Картографо-аналітична оцінка ґрунтового покриву, методи дистанційного зондування земної поверхні, оптимізація структури земельних угідь аграрних підприємств.

Співавтор навчального посібнику для студентів агрономічної спеціальності «Методика наукових досліджень в агрономії», 2013 року видання.

Має більше 30 наукових публікацій.

• П. І Трофименко. Визначення маси вуглецю під час його виділення з ґрунту за допомогою газоаналізатора / П. І Трофименко, Ф. І. Борисов // Вісник ЖНАЕУ. – Житомир, 2014 р. – № 2. – С. 345 – 349.
• Трофименко П. І. Інтенсивність дихання та емісія СО₂ із дернового глибокого глеюватого ґрунту залежно від продуктивності сидеральних культур / П. І. Трофименко, Д. А. Білан // Агрохімія і ґрунтознавство. – Вип. 81., 2014. – С. 34 – 39.
• Трофименко П. І. Оптимізація сівозмін та впорядкування радіаційно забрудненої ріллі з використанням ГІС-технологій / П. І. Трофименко, Л. К. Тичина, Ю. Б. Шмагала // Землевпорядний вісник. – 2012. – №6. – С. 25 – 29.
• Трофименко П. І. Оптимальне співвідношення природних та господарських угідь Житомирської області у контексті сталого розвитку / П. І. Трофименко, Н. В. Трофименко, І. К. Нестерчук // Часопис картографії: Зб. наук. праць КНУ ім.Тараса Шевченка .– К., 2012.– Вип. 4.  – С. 94 – 101.
• Трофименко П. І. Формування оптимальних розмірів та структури посівних площ сільськогосподарських підприємств як запорука раціонального землекористування / П. І. Трофименко, Н. В. Трофименко, І. К. Нестерчук // Вісник ЖНАЕУ. – 2012. – №2 (29) т. – 2 С. 435 – 445.
• 6. Трофименко П. І. Оптимізація сівозмін та впорядкування радіаційно забрудненої ріллі з використанням ГІС-технологій / П. І. Трофименко, Л. К. Тичина, Ю. Б. Шмагала, Н. В. Трофименко // Землевпорядний вісник. – 2012. – № 6. – С. 25 – 29.
• Трофименко П. І. Картографо-аналітична оцінка небезпеки забруднення рослинницької продукції Cs¹³⁷ / П. І. Трофименко, Н. В. Трофименко // Часопис картографії. Випуск 2 – університет Шевченка. – Київ, 2011. – С.147 – 154.
• Трофименко П. І. Визначення екологічно небезпечних регіонів Чернігівщини із застосуванням ГІС-технологій / П. І. Трофименко // Агрохімія і ґрунтознавство. – 2002 . – Спец. вип. до VI з’їзду УТГА,  кн.3. –  Умань, 2002 . –  С. 146 – 148.
• Трофименко П. І. Особливості антропогенної трансформації заплавних ландшафтів Полісся і Лісостепу України / П. І. Трофименко, Р. С. Трускавецький // Зб. наукових праць Інституту прикладних проблем екології, геофізики та геохімії. –   Київ, 1999. –   С. 205 –  207.