1919年，五四運動在京爆發，趙積極參加並接受軍事訓練，率領清華誌願軍圍攻漢奸曹儒林、魯、的官邸。
在清華求學期間，趙發起成立了農業學會和世界語學會，思想活躍，帶動了壹部分青年學生積極進取，立誌報國。
1921年夏，北京學運再起，八所大學學生罷課，不參加畢業考試。清華當局不顧大局，強行進行畢業考試，規定不考者不發畢業證書，也不送出國留學。大多數學生在壓力下參加了考試。包括趙在內的29名學生堅持認為，學校當局應懲罰他們自動退學，並命令他們搬出校園，住在佛寺。經過爭辯，根據中美有關協議，外交部和美國駐華使館派員進行了調查。結果顯示都是品學兼優的學生，作為本科部第壹屆畢業生，允許復學壹年，畢業於4月1922。趙被選送到美國愛荷華州立農業技術學院進入第二年，主修作物科學和土壤學，其次是畜牧業、經濟學和社會學。1924年6月畢業，畢業論文《美國農業教育實驗研究與推廣方法的比較研究》，獲學士學位。他還轉到威斯康星大學研究生院學習作物遺傳育種和農學。壹年後，學校認為成績優秀，免交論文。6月1925被授予碩士學位，留校繼續攻讀博士學位。1927年6月完成水稻連鎖遺傳研究，獲得博士學位。之後，他轉入康奈爾大學繼續研究細胞染色體與性狀遺傳的關系，並借機參觀了州立大學的農學院、農業實驗場和推廣系，以便對美國農業科技教育有更全面的了解。1928年3月，我結束了在美國的學習，取道歐洲回國，為了了解第壹次世界大戰後歐洲農業的恢復和發展，先後訪問了英國、法國、比利時、荷蘭、丹麥、瑞典和德國。這次訪問收獲很大。晚年，他把英國1840年建立的羅薩姆農業實驗場寫進了回憶錄。他看到白發蒼蒼的教授們和年輕的學生們壹起，孜孜不倦，嚴謹地工作，把歷年的實驗記錄分類，匯編成冊，保存完好，有復印件備查，以免後人重復實驗；同樣是在德國柏林附近，我看到了壹家私人經營的甜菜育種場，當時已經擴大為甜菜種子公司，每年可以供應全球40%的甜菜種子。養殖場與周邊農戶合作，選育生產甜菜良種，全部經過嚴格的糖分測定。實驗室很大，數百名女性沈浸在實驗室工作中。凡糖低於標準或雜質、碎粒、外觀不合格者，壹律淘汰。工作的嚴謹和認真給他留下了深刻的印象。
1928年夏，趙經哈爾濱、大連返回上海，受到中國農業學會梁和吳覺農的迎接。隨後在南京結識了金陵大學農科主任郭先賢、東南大學農學院原院長鄒秉文等農業專業人士，並由鄒推薦赴河南協助馮玉祥將軍策劃華北農業改良。在輝縣北苑(今拜泉)營地勘測規劃調整種植面積後，提出了建立農業試驗田的計劃報告，但還需要時間等待審批，新學年即將開始。經過沈的介紹，他回到南京，在金陵大學擔任農業科學副教授，講授作物科學。5438年6月+同年2月，應鄒秉文之邀，受聘為廣西農業局農學部主任、技術員，主持水稻栽培改良工作，為廣西開創了水稻育種工作。因為蔣介石與廣西沖突，局勢不穩，從廣西回到南京，在中央大學農學院任教授兼農學系主任，同時教授育種和水稻種植。同時，他積極拓展昆山稻田，進行水稻育種和田間技術的實驗研究，成為長江流域早期的水稻改良中心。
1932年，董負責創辦江西農科院，趙任董事會成員，負責創辦南關口和水稻試驗田及農村服務社。在此期間，趙先後發表了《水稻育種的若幹基礎實驗》、《水稻育種的田間技術》、《水稻育種的理論與實施》等論文和著作，對我國早稻育種技術的改進產生了重要影響。
1934後，趙調任國家農業行政科研機構，任國家經委農業處處長。為了發展糧食生產，他在中央農業研究室農學部稻麥工作的基礎上，增加經費，擴大範圍，成立了國家稻麥改良研究所，並在其中兼任水稻種植組主任和國家水稻檢驗處處長。這壹時期足跡遍布南方稻區，而南方水稻生產技術的提高，對水稻自給自足的追求，尤其是稻米品質檢驗體系的建立，都在計劃之中，但因不久抗日戰爭爆發而無法付諸實施。
1937年抗日戰爭爆發，上海、南京相繼淪陷。他隨中央農業實驗室搬到重慶，擔任技術主任和水稻部主任，並兼任成都四川工作站主任，後者是他的工作重點。四川成為抗戰大後方後，解決軍需和民食問題更加迫切。四川省政府成立農業改良委員會，聘請趙為主任委員，統籌全省農業改良工作，並決定合並農林牧漁機構，成立四川省農業改良研究所，由他任所長，親自制定工作方針和具體實施方案，成效顯著。
沿海各省淪陷後，大批農業專業人員流亡四川。為了廣泛容納這些人才，趙以開展他們的工作和為國家儲備人才的重大意義，在省政府會議上盡力吸收他們，並從各方面找到資金增加農業發展計劃，將稻、麥、棉、蠶等良種的推廣普及到50多個縣，不僅奠定了四川農業改良的基礎，而且增加了抗戰時期軍民的衣食供應。
1941年，趙回到中央農業實驗室，繼續從事國家農林生產和科技工作。1943年春，作為中國10代表之壹，赴美國弗吉尼亞州參加由羅斯福總統發起的世界糧農大會。會上，趙起草了《中國農業建設備忘錄》，列舉了中國農業的實際情況和戰後復興工作的要點，並與鄒秉文、沈起草了會上發表的宣言。會後，他還考察了美國壹些州的農業發展情況，並根據會議經驗撰寫了《世界糧農大會與中國農業建設》壹文。對我國戰後農業建設、資源利用和改良、提高農業生產效率和國際農業生產建設具有重要意義。
1945侵華日軍投降後，趙被派往臺灣省府，負責接管農林機構，恢復和發展農林科技。在消除殖民農業的影響、加強農田基本建設、發展出口產品等方面為臺灣省後來的農業發展奠定了良好的基礎。1947年，趙回到南京，任農林部技術監督兼糧食增產委員會副主任。1948年趙當選立法院立法委員，1949年攜家帶口定居臺灣省。
趙於1934加入中國農業學會，成為永久會員。1953臺灣省中國農業學會設立趙獎學金。1955因在水稻育種方面的突出貢獻被臺灣省教育部授予學術獎。1956—1958受雇於聯合國糧農組織，赴伊拉克指導水稻改良工作，並訪問了土耳其、伊朗、約旦、黎巴嫩、埃及等國，為中東國家水稻品種改良和實驗研究推廣做出了諸多貢獻。1962—1964受多米尼加政府邀請，幫助改良水稻品種，改進水稻栽培技術，提高水稻產量，貢獻突出。
1968五月初，趙到高雄港檢查漁業時突發心臟病。7日上午在臺灣省省立高雄醫院病逝，享年75歲。