Работа опытников стала главной для молодой четы. Это была та самая пора, когда академик Николай Иванович Вавилов осуществлял свои идеи интродукции наиболее ценных в хозяйственном отношении растений со всех континентов на территории СССР. Участок в Старых Атагах входил в сеть учреждений, созданных по предложению Вавилова и предназначенных для изучения растений в новых для них условиях. Все работы на участке велись по планам и указаниям неутомимого организатора сельскохозяйственной науки. Вместе со своими сотрудниками и зарубежными коллегами Николай Иванович не раз бывал в Старых Атагах. Академик приметил старания и исполнительность мужа и жены Лукьяненко. Советы и замечания Вавилова немало значили для дальнейшей судьбы Павла Пантелеймоновича.
На Чеченском сортоучастке испытывались тогда почти все сельскохозяйственные культуры, предназначенные для внедрения на Северном Кавказе, в том числе хлопок и рис. Из пшениц предпочтение отдавали тогда яровым сортам. В таких условиях трудно, казалось, за каждодневными хлопотами остановить свой выбор на чем-то одном. Все же Старые Атаги тем не менее научили Лукьяненко многому. Здесь он впервые вплотную столкнулся близко со многими проблемами того времени. Ведь то был начальный период коллективизации, и оба агронома принимают деятельное участие в этом деле. Зимними вечерами, когда полевые работы оказались позади, Павел с Полиной в одной из свободных комнат устраивают занятия. Они обучают неграмотных женщин чтению и письму.
Со временем еще одна из комнат просторного дома превращается в своеобразную сберегательную кассу для местных работниц. Трудились они на сортоучастке и ежемесячно откладывали на полочки, каждая — непременно на свое место, заработанные деньги. У всех была собственная заветная мечта, чаще всего покупка сепаратора или швейной машинки.
Пришло время, к Полине явилась непоседа Фатьма и объявила о намерении купить сепаратор. Взяла свои деньги и отправилась домой.
А наутро прибежала в слезах. Оказывается, все, что предназначалось для покупки, отобрал ее же муж. И в тот же день поздно вечером он привел в дом вторую, молодую, жену, отдав за нее калым — сумму, накопленную Фатьмой.
— Уеду я отсюда, — повторяла она, — поеду к отцу в Баку. Там не буду видеть этого человека.
К сожалению, никакие уговоры не помешали ей уехать.
Был на участке еще один работник. Звали его Муса. К Лукьяненко он относился с большой симпатией и уважением. Привез как-то Павел Пантелеймонович из города своему сыну Гене коробочки с пластилином. Мальчик сидел на полу и лепил. Муса, увидев пластилин, подсел к ребенку и принялся за работу. Из-под его рук выходили такие фигурки зверей, птиц и рыб, что отец с матерью не могли надивиться.
С тех пор Павел Пантелеймонович всякий раз из города привозил пластилин и для Мусы. Никто не учил его, а сколько смекалки, дарования, чувства меры и красоты было в тех небольших фигурках!
Как знать, быть может, в благодарность за хорошее отношение Муса однажды поступил, можно сказать, героически. Для нужд хозяйстве содержалось десятка три прекрасных коней. В один из праздничных дней со стороны Старых Атагов налетело несколько всадников. Они пытались отбить животных и увести их в горы. Надо было видеть, как он смело встал на их пути!
Но жизнь, разумеется, складывалась не только из всяческих приключений. Было одно важное начинание, которое определило на долгие годы вперед характер занятий Павла Пантелеймоновича. Работая на опытных участках, он вплотную сталкивается с таким недугом хлебных растений, каковым оказалась ржавчина, и задумывается над тем, сколь велик и ощутим вред, наносимый ею. Зимними вечерами Павел Пантелеймонович подолгу задумывается об этом, изучает литературу. Он замечает, что местные сорта обычно в значительной степени страдают от такого бича. А вот вывезенные из Канады, к примеру, почти не подвержены этому заболеванию. Лукьяненко делает обширные выписки, обобщает свои наблюдения и цифры. Книги и статьи подтверждают: бороться против ржавчины почти невозможно, применение против нее химии неэффективно, да и слишком дорого обойдется. Советуют создавать новые, не подверженные заболеванию сорта. Но как это сделать, кто даст совет? У него такого опыта нет…
Пока что из своих наблюдений он знал, что местный яровой сорт слабо поддается болезни. Он пробует сеять такой сорт под зиму в надежде превратить его со временем в озимый, невосприимчивый к опасной болезни. Наблюдения Лукьяненко были опубликованы в Грозном в 1930 году. Называлась его статья «Сорта яровых пшениц в озимом посеве».
В октябре 1930 года семья Лукьяненко перебирается в Краснодар.