W pierwszych latach, w Zakładzie prowadzono wyłącznie badania ekspedycyjne przez Katedrę Torfoznawstwa , Katedrę Uprawy Łąk i Pastwisk SGGW oraz Zakład Ekologii PAN . Ich wynikiem było wstępne rozpoznane torfowisk Biebrzy. Od 1954 roku, z chwilą zatrudnienia pierwszej grupy pracowników naukowych, prowadzono doświadczenia polowe, początkowo przy ścisłej współpracy z Katedrą Uprawy Łąk i Pastwisk SGGW.

Do 1960 roku prace naukowe Zakładu koncentrowały się głównie na badaniach i obserwacjach związanych z melioracją i zagospodarowywaniem terenów torfowych, w tym doradztwie i nadzorze przy realizacji prac melioracyjnych.

Od roku 1960 w zakładzie rozwijana była działalność naukowo-badawcza , stanowiąca część składową problematyki realizowanej przez IMUZ:

• Poznanie właściwości gleb torfowych oraz zmian i zachodzących w nich procesów po odwodnieniu, w celu ustalenia najbardziej racjonalnych form gospodarowania, z uwzględnieniem ochrony przed nadmierną mineralizacją i zanikaniem,
• Rozpoznanie warunków glebowo-wodnych w Pradolinie Biebrzy w celu ustalenia najbardziej racjonalnych sposobów jej zagospodarowania i ochrony walorów przyrodniczych,
• Potrzeby wodne i regulowanie stosunków wodnych w łąkowych glebach torfowych,
• Kierunki i możliwości produkcji rolniczej na zmeliorowanych torfowiskach, ze szczególnym uwzględnieniem łąkowego użytkowania jako podstawy rozwoju chowu bydła,
• Sposoby poprawy produkcyjności lekkich gleb przytorfowych oraz produkcja i stosowanie nawozów torfowych (temat poniechany w 1970 r. ),
• Ponadto w pewnym zakresie realizowana była w Zakładzie Biebrza tematyka dotycząca warunków rozwoju zbiorowisk leśnych.

Prace Zakładzie Doświadczalnym w pierwszych dziesięcioleciach ukierunkowane były na kompleksową gospodarkę na torfowiskach. Zakład miał uczestniczyć w realizacji koncepcji ekspansji rolnictwa na torfowiska w rozległej Pradolinie Biebrzy. Zebrana wiedza na temat kształtowania się warunków glebowo-wodnych stała się podstawą do wytyczenia sposobu działań zarówno na terenach przeznaczonych do rolniczego użytkowania, w tym zaniechania niektórych niekorzystnych praktyk przyspieszających degradację gleb torfowych, jak i na terenach objętych różnymi formami ochrony przyrody przyrody. W oparciu o materiały z Biebrzy sformułowano teorię procesu murszenia oraz zasad podziału gleb torfowych na rodzaje i kompleksy wilgotnościowo-glebowe , opisującą zróżnicowanie tych gleb pod względem kształtowania się stosunków powietrzno-wodnych.

Wynikiem prowadzonych do lat 90. doświadczeń łąkarskich są bogate materiały opisujące przemiany zachodzących w zbiorowiskach łąkowych w warunkach umiarkowanej lub bardzo intensywnej ingerencji człowieka. Dorobek Zakładu obejmuje liczne prace badające charakter zbiorowisk łąkowych w zależności od warunków glebowo-wodnych, związek między rośliną a stanem gleby murszowej, wpływ nawożenia, nawodnienia i użytkowania łąk na ich plonowanie, stan zadarnienia oraz przemiany zachodzące w glebie. Ustalano sposoby zakładania i odnawiania łąk na glebach torfowych, zwalczania chwastów, doboru odmian traw na gleby torfowe, rozwijano prace doświadczalne w zakresie zmiennego kośno-pastwiskowego użytkowania łąk na glebach torfowych.