По приезде в Саратов Н. И. Вавилов сразу же занялся организацией Саратовского отделения Бюро по прикладной ботанике и селекции. В областях Юго-Востока в то время уже существовало достаточно большое число сельскохозяйственных опытных станций, полей и участков.
Две старые областные станции — Саратовская и Безенчукская — имели разветвленную сеть районных опытных полей. Все научные учреждения были относительно хорошо укомплектованы агрономическим персоналом и удовлетворительно оборудованы, имели хорошие помещения, инвентарь и земельные площади больших размеров, чем опытные станции в центральной России.
На областных опытных станциях работали крупные специалисты сельского хозяйства того времени; почти на всех опытных станциях занимались селекцией различных сельскохозяйственных культур. Первоначально работу Саратовского отделения Бюро по прикладной ботанике и селекции Н. И. Вавилов связал с работой этих опытных учреждений. С присущей ему общительностью он быстро познакомился с агрономами и научным персоналом опытных учреждений и начал налаживать с их помощью исследования по программе, разработанной Бюро по прикладной ботанике и селекции.
Например, на Саратовской областной сельскохозяйственной опытной станции по тематике Н. И. Вавилова работали Н. Г. Мейстер и В. С. Богдан; классификацией масличного подсолнечника занималась Е. М. Плачек и др.
Живая связь с местными опытными учреждениями помогла Н. И. Вавилову ориентироваться в сельском хозяйстве огромного и интересного края. Он как селекционер и ботаник больше уделял внимания самому растению, составу полевой флоры и сортам. Меньше интересовался вопросами земледелия (агротехникой), но в этом отношении было уже много сделано опытными станциями края.
Н. И. Вавилов поставил перед собой задачу разрешить вопросы выбора растений и сортов, пригодных для рентабельного возделывания в крае; смены одних культур другими; замены старых сортов новыми. Для этого надо было изучить 20 растений, которые тогда числились, по данным государственной статистики, в полевой флоре Юго-Востока.
Ни один край в Советском Союзе не был тогда так тщательно изучен, как Юго-Восточный. В тяжелых и сложных условиях разрухи первых революционных лет и гражданской войны Н. И. Вавилов и его сотрудники побывали во всех уголках Юго-Востока и собрали исключительно большой и интересный материал, который подвергся тщательному изучению. Были установлены и площади посева, и географическое распространение культур и их сортов, и урожайность, и отношение к заболеваниям, и особенности химического состава главнейших культур этого края, а для пшениц определены даже мукомольные и хлебопекарные качества.
В результате этой большой работы Н. И. Вавилов составил очерк «Полевые культуры Юго-Востока» и любовно посвятил его «настоящей и будущей агрономии. Юго-Востока». В этом очерке многие вопросы разрешены с предельной для того времени ясностью. Правда, тяжелый 1921 год, когда обезлюдел богатый край, внес значительные изменения в полеводство Юго-Востока, что отмечает в предисловии и сам автор. Тем не менее сведения о ботаническом составе культурной флоры этого края, об отношении ее к заболеваниям и о поведении форм и рас всех видов различных сельскохозяйственных растений (хотя и возделываемых до 1921 года) в течение трех лет при разных, но определенных условиях представляют интерес и в настоящее время.
В основу очерка о полевых культурах Юго-Востока Н. И. Вавилов положил, кроме анализа литературных данных, результаты трехлетних наблюдений над многочисленными сортами, собранными и полученными из разных стран и в пределах края и высеваемыми на опытном участке при кафедре земледелия Саратовского университета. Кроме того, учитывались и результаты непосредственных наблюдений над культурами автора очерка и его сотрудников при поездках в эти годы по Саратовской, Самарской (Куйбышевской), Симбирской (Ульяновской), Царицынской (Волгоградской) и Астраханской областям.