Niederlein wanderte 1878 von Deutschland nach Argentinien aus, war dort zunächst an der Universität Córdoba bei Georg Hans Emmo Wolfgang Hieronymus und sammelte Pflanzen teilweise im Auftrag des Landwirtschaftsministeriums. Er nahm 1879 an der sogenannten Wüstenkampagne nach Patagonien von General Julio Argentino Roca teil, die der Kolonialisierung dieses Teils Argentiniens diente und die eingeborene Bevölkerung teilweise auslöschte. Dort sammelte er Pflanzen und katalogisierte diese (ein weiterer Teilnehmer der sich mit Botanik befasste war Eduardo Ladislao Holmberg). Ergebnisse wurden auf der Weltausstellung in Paris (1889) präsentiert. 1880 bis 1882 war er zu weiteren Studien an der Universität Berlin und der Landwirtschaftshochschule.