Рост сети опытных учреждений вызвал необходимость внести плановое, организующее начало в их деятельность. Эта работа осуществлялась на съездах и совещаниях по сельскохозяйственному опытному делу, проводившихся в 1901, 1902, 1908, 1913 гг. Начало положили первые два съезда, проходившие под руководством И. А. Стебута. В 1908 г. в связи с проектом организации порайонного изучения сельского хозяйства (с разделением территории страны на 7 зон-областей) был принят областной принцип построения сети опытных учреждений.
Для первых двух десятилетий XX в. характерно обособление и успешное развитие основных агрономических дисциплин. В итоге русская наука завоевала передовые позиции в ряде теоретических и прикладных разделов агрономии.
Положение «Земледелие стало тем, что есть, только благодаря развитию агрономической химии и физиологии растений» (К. А. Тимирязев) явилось руководящим в разработке тех разделов научной агрономии, которые впоследствии блестяще развил Д. Н. Прянишников (1865—1948). Его исследования и работы его школы охватили широкий круг вопросов азотного обмена, использования растениями труднорастворимых фосфатов, физико-химических свойств почвы и известкования, применения азотных, фосфорных и калийных удобрений. Прянишников провел и первые в России опыты по химической переработке фосфатных руд. Выдающуюся роль в развитии агрохимии сыграл П. С. Коссович (1862— 1915), работавший над вопросами использования растениями фосфорной кислоты фосфоритов, поступления азота в растение, биологического поглощения азота в почве, клевероутомления, круговорота серы и хлора, применения органических удобрений, а также в области почвоведения. Велики заслуги и К- К. Гедройца (1872— 1932), создавшего учение о почвенном поглощающем комплексе. Большой след в агрохимической науке оставили и работы В. С. Буткевича, И. С. Шулова, М. А. Егорова, С. П. Франкфурта, С. М. Богданова, А. И. Душечкина, А. Н. Лебедянцева. Последний, в частности, показал возможность применения фосфоритной муки в зоне северных черноземов.
С именем В. Р. Вильямса (1863—1939) связано развитие идей В. В. Докучаева, Н. М. Сибирцева, П. А. Костычева в области агропочвоведения, учения о едином почвообразовательном процессе, учения о почвенной структуре, а также работы в области луговедения. В начале XX в. происходит сближение геологических и агрономических дисциплин. В этой связи надо упомянуть работы Комиссии по исследованию фосфоритов, руководимой Я. В. Самойловым (1870—1925)—создателем учения об агрономических рудах. Она провела большие исследования фосфоритных месторождений.
