1、對內吸殺蟲劑的研究
進修期間大量研究
1948年齊兆生在英國潔洛山農業研究所進修期間，就對內吸殺蟲劑的應用作了大量的研究工作。當時各國實驗室在這壹領域的研究還剛剛開始。他首先以生物測定的手段，研究丙體六六六通過水稻、小麥等作物根系的內吸傳導對植株的毒效情況，並分析了作物各發育期在體內積累的內吸藥量。此外，他還以“希拉丹”（即八甲磷）為供試材料，對多種作物葉面和根系進行了內吸傳導的毒效試驗，並取得初步成果。同時啟發他：若能利用水溶性的八甲磷處理作物種子，生長出來的幼苗可能會有毒殺蚜蟎的效應，這不僅為蟲害的防治開辟了壹個新的途徑，而且使用方便、節省人力、物力。
發明專利取得
1949年下半年，齊兆生就著手設計試驗。他選用平均粒重約1克的蠶豆種子，作為供試材料，浸泡入八甲磷系列濃度的水溶液中，然後，在溫室中盆播，幾天後在藥害邊際以下各處理生出幼苗，他將豆蚜接種於植株上。就是這壹天，齊兆生的導師侯夫博士聽完他的研究匯報，就趕到溫室觀看接種的豆蚜死亡情況；並高度評價這是內吸劑應用方面頗有意義的重大發現。齊兆生與此同時還證實蠶豆種子對八甲磷水溶液所吸收的水量多於藥量。顯示蠶豆種子存在“選擇吸收”現象。不久，齊兆生將蠶豆藥劑浸種進行了田間試驗，取得了顯著的增產效果。於是他將這項研究申請了發明專利，並寫出論文發表於1950年英國《自然》雜誌上。在論文中他闡明了內吸劑處理種子、防治蚜蟎的機理，是藥物處理後使作物增添了對害蟲的預防性的保護效應，並使藥物對吸收式口器害蟲的作用方式，由接觸致死增辟胃毒致死。在五六十年代，這壹研究成果常為各國科研工作者引用。
1950年齊兆生回國後，進壹步擴展了內吸殺蟲劑的研究，在小麥、棉花害蟲的防治上取得了許多重要成果，有力促進了農業生產的發展。
2、棉蟲化學防治的研究
對付棉紅蜘蛛
1951年齊兆生回國不久，就接受了農業部交辦的棉紅蜘蛛防治研究任務。他只身壹人背著行李從河南新鄉搭敞篷卡車到山東聊城、高唐縣，繼而又到河北蒿城、衡水等棉區考察，全面了解棉紅蜘蛛分布和發生的情況。他記載了紅蜘蛛寄主植物***113種，分屬32個科屬，提出了徹底鏟除棉紅蜘蛛越冬寄主和冬耕冬灌的措施。為了更有效地控制蟲害，並著手開展棉蟲化學防治的研究。當時我國農藥工業和化防技術都比較薄弱，面對我國實際情況，齊兆生奔赴遼寧蓋平和山海關等處調查總結東北敵偽時期遺留下的制造石灰硫磺合劑的有關設備、煮制技術、包裝、運輸和供應等情況。然後向棉農傳授，使這項技術在棉區推廣應用，有效地控制了棉紅蜘蛛的為害。
防治棉蚜
1953年齊兆生在河北省邯鄲棉區蹲點，他根據生產需要，開展了棉蚜防治的研究。尤其在棉蚜發生規律和化學防治對策的研究上，取得了突出成果。他根據當時較普遍采用的防治棉蚜的植物油藥劑（如棉油皂等）存在的問題，制定出兩種標準規格及有效稀釋濃度。此外還提出煙草石灰水殺蚜劑的配制方法。50年代中期丙體六六六在我國開始大量生產，齊兆生進行該藥劑的毒性及防治技術的研究，其成果在生產推廣後，使棉蚜的防治效果又得到了顯著的提高。
