Тогдашний руководитель советской сельскохозяйственной науки Т. Д. Лысенко критически отнёсся и к стремительному освоению целины, и к замене посевов ржи и пшеницы посевами кукурузы, и к применению её инцухт-гибридов. Эти разногласия с Хрущёвым привели к его отставке с поста президента ВАСХНИЛ в 1956 году.
Вопрос об освоении целинных земель рассматривался созданной осенью 1946 года комиссией по разработке долговременной государственной агрополитики под руководством Лысенко и Немчинова (директора ТСХА). Комиссия отметила, что распашка под пшеницу земель в зонах рискованного земледелия допустима, но требует осторожного подхода и разработки новых агротехнических приёмов.
Однако на сентябрьском пленуме ЦК 1953 года Хрущёв потребовал заняться форсированным освоением целины. Февральско-мартовский пленум 1954 года принял постановление "О дальнейшем увеличении зерна в стране и об освоении целинных и залежных земель". После чего целинные земли стали распахиваться в массовом масштабе и в кратчайшие сроки. К этому привлекались студенты, солдаты, специалисты; со всех концов страны завозилась техника. Так, в 1956 году в Казахстан было стянуто около 12 тыс. комбайнов, 20 тыс. шоферов. Всего за 1954-63 гг. было распахано около 43 млн. га в прежней степной зоне. В Казахстане массово создавались новые зерноводческие совхозы. Уже в 1954 г. их было 90; к началу 1956 г их стало 337; на обустройство каждого выделялось 10–15 млн. рублей. Между тем, урожайность пшеницы на освоенной с такими колоссальными затратами целине нельзя было назвать высокой: в 1954-58 гг. она составляла, в среднем, 8–9 ц/га. Более того, как и предсказывалось ещё десять лет назад комиссией Лысенко ― Немчинова, на распаханных землях вскоре начались неблагоприятные изменения экологической обстановки: эрозия почвы[115], пылевые бури, повлекшие за собой дальнейшее снижение урожайности: в 1961-65 гг. она составила, в среднем, 6,1 ц/га. Для улучшения ситуации потребовалась разработка комплекса почвозащитных и противоэрозионных мероприятий, осуществлённая сотрудниками ВНИИ зернового хозяйства под руководством А. И. Бараева.
Результаты целинной кампании оказались различными для разных регионов страны. Для Казахстана их можно было считать неплохими: в республику пришла сельскохозяйственная техника, были созданы новые предприятия, рабочие места. За 25 лет (1954-79 гг.) на развитие аграрного сектора Казахстана, в основном, на освоение целины и создание совхозов, было направлено из союзного бюджета ― то есть, за счёт остальных республик, прежде всего, России и Украины — около 21 млрд. рублей. Традиционная отрасль экономики республики, животноводство, хотя и претерпела структурные изменения в связи с трансформацией значительной части пастбищно-степного ландшафта, но сумела приспособиться к новым условиям, скооперировавшись с зерноводческими совхозами. Тогдашний (времён целины) замминистра совхозов КазССР Арыстанбеков, в интервью агентству КазИнформ, опубликованному 30 января 2004 года, сказал:
