И сердце, и разум молодых людей наполнялись духом борьбы и революции, науку они рассматривали как поле битвы за истину, поэтому попытка отца Ивана Ильича сделать Николая коммерсантом отклика в душе сына не нашла. Николай поступил в Петровку — Петровскую сельскохозяйственную академию, которую, правда, к тому времени переименовали в Московский сельскохозяйственный институт (МСХИ).
Но и здесь «поиск себя» продолжался у молодого исследователя еще несколько лет: на первом курсе, как он говорил, его больше всего увлекали «философия бытия», постижение сущности жизни как природного явления, гармония ее разнообразных форм. Этот интерес постепенно перерастал в настойчивое желание глубже проникнуть в суть явлений жизни: в ее зарождение и развитие, «механизм» передачи наследственности от поколения к поколению и ее изменчивости, наследование тех или иных свойств и признаков — то есть изучить все то, что с легкой руки английского биолога У. Бэтсона стали называть генетикой.
Преподавание в МСХИ велось по так называемой предметной системе: студенты могли сами выбирать порядок прохождения курсов лекций и практических занятий, поэтому Вавилов, чувствуя себя неплохо подготовленным по ботанике и химии, уже на первом курсе слушал лекции для студентов 2-3-го курсов профессора Н. Н. Худякова по физиологии растений, а также лекции профессора В. Р. Вильямса по общему земледелию и почвоведению. По физиологии растений Николай быстро и успешно сдал свой первый экзамен. Самому Худякову.
«Не занимаясь особенно студентом, — как отмечал впоследствии Вавилов, — он влек к себе своим талантом, широкой душой, открытым сердцем и свободомыслием… Даже среди всего ареопага имен, каждое из которых вспоминается с признательностью… Н. Н. Худяков выделяется как исключительно блестящий оригинальный лектор. В лекциях его особенно памятен исторический подход к проблемам, к выработке обобщений…»
Занятия по бактериологии, проводившиеся его ассистентом А. В. Генерозовым, тоже «были поставлены превосходно. Пройдя самостоятельно с десяток занятий, мы выходили маленькими бактериологами… То была пора кружков любителей естествознания, общественной агрономии, дополнявших и без того прекрасную школу. Студент ловил идеи у профессуры и сам быстро превращался в исследователя. От профессора не требовалось натаскивания студента. Единственное условие, правда беспощадное, к которому был чувствителен студент, — требование, чтобы профессор был на уровне мировой науки».
Способность заниматься много и увлеченно, нисколько не уставая, не снижая темпов и не теряя времени впустую, отличала Николая Вавилова с самого начала занятий в МСХИ и выделяла среди всех. Это стремление к познанию, помноженное на прекрасную память и целеустремленность, позволяло ему накапливать знания весьма интенсивно и в разных сферах естествознания. Он активно занимался на разных кафедрах, в различных лабораториях, берясь охотно за темы, весьма далекие одна от другой. И везде добивался интересных, значимых для развития науки результатов.
Так, в лаборатории питания растений у Дмитрия Николаевича Прянишникова уже можно было к тому времени в деталях ознакомиться с проведением вегетационных опытов на самом современном агрохимическом уровне — и Вавилов и не замедлил это сделать. На кафедре ботаники у профессора С. И. Ростовцева он увлекся изучением паразитических грибов, а затем и вообще возбудителей болезней различных сельскохозяйственных культур, а также их вредителей. И тут сделал разительные для себя открытия.
Однажды профессор Н. М. Кулагин, заведовавший кафедрой зоологии, видя особый интерес к науке и проведению исследований, глубокие знания, энергию и дотошность Вавилова, попросил его обследовать посевы ржи в Подмосковье и выяснить, почему они стали так сильно страдать от повреждений слизнями.
— Хорошо было бы предложить и меры против них, — добавил профессор.
Так началось первое «научное путешествие» Вавилова. Оно сразу стало своеобразным масштабным исследованием. Осмотрев, буквально исползав ржаные подмосковные поля и огороды, обследовав их в разное время суток, студент установил режим жизни голых слизней в Подмосковье и причины, приводящие улиток к усиленному размножению и повышению активности, наметил и меры борьбы с ними. Изложил свои наблюдения и выводы в работе «Голые слизни (улитки), повреждающие поля и огороды в Московской губернии», которую ему потом зачли как дипломную. Губернская земская управа даже выпустила ее отдельным изданием с рисунками и картами, а Политехнический музей удостоил ее премии имени А. П. Богданова.