60年代有機磷殺蟲劑在我國相繼問世。齊兆生對我國首次研制的對硫磷農藥進行了藥效測定，並迅速應用於大面積治蚜。鑒於我國首次使用劇毒有機磷農藥，他從實踐中總結出壹套嚴格的安全操作規程，並建議生產上噴施采用有效成分30ppm的最低稀釋藥液。這些建議和措施，既保證了棉農的安全，又提高了棉蚜的防治效果，對推動我國劇毒農藥的應用起了積極的作用。
棉鈴蟲和棉紅蜘蛛雙效
70年代末，國際上除蟲菊酯類殺蟲劑的開發應用發展很快。齊兆生為了跟上這壹形勢，他曾赴法國、英國和象牙海岸等地考察，對這類藥劑的開發、合成、應用做了詳細了解和分析。除向國內有關部門提出建議外，還在河南新鄉基點上，進行了用二氯苯醚菊酯、氯氰菊酯、殺滅菊酯、溴氰菊酯等防治棉鈴蟲的試驗，為80年代初在全國棉區推廣應用這類藥劑創造了條件。在他的研究中還發現，菊酯類殺蟲劑與殺蟲脒混用，既對棉鈴蟲有明顯的增效作用，又能兼治棉紅蜘蛛，還大大降低了防治成本。
防治玉米螟
根據棉蟲化學防治存在的問題，齊兆生積極主張研究棉蟲的綜合防治措施。1952年在研究棉紅蜘蛛防治時，就提出了多項措施綜合應用。70年代初，他強調對多種棉蟲和各種防治措施加以協調運用，並對棉田各有害生物、如病害、蟲害、雜草、鼠害等逐步地進行綜合治理。他在生產中發現，麥棉套作田玉米螟為害棉苗嚴重，被害斷莖率可達30%之多。其原因是收割後的麥梱擱置在棉行裏，使玉米螟得以轉移到棉苗上，咬斷嫩莖，造成為害。為此他建議將麥梱及時攜出田外，不給玉米螟爬出為害的機會。這簡便易行的防治方法，群眾樂於采納。
建立示範區，生態防蟲
“六五”期間，齊兆生主持全國6個單位***同承擔了國家攻關任務，即在黃河流域和長江中下遊兩大棉區建立綜合防治基點和大面積示範區。協作組在他的主持下，從生態學的原理出發，根據棉田生態系中主要組分及相互關系，對棉花枯萎病、黃萎病、棉蚜、棉鈴蟲、紅鈴蟲、棉紅蜘蛛、虻蝽象等主要病蟲害開展了綜合防治研究。通過幾年努力，制定和修改了5種主要害蟲防治指標，減少用藥次數和防治投資；通過合理作物布局，配合誘集植物，豐富棉田生態的多樣性，有利增殖天敵，結合合理用藥，提高了防治效果。在棉鈴蟲、紅鈴蟲生命表以及棉花品種抗性鑒定等應用基礎研究上也取得了可喜成果。根據這些成果，他們按照不同棉花生態區的特點，組建成棉花主要病蟲害的綜合防治對策，在示範區內有效地控制了病蟲為害，收到顯著的經濟、社會和生態效益。1988年這項研究成果獲國家科技進步二等獎。同年，齊兆生因對黃淮海平原農業開發試點成績突出獲國務院二級表彰和獎勵。
為噴粉器械付出巨大心血
齊兆生在棉蟲防治上不僅率先研究和推出先進的技術，而且為施藥器械的改進也付出了大量心血。50年代，在推廣應用六六六粉劑的過程中，農村缺少噴粉器械。他走訪棉區，總結棉農治蟲經驗，創造出“皮老鼠”簡易施粉工具。1957年在河南新鄉推廣內吸磷防治棉蚜時，他將單管式噴霧器改進為有個噴頭，使功效提高兩倍。早在1956年，他與民航局合作，在河南安陽進行安二型飛機噴施六六六粉劑防治棉蚜的試驗，為我國北部棉區利用飛機治蟲的先例。1958—1960年，齊兆生與民航局協作，在河南新鄉縣進行大面積飛機防治棉鈴蟲試驗，在大面積上增產效果顯著。通過兩年防治實踐，他積累了大量的數據和飛機治蟲經驗，為我國飛機治蟲事業的發展作出了貢獻。
