Видный ученый в области генетики и селекции с.-х. растений. Под его руководством и при непосредственном участии разработана и осуществлена самая крупная в мире кооперированная программа (АН СССР и ВАСХНИЛ) по генетике признаков продуктивности яровой пшеницы в Западной Сибири (ДИАС).

Сформулировал принцип фоновых признаков растений, позволяющий быстро (без смены поколений) количественно разграничивать вклады наследственности и среды в уровень продуктивности отдельной растительной особи в популяции.

Соавтор теории селекционной идентификации генотипов растений по фенотипам на ранних этапах селекции.

Соавтор теории и практики «Русского фенотипирования» семи генетико-физиологических систем растений, обеспечивающих повышение урожаев.

Создатель Теории эколого-генетической организации сложных признаков продуктивности растений.

Академик РАН, акад. РАЕН, член Лондонского Королевского Линнеевского Общества, акад. Академии с/х наук Словакии, акад. Аграрной академии Чехии, акад. Академии естественных наук Монголии, член Комитета Номинаторов Гос. Научной Премии Японии, советник Президиума Нац. АН Казахстана, Лауреат Научных премий Краснодарского края и Волгоградской области, почетный профессор университета г. Нитры (Словакия), Саратовского Гос. Агр. ун-та, Луганского с.-х. университета.

Опубликовал 530 научных трудов, в том числе 20 моно- и коллективных монографий. Имеет 5 авторских свидетельств и патентов на изобретения. Более 100 научных статей опубликовано в журналах Дальнего зарубежья.

Подготовил 35 кандидатов и 12 докторов наук.