Это событие вызвало обсуждение в Совете Академии общего положения кафедры земледелия. Совет настоял на том, чтобы именно за этой кафедрой были закреплены две стипендии высшего оклада. Так назывались стипендии, учрежденные для лучших выпускников Академии, оставлявшихся для подготовки к профессорскому званию.

И первым кандидатом на эту стипендию был назван выпускник Академии Василий Вильямс. Его кандидатуру поддержали и Тимирязев и Густавсон. 2 мая 1888 года Совет единогласно принял решение о назначении Вильямсу стипендии высшего оклада, в 700 рублей в год, на двухлетний срок.

Однако министерству потребовалось почти восемь месяцев, чтобы утвердить это решение, и только 23 декабря 1888 года оно сообщило в Академию о своем согласии.

Лишь после этого материальное положение Вильямса несколько укрепилось и вместе с тем окончательно определился его дальнейший путь: он смог посвятить себя целиком научной деятельности.

Работа над анализом мамадышских почв пробудила у Вильямса особый интерес к почвоведению. Его влекло решение самого важного, по его мнению, вопроса: чем вызвано плодородие той или иной почвы, что влияет на это плодородие?

Но он ясно видел, что, прежде чем подойти к решению этой важнейшей задачи, надо создать новые, более совершенные способы всестороннего анализа механического и химического состава почв. Еще работая над мамадышскими почвами, Вильямс понял все несовершенство существующих способов определения их физических и химических свойств. Он уже тогда предполагал, что между этими свойствами и плодородием почвы существует какая-то закономерная связь, но как он ни старался определить эту закономерность, она всякий раз ускользала. Вильямс упрямо повторял свои анализы, сопоставлял полученные им результаты с цифрами урожаев, выращенных на исследуемых им почвах, но, как он сам говорил, «связь между двумя группами явлений, которая в теории была до очевидности ясна, неизменно оказывалась все такой же неуловимой».

Чтобы иметь возможность уловить эту связь, Вильямс решил перестроить всю методику исследовательской работы. В первую очередь необходимо было разработать надежный способ определения механического состава почв; это было первым шагом на долгом пути к намеченной цели — раскрыть тайны плодородия почв, понять законы, им управляющие.

И Вильямс приступил к разработке нового, более совершенного способа механического анализа почв.

Прежде всего он взялся за переоборудование лаборатории. Лаборатория Фадеева, находившаяся в подвальном этаже кафедры земледелия, была очень тесной и плохо оснащенной. Вильямс вспомнил свои школьные годы, лабораторию в училище Мазинга и снова принялся за давно знакомые дела. Работал он с увлечением. Он устроил большой перегонный куб для получения дистиллированной воды — до этого нехватка ее не позволяла отмучивать большого числа почвенных образцов.

Чтобы облегчить и ускорить проведение анализов, Вильямс начал конструировать и изготовлять разные приспособления, — это было его любимым занятием. Его пытливый ум никогда не мирился с шаблонными, давно известными приемами работы, он неизменно стремился к усовершенствованиям. Посетителей его лаборатории всегда поражало обилие оригинальных инструментов и приборов, изготовлявшихся Вильямсом. Тут были специальные держалки для колб, и резиновые зажимы, и старательно выточенные из дерева мешалки особой формы для отмучивания.

Механический анализ почв отнимал у Вильямса очень много времени. Самым кропотливым делом было выделение ила, мельчайших частиц почвы. Для того чтобы его выделить, нужно было в течение двенадцати часов непрерывно кипятить в фарфоровых чашах взмученную в воде почву. Затем, слив с помощью особого сифона воду с осадка, надо было наполнить чашу новой порцией воды и опять кипятить в течение двенадцати часов. Эта операция повторялась четыре раза.

Зиму и весну 1889 года Вильямс потратил на усовершенствование того метода механического анализа, который был разработан Фадеевым. Вильямс не мог отдавать этой работе слишком много времени, так как он нес ассистентские обязанности и помогал студентам в их лабораторных занятиях.

Только теперь он смог расстаться, наконец, со своим углом в избе на Петровских выселках. Вильямс снял себе комнату в Москве, в районе Подвесков. Отсюда было теперь легко добираться до Академии. В 1886 году здесь проложили узкоколейную ветку, и по ней начал курсировать несколько раз в день допотопный паровозик с неуклюжими вагончиками — знаменитый петровский паровичок. Этот паровичок позволил студентам, жившим в городе, быстрее добираться до Академии и положил конец прежней оторванности Академии от города.

Вильямс тоже воспользовался появлением паровичка и выбрал себе такой район, откуда и до Академии было не так далеко и до семьи было нетрудно добраться.

Его все возраставшая любовь к музыке смогла найти в эту зиму полное удовлетворение, — вместе со своей сестрой Соней он не пропускал ни одного симфонического концерта.

Переезд на новую квартиру имел и еще одно важное последствие для Вильямса: здесь он познакомился с молодой девушкой, Марией Александровной Луговской, ставшей спустя два года его женой.

Весной 1889 года Совет Академии решил направить Вильямса и второго вновь утвержденного стипендиата высшего оклада П. Р. Слезкина в экскурсию по России для ознакомления с природными и хозяйственными особенностями ряда районов. Это была первая большая поездка Вильямса по родной стране.

Прежде всего он задумал расширить свое знакомство с северной нечерноземной полосой, с местностями, лежащими у истоков великих русских рек — Волги и Днепра.

Из Москвы Вильямс добирается по железной дороге до верховий Волги и приступает к подробному осмотру прилегающей местности. Он впервые знакомится с большими болотами и озерами, лежащими у истоков великой реки, бродит по дремучим лесам, стоявшим еще на многих тысячах десятин нетронутыми. Очень поразило Вильямса своим варварским характером существовавшее здесь в то время лядинное хозяйство, то-есть выжигание леса на корню и разработка получившейся гари под пашню. Когда земля истощалась, — а это обычно происходило довольно скоро, — ее снова забрасывали, и она постепенно зарастала лесом.

Земледелие в этих местах носило очень примитивный характер. Бедные деревушки разделялись огромными, часто непроходимыми болотами, об освоении которых никто еще и не думал. Особенно заинтересовало здесь Вильямса льноводство. В разведении и обработке льна, а также в его технической переработке и выделке льняных тканей местные крестьяне еще издавна достигли редкого мастерства.

От верховий Волги, через заболоченные невысокие водоразделы, Вильямс перебрался в Днепровский бассейн; Днепр был им осмотрен в этот раз от верховий до Киева, а по пути в Дорогобужском уезде Смоленской губернии Вильямс имел возможность побывать у Энгельгардта в Батищеве.

Видный химик и редактор первого русского «Химического журнала», Александр Николаевич Энгельгардт (1832–1893), учитель П. А. Костычева и друг В. В. Докучаева, был крупнейшим авторитетом в области многих вопросов агрономии, особенно удобрения дерново-подзолистых почв. В 1870 году Энгельгардт как «неблагонадежный» был выслан в свое небольшое имение Батищево Смоленской губернии, где он, придерживаясь народнических взглядов, пробовал создать хозяйство, одинаково выгодное и предпринимателю и крестьянам.

В прогрессивном журнале того времени — в «Отечественных записках», издававшихся Н. А. Некрасовым и M. E. Салтыковым-Щедриным, Энгельгардт опубликовал ряд очерков о жизни пореформенной русской деревни под общим названием «Письма из деревни», которые получили положительную оценку В. И. Ленина. Рядом работ А. Н. Энгельгардта пользовался К. Маркс, знакомясь с экономикой России.