3、開發新的國產殺蟲劑
系統監測
隨著殺蟲劑的普遍應用，棉蟲對多種藥劑相繼產生抗性。齊兆生壹方面針對棉蟲抗性發展的動態做了系統監測，提出制止或延緩棉蟲抗性發展的設想，另壹面為開發新的國產殺蟲劑積極出謀獻策。1963年，各地棉農反映內吸磷治蚜藥效降低，他同助手立刻深入棉區考察，證實棉蚜抗性分別增長了7—15倍。針對這壹問題，經研究，他提出應用內吸劑甲拌磷浸種或拌種的方式防治棉蚜，輔之以早期噴灑越冬寄主，減少入侵蚜原，將內吸磷和其他藥劑交替使用、葉背噴灑接觸蟲體等方法，取得了良好成效。
齊兆生這壹期間還與本單位農藥室合作篩選“消抗劑”，曾合成了磷酸酯類、亞磷酸酯類和硫代磷酸酯類化合物百余種，在分別與內吸磷各半混用進行蚜蟲觸殺測定，篩選出提高殺蚜效果的“消抗劑”四五種。與此同時，他還進行了新的治蚜藥劑篩選和應用，在檢測11個類型和150多種藥樣中，找出“保棉豐”比內吸磷藥效高3—15倍，同時證實兼治棉紅蜘蛛的作用。
多方合作
齊兆生從實踐中認識到，我國新殺蟲劑的開發，應由農藥合成研究單位與生產單位協作進行，才能事半功倍。而他和助手們著重進行新農藥的生物監測和藥效鑒定。50年代末，就與南開大學元素研究所合作，對二硫代磷酸酯殺蟲劑進行了檢測和大田試驗。60年代初，他以斜紋夜蛾為供試昆蟲，與沈陽化工研究院積極配合，對敵敵磷殺蟲劑進行檢測，認為該藥具有較高毒效，能被植物吸收傳導，對防治咀嚼式口器害蟲有效。同壹時期，他對天津師範學院化學系合成的具有幹擾取食行為的拒食劑——“拒食胺”及5個同系物進行田間小樣試驗，表明棉鈴蟲幼蟲經取食“拒食胺”後，口器感覺異常，繼而停止取食致死。未死的蛹，即使羽化為成蟲後，也大多數表現為畸形。這項研究在當時來講，達到了國際先進水平。
不斷試驗
1971年，齊兆生查閱文獻，發現60年代末問世的久效磷乙用於防治棉鈴蟲兼治蚜蟎很有成效，他積極向化工部門建議，盡快開發。同時，他與南開大學元素研究所協作，對該所試制的小樣和中試藥樣進行壹系列室內和大田實驗，為青島農藥廠正式投產提供了藥效數據。
齊兆生在與其他單位之間合作中，總是以極為嚴謹的科學態度和極端負責任的工作精神對待每壹項工作。70年代與太原化工廠及天津農藥廠協作研究辛硫磷用於棉鈴蟲防治，經數次大田試驗發現對棉花具有不同程度的藥害。在該藥鑒定會上，他實事求是堅持把這種偶發現象寫入鑒定書中，供推廣應用參考。他與山西輕化工研究所等單位協作，對速滅威和混滅威做藥效鑒定時，指出後者乳劑偶有藥害，建議加工成粉劑。滅蚜威是對多種蚜蟲觸殺效果高的殺蟲劑，當時國外對此做了充分肯定。但他對國內有關單位提供的小樣做防治試驗，表明對棉蚜的藥效遠遜於桃蚜和麥蚜，指出該藥劑對不同蚜種間有明顯的選擇性。
80年代初，齊兆生根據試驗數據，積極支持天津市農藥工業研究涕滅威的研制。同時配合農藥的研制，指導本所設計出有關的農具。