在束懷瑞近70年的果樹教學和科研生涯中，他有30多年是在生產實踐中度過的。
1950年，束懷瑞畢業於山東農學院並留校任教。其後十多年時間，他跑遍了煙臺地區每個縣的果園，深入調查蘋果品種，虛心向農民、專家學習。
1958年，他在總結群眾經驗的基礎上，結合自己在果樹生理學、生物學等方面的研究，與牟雲官一起提出了蘋果“三大主枝主幹疏層形”，提出“枝組”的概念和枝組培養的觀點，修剪技術上提出“以優勢部位枝量及枝類調節和樹冠枝量佈局為關鍵”等技術觀點和方法，這些理論對蘋果整形修剪有著重要作用，至今仍在生產上廣泛使用。
在上世紀50年代，果樹研究大多隻考慮地上部分，忽視地下部分的研究。而束懷瑞認為，果樹生長、結實出現的許多問題都與根系有關。從1954年開始，他和同事們開展對果樹根系的研究，並建立了當時全國最大的根窖，在地下觀察根系的生長情況。
經過深入研究，束懷瑞在蘋果根系研究方面提出了一系列重要觀點。他認為：“根系是農業生產措施的主要調控中心”、“果樹根系是提高果品產量和改善果實品質的潛力所在”，並提出了沃土養根、養根壯樹、根系局部效應、限根栽培、隔行交替灌溉及通過斷根提高果樹水分利用效率等對果樹生產有重要意義的觀點。
上世紀60年代，束懷瑞和同事們運用同位素技術開展了果樹碳、氮營養研究，為果樹營養生理研究奠定了良好基礎。他們對不同植株類型、不同器官、不同負荷條件下的碳素同化、轉化、運輸、分配和光合脅迫生理進行了深入系統研究，在植株營養的階段性劃分、果實營養與器官產生的影響等方面的研究與取得了一系列重要成果，根據這些研究成果提出了“看碳施氮，以氮促碳，養根壯樹，優質豐產”的觀點，得到學術界廣泛認可。
70年代中期至80年代初，束懷瑞到禹城研究群眾抗鹽鹼的方法，總結出寬行密植、起壟溝草、深層隔草溝栽等技術，既可防夏澇，又抗鹽鹼，還能為土壤提供較豐富的有機質，利用這些技術，四年生的果園梨畝產達到2500公斤，並獲得大面積豐產。
80年代，束懷瑞參加了沂蒙山區農業綜合開發研究，他分析了當地的自然條件，結合自己在根系吸收營養方面的研究成果，創造出“地膜覆蓋穴貯肥水”的技術。這一技術操作簡單、投入少，一般果園平均每畝增產200公斤以上。該技術便被列為國家科委重點推廣項目，在全國17省市推廣470萬畝，創經濟效益7.6億元。現在這項技術在我國西部乾旱地區仍然在廣泛使用。
1990年，束懷瑞主持“山東省百萬畝蘋果幼樹優質豐產綜合技術研究”課題，對18個縣108萬畝的果園進行早期豐產研究開發，到1993年，開發區畝產由129公斤增加到1010公斤，是全國幼樹平均產量的2.6倍，接近世界發達國家水平，果實品質也明顯提高，經過四年開發新增經濟效益56億元。
在提高產量的同時，束懷瑞又在思考如何提高果品的品質。1994年他主持“20萬畝高檔蘋果生產技術研究”，推廣疏果、套袋、診斷施肥等技術，並提出以營養均衡為前提，合理補用化肥的原則。通過這項研究，高檔果的比例由3%增加到10%，每公斤蘋果增值3元。
2001年束懷瑞當選中國工程院院士之後，他仍然堅持每年抽出大量時間到生產第一線指導生產，調查研究。
蓬萊果農曲壽彭的蘋果園連續多年畝產達10000公斤，沒有大小年現象。束懷瑞帶領科研人員對他的經驗進行了認真分析，從冗餘消耗、優質葉發生、土壤微生物系統等方面進行了深入研究，取得了多項重要成果，並探索了果園土三層節水養根技術，該項技術可節水70%，節肥三分之一，並使畝產穩定在5000公斤以上。
由於束懷瑞為我國果樹產業發展作出了突出貢獻，他先後榮獲全國農業科技先進工作者，全國“五一”勞動獎章、中華農業科技獎等榮譽稱號，2009年榮獲何梁何利基金獎。但束懷瑞始終保持一顆普通人的心，他嚴於律已，要求別人做到的，自己首先做到。到下面指導生產，從不提條件、擺架子。
多年深入生產實踐，束懷瑞養成了肯幹務實作風，也培養了與農民的深厚感情。他常說，從事農業科研，必須關注農業、關心農民，對農民負責。研究技術、推廣成果，首先要考慮農民能否接受。我們的成果只有簡單實用讓農民接受，才能更好地發揮作用。
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