Не получилось с организацией большой научной станции — что же делать? Надо добиваться другого. И Вильямс обращается в департамент земледелия с предложением организовать при его кафедре испытание семян, сена, удобрений, почв по заказам производств. Летом 1896 года он пишет в департамент земледелия: «Исследование русских семян представляет особенный интерес… точное исследование их может привести к важным практическим результатам». Здесь же Вильямс указывал на большую важность организации систематического изучения образцов отечественного сена, а также практической оценки и испытания качеств удобрений, агрономических руд, почв.

В конце 1896 года от департамента земледелия было получено разрешение «в виде опыта производить по частным заказам анализы семян, почв и удобрений».

Так, по почину Вильямса при кафедре общего земледелия была создана «Испытательная станция семян, почв и удобрений».

Штат на станции был установлен небольшой — всего два человека, но уже очень быстро тут создалось солидное научное учреждение. К 1902 году на станции имелась коллекция из 1 230 видов различных сорных семян, «собранных, — как отмечал Вильямс, — заведующим станцией и проверенных культурою на специальных участках опытного поля». Это значит, что за шесть лет неутомимый заведующий станцией не только собрал более тысячи видов сорных растений, но и сумел высеять и вырастить все эти виды на опытном поле в целях проверки, — а не ошибся ли он при первоначальном определении этих растений? Это был большой и нелегкий труд.

Обязательное испытание семян перед их высевом начинает с этого времени медленно, но верно внедряться в русское сельское хозяйство.

На станции была создана коллекция «русских культурных растений», в которой насчитывалось только образцов пшениц более двухсот. Богатая коллекция крестьянских хлебов, имевшаяся на станции, была единственной в России.

Благодаря неутомимой энергии ее руководителя испытательная станция была оснащена приборами, приспособлениями для механического анализа и изучения физических свойств почвы. По словам Вильямса, здесь могли быть «произведены определения всех физических свойств почвы, в том числе массовые определения прочности строения почвы», а также самые различные химические анализы почв, удобрений, воды и кормовых веществ.

«Но главной деятельностью станции, — отмечал Вильямс, — является определение достоинства семян как посевного, кормового или технического материала». Для этой цели станция была оборудована настолько полно и хорошо, что ее работники за 5 рабочих часов могли, например, провести 9 определений кормовых достоинств овса; определялась здесь также очень точно и быстро всхожесть семян, их засоренность, мучнистость.

В первые годы к помощи станции обращались сравнительно мало, но в 1902 году станция имела уже 62 частных заказа, главным образом от земских учреждений Московской губернии. Больше всего заказчиков интересовали кормовые достоинства овса, а также определение качества семян красного клевера, тимофеевки, люцерны, овса, сахарной свеклы.

В 1898 году Докучаев, настаивая на необходимости создания своей русской агрономии, между прочим, указывал: «…безусловно необходимо выработать своисельскохозяйственные нормы; следует иметь анализы своих вод, своих земель, своих плодов, русского масла, русского молока и сыра».

Испытательная станция, руководимая Вильямсом, и была одним из первых учреждений в России, выполнявших эту задачу.

Вильямс явился участником еще одной практической работы, имевшей огромное значение для городского хозяйства Москвы, — он был одним из организаторов Люблинских полей орошения, первых под Москвой. Создание полей орошения, с одной стороны, улучшало санитарное состояние города, ибо почва полей дезинфицировала и обезвреживала городские нечистоты, а с другой — позволяло рационально использовать сточные воды для орошения лугов и плантаций различных сельскохозяйственных растений, главным образом овощей.

Опыты по созданию небольших полей орошения велись в Петровке еще издавна, их начал Фадеев, а затем продолжал Вильямс.

Применение орошения в подмосковном луговодстве оказалось выгодным делом, и Вильямс, обобщая результаты многолетних опытов, писал в 1897 году: «…орошаемый луг дает в год не один укос, а целых пять, как показал опыт в Петровской Академии, а ныне в М. С. И., в продолжение более 10 лет. Из этих укосов два первых могут быть свободно высушены в прекрасное сено и дадут в среднем: первый до 200 пудов сена, второй до 150 пудов сена; остальные укосы благодаря условиям погоды, в которую они убираются, лишь изредка могут быть высушены, а потому дают обильный зеленый корм… Еще надо прибавить, что эти укосы не зависят совершенно от погоды; какая бы ни стояла засуха, она на них не повлияет».

В конце девяностых годов Вильямс был уже хорошо известен как крупный знаток орошения земель в условиях Подмосковья, еще шире его знали как почвоведа — специалиста по почвам дерново-подзолистой полосы.

Неудивительно, что Московская городская управа обратилась за помощью именно к Вильямсу, когда наметилась организация первых полей орошения под Москвой. Вот как сам Вильямс вспоминал о начале этой работы:

«Ввиду предстоящего устройства полей орошения для г. Москвы и вследствие новизны этого дела для России, городская управа весной 1897 г. предложила нам, инженерам Н. М. Левачеву, М. И. Биману и профессору сельскохозяйственного института В. Р. Вильямсу, осмотреть устройство и эксплоатацию полей орошения в некоторых городах Западной Европы.

Для исполнения вышеуказанного поручения нами были намечены, по литературным данным, города Западной Европы, в которых поля орошения по характеру своему в каком-либо отношении подходили к условиям, имеющимся при устройстве полей орошения в Москве».

Вильямс и его спутники посещают крупнейшие города Германии, Франции и Англии; они знакомятся с организацией полей орошения, с методами использования и очистки сточных вод. Попутно Вильямс изучает почвенный покров окрестностей всех посещенных им городов; он понимал, что организация полей орошения должна находиться в самой тесной зависимости от характера почвы — ее механического состава, содержания в ней органического вещества, глубины залегания грунтовых вод. Вильямс оценивал на практике различные методы применения дренажа для искусственного понижения уровня грунтовых вод.