重点实验室下设3个主要研究方向：
1. 作物播种收获系统理论与仿生技术
播种、收获系统性基础理论研究，包括作物与装备的互作力学理论，播种与收获的低碳运维理论，装备、土壤、作物与微生物的互做关系理论，装备、农艺对农业发展可持续性的影响规律；作物播种收获仿生技术研究，包括触土部件脱附、减阻、耐磨仿生技术，仿生气力集排式高效、稳流种群输送技术，仿生高效、低损籽粒直收技术，装备轻量化仿生制造技术。
2. 作物数字智能播种技术与装备
播种作业过程数字化虚拟仿真技术研究，包括装备、作物、土壤、气候等核心参数的测试与标定，播种作业多元参数互做模型，播种装备数字化虚拟仿真软件，播种装备数字化设计技术，播种作业过程数字孪生预测分析技术；大型化、智能化高端播种装备研究，包括播种装备智能化姿态调控技术，变量施肥高精度智能监控技术，智能播深实时监控技术，流场参数监控技术，全方位仿生智能镇压技术。
3. 作物全价值收获技术与装备
作物全价值收获关键技术研究，包括作物低损收获技术，多物料流兼收技术，高净度收获技术，智能收获技术；作物全价值收获装备研发，包括玉米粒轴兼收机研发，玉米穗茎打捆兼收机研发，低耗高效青饲收获机研发，高净度打捆收获机研发。
