Praca naukowo-dydaktyczna Profesor Stanisław Dzienia zajmował się problemami nurtującymi rolnictwo w dobie zrównoważonego rozwoju, w szczególności agroekologicznymi podstawami kształtowania i optymalizacji czynników siedliska roślin uprawy polowej z uwzględnieniem ochrony gleby i środowiska; poszukiwaniem energooszczędnych i przyjaznych środowisku systemów uprawy gleby, doborem roślin do warunków glebowo-klimatycznych i systemami gospodarowania; integrowanymi programami ochrony roślin i efektywnością herbicydów z uwzględnieniem zmian w fitocenozie, plonowania i jakości plonu; a także stanem i zmianami rolnictwa w jednostkach administracyjnych kraju. Profesor Dzienia był niekwestionowanym pionierem metody siewu nasion bezpośrednio w ściernisko przedplonu. Jest autorem ponad 430 opracowań, w tym 260 oryginalnych prac twórczych. Wypromował 9 doktorów nauk rolniczych.