Вопрос об организации института экспериментальной агрономии впервые был поставлен академиком А. С. Фаминцыным еще на одном из первых съездов по опытному делу в 1901 году, когда обсуждалось направление сельскохозяйственной научно-исследовательской деятельности в России. Тогда этот вопрос не нашел особого сочувствия у опытников и организация исследовательской работы по сельскому хозяйству пошла по другому направлению.
В то время немногочисленные научные работники сельского хозяйства — опытники — очень интересовались удачной организацией сельскохозяйственных опытных станций в Соединенных Штатах Америки. Эти станции дали блестящие результаты своей деятельности.
В 1908 году в Екатеринославе (ныне Днепропетровск) была опубликована книга И. Б. Розена «Сельскохозяйственные опытные станции Соединенных Штатов Северной Америки».
На совещании представителей агрономической науки и опытных, учреждений, созванном Ученым комитетом Главного управления землеустройства и земледелия еще до революции (14—30 ноября 1908 года), было определено основное направление в организации опытного дела и принят принцип порайонного изучения (по природным областям — зонам) сельского хозяйства России.
Затем родилась идея об учреждении областных опытных станций (в каждой природной зоне), которые практически стали бы местными институтами экспериментальной агрономии, организованными в типичных районных условиях, и работали бы с реальными местными природными факторами. Как известно, эти факторы отличаются исключительным разнообразием, особенно если принять во внимание огромную территорию России. Одному центральному институту с этим было бы крайне трудно справиться.
При Советской власти вопрос об организации центрального института встал на совещании представителей опытного дела и губернских агрономических организаций, созванном Народным комиссариатом земледелия (Наркомземом) РСФСР в Москве в ноябре 1918 года. Этот вопрос вызвал большие споры среди участников со-, вещания. Большинство руководящих и авторитетных в то время работников опытного дела (Е. Ф. Лискун, А. И. Стебут, А. П. Левицкий, Н. М. Тулайков и А. Г. Дояренко) высказались против организации такого института.
Вскоре после этого были разработаны и окончательно приняты сельскохозяйственные области с расположением в них сети опытных учреждений. К началу организации (1923 год) Наркомземом РСФСР Государственного института опытной агрономии опытники уже «укрепили принцип областничества, который стал краеугольным камнем для нормального строительства опытного дела».
Областные сельскохозяйственные опытные станции, организованные за 6—8 лет до Великой Октябрьской социалистической революции, да и те, которые были учреждены при Советской власти, еще не превратились в развитые областные институты опытной агрономии. Сложнейшая обстановка во время первой мировой войны и последовавшей за ней революции и гражданской войны не способствовала этому. Однако областные опытные станции уже имели немалый опыт исследования сельского хозяйства своей природной зоны, знали местные требования и были обеспечены земельными участками, где проводились опыты. Для работы на станциях привлекались хорошо подготовленные научные кадры.
При этих условиях Наркомзем РСФСР решил свой консультативный орган — научные отделы (лаборатории) бывшего ученого комитета дореволюционного Министерства земледелия и государственных имуществ — реорганизовать в Государственный (центральный) институт опытной агрономии (ГИОА), возложив на него научное и методическое руководство сетью сельскохозяйственных областных опытных станций РСФСР.
В это время (1923 год) Н. И. Вавилов был избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, и его решили избрать также директором Государственного института опытной агрономии НКЗ РСФСР.
Быть директором такого института было не легко. Несмотря на то, что за годы Советской власти все отделы бывшего ученого комитета расширили свои научные исследования, но, за исключением Бюро по прикладной ботанике и селекции, не имели своей хорошо оборудованной экспериментальной базы. Больше того, на институт было возложено методологическое руководство областными сельскохозяйственными опытными станциями, в то время как в институте не было даже в зачатке отдела земледелия. Он начал организовываться в 1927/28 году.
Отделы, бывшего ученого комитета (а после реорганизации — Института опытной агрономии) возглавляли крупные специалисты того времени, обогатившие русскую науку ценными исследованиями не только теоретического, но и практического значения. Однако эти исследования велись в отраслевом направлении и не были увязаны в один общий план комплексного изучения сельского хозяйства, что отвечало бы требованиям того времени. Как консультативный орган институт удовлетворял этому назначению, а как руководящий методологический центр сельскохозяйственной науки в РСФСР он, конечно, не мог удовлетворить не только Н. И. Вавилова, но и многих других.
Николай Иванович хорошо знал положение опытного дела в областях: там работали ученые, знающие не только сельское хозяйство и природные условия своих областей, но значительно больше искушенные в методике постановки и проведения полевых опытов, чем крупные ученые института. К тому же Н. И. Вавилов был сторонником порайонного изучения сельского хозяйства.
Ему пришлось потратить немало драгоценного времени и сил, чтобы установить приемлемое направление работы ГИОА. Он доказывал, что пребывание института в том состоянии, в каком он его принял, может довести работу лабораторий и отделов Института до «ползучего эмпиризма».
