К этому же периоду относится организация специальных опытных учреждений: по хлопководству в Средней Азии, по виноградарству и виноделию в Одессе. (В. Е. Таиров), по льноводству в северных губерниях, по чайному делу и табаководству в Закавказье, по болотному земледелию в Минске.
Интересам сельскохозяйственного машиноведения служили работы Ростово-Нахичеванской (1909) и Омской (1911) машиноиспытательных станций и специальные отделы Аджамской, Безенчукской станций, Киевского политехнического института. Вопросы защиты растений изучались первой микологической лабораторией при Кавказском филлоксерном комитете, бюро по микологии и фитопатологии (А. А. Ячевский), специальными отделами при Главном Ботаническом саде и крупных опытных станциях. В 90-е годы были созданы агробактериологические лаборатории в Петербурге (1891) и Москве (1894), сельскохозяйственная химическая лаборатория в Петербурге (1897), где вели свои исследования П. С. Коссович, а затем К. К. Гедройц. В южных районах работали сети опытных полей — Винницкая, Подольская, Киевская. В изучении культуры сахарной свеклы и вопросов удобрения особенно большую роль играла сеть опытных нолей Всероссийского общества сахарозаводчиков, руководимая с 1901 г. С. Л. Франкфуртом, А. И. Душечкиным и др.
Число опытных сельскохозяйственных учреждений быстро увеличивалось. Если в 1902 г. в России имелось 60 таких учреждений, то к 1910 г. их количество возросло до 110. Почти все они проводили полевые опыты, 24 — вели вегетационные опыты, 80 — занимались метеорологическими наблюдениями, 21—проводили естественноисторическое изучение районов. Испытанием машин занимались 34 опытных учреждения, селекцией—10. Коллективные опыты проводило 21 учреждение. Общее число опытных станций и полей в России к 1913 г. достигло 264.
Соединение высшей школы и опытных станций, являющееся, по словам И. А. Стебута, «одним из условий успеха сельскохозяйственного образования», осуществилось в 1912 г. Тогда в составе Московского сельскохозяйственного института стала работать организованная еще в 1903 г. первая в России селекционная станция (Д. Л. Рудзинский), было заново реорганизовано опытное поле, работавшее по широкой программе полевых и лабораторных исследований (А. Г. Дояренко), начали работать станции по испытанию машин (В. П. Горячкин), льняная (И. С. Шулов), фитопатологическая (С. И. Ростовцев) .
В начале XX в. широкое развитие получили «коллективные опыты» в крестьянских хозяйствах. Их целью являлось испытание простейших приемов агротехники, главным образом удобрения, а также проверка в различных условиях районов результатов работ стационарных опытных учреждений. Такого рода опыты были начаты Пермским земством еще в 1892 г., а в 1905—1908 гг. они начались в Московской, Екатеринославской, Владимирской губерниях. В последующие годы они получили значительное развитие также в Киевской, Черниговской, Нижегородской, Вятской, Смоленской и других губерниях. В 1908—1913 гг. коллективные опыты проводились более чем в 40 губерниях.
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.