19世纪末，米丘林用人工授粉改造果树失败了。他想：“人工授粉虽然不能在当年使优良花粉发挥优势，或许它能够传给自己的后代。”可果子依然小得可怜。
他所居住的地方十分寒冷。他把南方优良品种的枝芽，嫁接在北方耐寒品种的砧木上。结果树是接活了，但严寒把所有的接枝都冻死了。
在实验中，他发现了植物的一个重要特性：杂交幼苗容易受外界的影响。他又发现沙地上长出的幼苗比较耐寒。这时他明白了：土壤肥，环境条件好，幼苗长娇了不耐寒。必须用贫瘠的沙质土壤来训练耐寒的幼苗。
1900年，他找到一大片沙质地，把树苗一棵棵移栽过去。经过七八年的实验，终于把耐寒的优良果树品种培育成功了。米丘林先后发明了多种育种方法，成功地培育了许多新品种，被尊称为“果树育种之父”。