Первые итоги освоения целины были неудачными как из-за неподготовленности проекта, так и из-за засухи. Брежнев считал 1955 год «годом отчаяния». 1956 год оказался успешным, целина дала хлеб. В 1956 году был сдан первый казахский миллиард пудов зерна. Казахстану был вручен
орден Ленина. Тысячи целинников получили государственные награды.
Но расчет на высокую урожайность оказался ошибочным. В 1954 году было собрано 9,3 центнера зерна с гектара, в 1955 году - 2,8, в 1956 году - 11,4, в 1957 году - 4,3 центнера. К тому же из-за засоренности сорняками целинный хлеб был низкосортным. В 1962 году в Казахстане около семи миллионов гектаров были подвержены эрозии почвы. В 1965 году ветровая эрозия захватила не только казахстанские земли, но и Алтайский край, Башкирию, Калмыкию, Поволжье и другие области России. Для защиты от эрозии с середины 60-х годов применялись сложные почвозащитные методы, позволившие смягчить эту проблему. В Целинограде был создан Научно-исследовательский институт зернового хозяйства во главе с А. Бараевым, специально исследовавший эти проблемы и занимавшийся внедрением передовых технологий землепользования и засухоустойчивых сортов зерновых культур. Также стала внедряться безотвальная обработка почвы, применяемая в Курганской области
Т. Мальцевым. С 60-х годов на целине широко использовались химические удобрения.