从1929年至1937年,彭家元在中山大学创办的《农声》杂志及《土壤与肥料》上发表了多篇有关土壤微生物的研究论文,如《土壤细菌对于矿物成分之变化》,在国内率先研究了细菌对土壤形成的作用,从而为土壤形成因素中的生物因素提供了重要的证据。继之探讨了土壤微生物在生物小循环中的作用,发表了题为《石灰需要量与土壤细菌功用的关系》的论文。1936年,他在《土壤与肥料》上报道了黑油菌、白霉菌对广东土壤的有效磷的转化结果。其后同陈禹平一起发表了《广东土壤中氮素固氮菌之分离研究》,这是我国研究固氮微生物最早的一批论文之一,对后来的研究者颇有启迪。他引进国外土壤微生物的分离和接种技术,探讨了土壤微生物与土壤肥力及植物营养的三边关系,研究了土壤微生物类群的作用。这些论文都是探讨土壤中的细菌、真菌对氮、磷、钾元素的转化作用,为我国细菌肥料的应用奠定了基础,特别对固氮菌生态条件的研究和固氮菌分类很有参考价值,为国内初创。与此同时,彭家元与陈禹平还根据好热性纤维分解菌的功能,研究了我国农村有机肥的堆制发酵方法,成功地富集培养了高温纤维分解菌,定名为“元平菌”,发表了《元平式速成堆肥》一文,为我国农村积肥造肥、开辟肥源提出了行之有效的措施,是我国40年代在农业中推广的新技术之一,为发展农业生产作出了贡献。直至50年代中期,他还陆续发表了《关于高温堆肥的我见》等论文。
彭家元在广东中山大学工作期间,担任土壤、肥料等课程的教学任务,同时主持中山大学农学院农林化学系系务,并领导该系的科学研究工作,担任土壤肥料第二研究室及土壤微生物研究室负责人,承担了18个研究项目,均有论文发表,在教学、科学研究、著述及培养人才方面均作出了开拓性的贡献。