Исследования, осуществляемые в области агрономических наук, как и в других областях знания, опираются на единый метод познания — метод диалектического материализма. Только он, считая первичным материю и рассматривая существующие процессы и явления, включая живую природу, в движении, в развитии, является единственно научным методом познания. Его законы позволяют понять закономерности и связи между явлениями в природе не только сегодня, но и в историческом плане, предвидеть их развитие на будущее; позволяют вскрыть причинность и зависимость между явлениями, что так важно для научной агрономии и сельскохозяйственного производства.
Агрономия в узком понятии — комплексная наука, в состав которой входят многие ныне самостоятельные науки: физиология растений, агрономическое почвоведение, агрономическая метеорология, земледелие, агрономическая химия, растениеводство, овощеводство, плодоводство, селекция и семеноводство разных культур, сельскохозяйственные энтомология и фитопатология и еще многие другие. Каждая занимается своими вопросами, имеет свои задачи, но цель у них одна — способствовать повышению урожайности сельскохозяйственных культур.
В агрономии применяют общепринятые приемы научного познания - наблюдение, эксперимент (научный опыт), корреляцию.
Наблюдение — фиксация того, что имеется в естественных условиях. Это простейший прием научного познания, широко применяемый в агрономических исследованиях как самостоятельно, так и в научном эксперименте и осуществляемый по определенной методике. Наблюдением устанавливают количественную или качественную характеристику признаков и свойств объектов и явлений.
Научный эксперимент, или научный опыт — более сложный прием научного познания. Он отличается от наблюдения тем, что воспроизводит (воссоздает) изучаемые явления в контролируемых условиях. Это позволяет следить за ходом явления и воссоздавать его каждый раз при повторении комплекса условий. Научный эксперимент широко распространен в научной агрономии. Он должен найти широкое применение и в производстве.
Корреляция — нахождение связей между отдельными явлениями, объектами и т. д. Установление разнообразных связей, например, между агротехническими приемами, условиями среды, факторами жизни, с одной стороны, и особенностями роста и развития культурных растений, урожайностью, качеством урожая, с другой — важнейшая задача научной агрономии и практического земледелия.
В агрономических науках применяют лабораторный, вегетационный, лизиметрический, вегетационно-полевой и полевой (полевой опыт) методы исследования.
Лабораторный метод имеет целью дать количественную или качественную оценку свойствам изучаемых объектов научной агрономии. Объекты исследований обладают многими свойствами, что обусловливает применение разных лабораторных методов исследования. Для изучения конкретных свойств объектов разработаны разные лабораторные методы, встречаются простые и более сложные. Например, влажность почвы можно определить весовым, парафиновым, радиоактивным и другими методами.
Лабораторные методу исследования применяют в наблюдениях и опытах. Отобранные для исследования объекты составляют обычно только выборку от генеральной совокупности, поэтому выборка должна быть представительной (репрезентативной).
Вегетационный метод относится к категории научного эксперимента. Культурные растения выращивают в искусственных, заранее запланированных условиях среды, в сосудах разной емкости, заполненных или специально подготовленной почвой, или песком, или водным раствором. Сосуды помещают на вагонетки или стеллажи в вегетационном домике, что позволяет контролировать почти все факторы жизни. Еще больший контроль за факторами жизни обеспечивается в лабораториях искусственного климата — фитотронах. Вегетационный метод позволил изучить многие закономерности роста и развития растений и продолжает широко применяться при решении многих теоретических и прикладных вопросов агрономических и других наук. Часто вегетационные опыты предшествуют полевому опыту.
Лизиметрический метод близок к вегетационному. Лизиметры — сосуды разной глубины, от размера пахотного слоя до 1—2 м, разной емкости. Их обычно заполняют почвой. Конструкция лизиметров позволяет выделить почвенный раствор.
Вегетационно-полевой метод (вегетационно-полевой опыт) занимает промежуточное место между вегетационным и полевым методами научного исследования. Вегетационно-полевые опыты осуществляют в полевой обстановке, чаще на специально выделенном участке. Растения выращивают в сосудах разной емкости, но без дна и поэтому почва в сосудах имеет контакт с почвой участка. Вегетационно-полевой опыт может быть использован при решении многих агрономических вопросов, не требуя больших затрат, чем выгодно отличается от вегетационного метода исследования.
Полевой метод (полевой опыт) имеет ряд преимуществ, которыми не обладают ранее рассмотренные методы исследования. Его широко применяют в земледелии, растениеводстве, овощеводстве и других агрономических науках.