Нужно пыхом запустить им же сформированную команду. Команда имеет вид:

DISPLAY=:1 /some/programm --some="params"

Через консоль исполняется на ура, а через пых не хочет. shell_exec() возвращает NULL, exec() пустую строку.
Чую, что где-то туплю, но где именно никак не приходит прозрение.

Safe mode отключен?
Путь к программе абсолютный прописываешь?

safe_mode off
Путь абсолютный. Другие комманды исполняются, как и доступные программы. Подозреваю проблему с указанием display=:1...

Поймал ошибку. Не знаю в чём дело, но добавление к команде " 2>&1" вывело информацию с ошибкой. Т.е. получилось

var_dump(shell_exec($str." 2>&1"));

Проблема поиска ошибки решена, всем спасибо :)