарова под названием «Система земледелия в Мещерской низменности». В этой работе впервые была дана система агрономических мероприятий применительно к основным почвенным разностям Рязанской Мещеры; показан ход почвенных процессов под посевами кукурузы и кормовой капусты на торфяно-болотных и пойменных почвах; установлено, что содержание доступных форм азота и фосфора, несмотря на потребление их растениями в торфяно-болотистых почвах при внесении калийных удобрений, не только не уменьшается, но возрастает из-за минерализации, органического вещества торфа.
В результате наблюдений за ростом и развитием озимых культур на стационарном опытном поле и обследования посевов в хозяйствах Московской области кафедре удалось установить основные причины гибели озимых культур в зимневесенний период. К этим причинам частичной или полной гибели относятся агрохимические (кислотность почвы, избыток подвижных полуторных окислов), агротехнические, метеорологические и биологические. В одних случаях они взаимосвязаны и действуют одновременно, а в других — последовательно. Однако в большинстве случаев можно обнаружить главную из них, которой сопутствуют другие, вызывая сначала ослабление растений, а если процесс отрицательного действия не заканчивается, — и полное или частичное отмирание их. Кафедрой разработаны и опубликованы рекомендации по борьбе с гибелью озимых культур (Макаров В. Т. О мерах борьбы с гибелью озимых культур. «Московский рабочий», 1958). Экспериментальные исследования кафедры на стационарном опытном участке, сопровождавшиеся вегетационным опытом и разносторонними лабораторными анализами на протяжении многих лет, позволили разработать и рекомендовать сельскохозяйственным производствам «Новую систему обработки дерново-подзолистой почвы». В основе этой системы лежит принцип сочетания основной вспашки с оборотом пласта, по Вильямсу, и без оборота пласта, по Мальцеву (Макаров В. Т. Новая система обработки дерново-подзолистой почвы». М., Изд-во АН СССР, 1967). Изучение почвенных процессов, протекающих под многолетними и однолетними культурами, под культурами бобовыми и злаковыми, глубококорневыми и мелкокорневыми, культурами сплошного и широкорядного посева, при разных способах обработки и удобрений, подсказало более оптимальные сроки и способы агромероприятий, ведущих к повышению лолодородия почвы и урожаев. Сложилось более эффективное чередование культур в севообороте и сопровождающая их система обработки и удобрений почвы. Кафедра разработала и рекомендовала для хозяйств с дерново-подзолистыми суглинистыми почвами четырехпольный севооборот с пятым выводным клином (предлагается следующее чередование культур: клевер, озимые хлеба, пропашные культуры, яровые зерновые с подсевом клевера).
Выводной клин возник (1961) в связи с широкой государственной пропагандой посевов кукурузы в нечерноземной полосе на силос. Вновь осваиваемая культура требовала почв с повышенным плодородием, с особой обработкой, удобрением и уходом за посевами. На обычных полях, какие имелись в хозяйствах, она не росла, не считая огородных, приусадебных и пойменных почв, но и эти плодородные участки приходилось сильно удобрять. Через 5—7 лет наблюдалось ухудшение условий возделывания культуры (диспропорция питательных веществ в почве, появление пузырчатой головни, специфических сорняков и т. п.). Высокий потенциал плодородия этих участков, создаваемый сильной интенсификацией, другими культурами не использовался и делался в значительной части «мертвым капиталом». Кафедра земледелия на основе эксперимента на Агробиологической станции МГУ вместо «постоянных участков» рекомендовала сеять кукурузу в «выводном поле при севообороте» в течение 3—5 лет, после чего это поле должно включаться в севооборот. Такое решение задачи дает большой агрономический и экономический эффект. Таким образом, выводной клин в условиях дерново-подзолистых почв нечерноземной полосы открывает перспективу не только для успешного возделывания кукурузы, но и для преобразования в сравнительно короткий отрезок времени малоплодородных почв в высокоплодородные для всех других культур. Создан и улучшается глубокий (30—35 см) плодородный пахотный слой дерново подзолистой почвы («Биология и возделывание сельскохозяйственных культур», Изд-во МГУ, 1966). Урожайность сельскохозяйственных культур за истекшие 15 лет в стационаре поднялась в среднем больше, чем в 3 раза. С 1963 г. кафедра участвует в разработке комплексных межфакультетских тем — «Химические средства защиты растений» и «Комплексные концентрированные химические удобрения». Опыты показали высокую эффективность производных триазинов в. посевах кукурузы и некоторых других культур (Г, Ф. Лебедева). Сравнительно большой экономический эффект выявлен от применения в севообороте диаммонигрофос- ки (Г. М. Милославская, В. М. Лунькова). Кафедра земледелия в своей научно-исследовательской деятельности исходит из принципа комплексного воздействия на факторы жизни растений. Она руководствуется марксистско-ленинской методологией в агрономической -науке и исходит из закона земледелия: «Высокий и устойчивый урожай можно получить при условии обеспечения растения всеми факторами его жизни одновременно и в оптимально потребных для него количествах в соответствии со стадиями развития».