Только благодаря исключительной настойчивости, авторитету и умению убеждать Н. И. Вавилову удалось сохранить весь научный персонал и добиться разрешения для всех отделов и лабораторий Института вести исследования по определенной тематике (правда, она финансировалась только в масштабе РСФСР).
В дальнейшем при организации Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина (ВАСХНИЛ, 1929) эти лаборатории и отделы послужили основными базами для создания отраслевых институтов всесоюзного значения.
При этом особую роль играло Бюро по прикладной ботанике и селекции, которое также вошло в состав ГИОА в виде отдела, за которым сохранялось прежнее название и направление работы. Ею продолжал непосредственно руководить Н. И. Вавилов, здесь же он проводил свои научные исследования.
Бюро с включением его в состав Государственного института опытной агрономии получило новое помещение. Из тесных комнат на Васильевском острове оно переехало на улицу Герцена, в дом 44, где до революции помещалась канцелярия министра земледелия.
Это помещение было переоборудовано и очень скоро превратилось в хранилище замечательных коллекций. В кабинетах ботаников на столах появились книги, гербарии, коллекции семян различных культурных растений, на стенах — карты. Здесь закипела большая плодотворная работа. Ко времени реорганизации бюро уже проводило свои работы во всесоюзном масштабе. Его отделения и опытные участки находились не только на территории РСФСР, но и других союзных республик. Именно в 1923 году Н. И. Вавилов заложил свои замечательные опыты по изучению географической изменчивости культурных растений на 25 пунктах (затем их стало 115), которые находились в различных природных зонах Советского Союза.
Первые результаты этих опытов ученый доложил на Международном конгрессе экспертов по сельскому хозяйству в Риме в 1927 году. Изучение растений в различных географических точках с разными природными условиями выявило ряд закономерностей изменчивости их морфологических и физиологических признаков, что помогало решать вопросы географии возделывания многих культурных растений.
Географические опыты Н. И. Вавилова с большим числом различных растений вполне подтвердили открытия американских ученых Гарнера и Алларда об отношении растений к свету (деление растений на две группы: короткого и длинного дня) и позволили Николаю Ивановичу практически подойти к осеверению земледелия, к подбору растений для этого, а его сотрудникам — к разработке техники выращивания многих сельскохозяйственных растений на Крайнем Севере. При этом была также установлена определенная закономерность в изменении химического состава растений. Наконец,, при изучении географической изменчивости у растений определились константные признаки, которые впоследствии были положены в основу классификации внутривидового состава (разнообразия) культурных растений.
Как уже упоминалось, к этому времени у Н. И. Вавилова были разработаны планы и намечены маршруты основных ботанических экспедиций для сбора культурных растений и полезных их диких родичей. Главное здание Бюро по прикладной ботанике и селекции в Ленинграде (современный вид).
И организация ГИОА, финансируемого только из бюджета РСФСР, могла осложнить уже достаточно широко развернутую работу во всех природных зонах Советского Союза, а также проведение задуманных и так ожидаемых экспедиций.
Это, конечно, огорчало и тревожило Николая Ивановича, но он никогда не унывал. Одну из самых важных и требующую значительных средств экспедиций — в Афганистан, куда он лично собирался отправиться, удалось снарядить в основном за счет Сортоводно-семенного управления Сахаротреста; таким образом, одна из важных для него задач была решена.
Затем (не прошло и года после реорганизации Бюро по прикладной ботанике и селекции в соответствующий отдел ГИОА) постановлением ЦИК Союза ССР от 8 августа 1924 года было решено на базе бывшего бюро организовать Всесоюзный институт прикладной ботаники и новых культур (ВИПБ и НК) как первое звено Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В. И. Ленина.
Директором этого института (при сохранении должности директора ГИОА) был назначен Николай Иванович Вавилов. Финансирование нового института было отнесено на союзный бюджет, направление работы в основном осталось прежним при условии расширения и углубления проблем, намеченных к разработке бывшим бюро. За новым институтом закреплялся печатный орган «Труды по прикладной ботанике и селекции».
Этим решались задачи, связанные с работой во всех зонах Советского Союза и возможностью осуществить широкие планы по сбору коллекций культурных растений, — проведение намеченных экспедиций.
Однако не обошлось без споров и волнений. Дело в том, что с организацией нового института в ГИОА по-прежнему оставался отдел, который вел такую же работу, как и вновь открытый институт, и работой этого отдела продолжал руководить Николай Иванович. При этом важно было сохранить кадры и единство направления в работе обоих научных центров.
И здесь Николай Иванович проявил необыкновенную твердость и настойчивость. Он добился, что и отдел ГИОА, и вновь организованный институт начали вести работу по одному плану, по одной и той же программе и методике под его руководством. Научные труды этих двух учреждений он также объединил общей номенклатурой и печатал в одном периодическом органе «Труды по прикладной ботанике и селекции».