Считая обработку земли необходимым приемом, Андрей Тимофеевич никогда не противопоставлял ее другим методам воздействия на почву и растения, как это допускали некоторые ученые стран Западной Европы - его современники.

Так, немецкий агроном Кречмар в середине XVIII в. предлагал универсальное средство поддержания плодородия почвы, способное заменить и пар, и удобрение, и чередование культур, - сверхглубокую вспашку. Этот ученый считал, что при таком способе воздействия на землю создается два слоя почвы: верхний - питающий, в котором размещается корневая система растений, извлекающая необходимые им питательные вещества, и нижний - отдыхающий, в который корни не проникают, в нем почва накапливает силу.

Таким образом, по Кречмару, достаточно было ежегодно производить сверхглубокую вспашку, чтобы на одном и том же поле каждый сезон собирать урожай любой культуры.

Немецкий агроном пытался доказать свою теорию на практике. Король Пруссии Фридрих II подарил ему специально для этого опыта земельный участок недалеко от Берлина. Однако с земли, обрабатываемой в соответствии с рекомендациями Кречмара, не было получено хорошего урожая.

На фоне подобных ограниченных идей, пытавшихся успешно решить проблему развития сельского хозяйства с помощью какого-то одного универсального способа, взгляды Болотова выгодно отличались широтой охвата явлений, научной обоснованностью. Кроме того, они были подтверждены практическими результатами.

Семена растений интересовали Болотова как продукт, ради которого человек выращивает ту или иную культуру, и как посевной материал. В первом случае зерно должно было непосредственно удовлетворять потребности человека в пище. Например, семена ржи и пшеницы требовались для получения муки необходимого качества, а льна, хорошего масла. При этом жизнеспособность семян особого значения не имела. К посевному материалу, предъявлялись уже другие требования; в первую очередь были важны не потребительские качества семян, а их будущее потомство. Поэтому семена, обязательно должны были быть живыми.

В своих работах Андрей Тимофеевич подробно рассмотрел все вопросы, связанные с использованием семенного фонда. Во многих статьях он подчеркивал огромную важность применения качественных семян для получения хороших урожаев.

Андрей Тимофеевич писал: «Лучше хлеб (в смысле посевного материала) не сеять, нежели сеять худой и ни к чему годной, и тем отягощать только землю и людей».

Семена, по мнению Болотова, должны были быть хорошо вызревшими, всхожими, крупными, здоровыми, неповрежденными и иметь нормальный цвет. Кроме того, ученый отмечал, что посевной материал необходимо особенно очищать от семян сорняков.

Андрей Тимофеевич в своих работах давал земледельцам также и научно обоснованные рекомендации для практической деятельности. Чтобы семена были хорошо вызревшими, ученый советовал заранее выбрать участки, с которых зерно пойдет на посев, и убирать их в самую благоприятную погоду, без промедления. Следует отметить, что технология уборки хлеба в те времена (жатва серпом, вязка в снопы, укладка в бабки и суслоны) способствовала хорошему вызреванию семян.

Вместе с тем Болотов предупреждал, что своевременная уборка еще не гарантирует хорошую всхожесть семян, которая может быть утрачена за период от уборки до посева в результате неправильного хранения. Основными причинами потери всхожести Андрей Тимофеевич считал хранение семян с повышенной влажностью и неправильную их сушку.

Болотов подчеркивал, что нельзя сушить семена на горячих печах, а тем более внутри их.

Андрей Тимофеевич отмечал, что семена культурных растений имеют различные сроки сохранения всхожести. Ученый понимал, как важно уметь определить всхожесть семян, ведь в противном случае земледельцы или получали изреженные всходы, а следовательно, не добирали урожай (при плохой всхожести), или расходовали напрасно посевной материал и в результате имели загущенные посевы (при хорошей всхожести).

Андрей Тимофеевич не только сам не пользовался семенами, у которых не была определена всхожесть, но и другим рекомендовал в обязательном порядке проводить предварительную проверку семян по этому важному показателю. Это давало ученому возможность правильно устанавливать норму высева семян, а при плохой всхожести заблаговременно производить их замену.

Болотов считал, что чем крупнее семена, тем более мощные растения из них вырастают. Основой для такого вывода послужило ему наблюдение за работой крестьян Тамбовской губернии, которые, прежде чем раскладывать снопы для молотьбы, слегка ударяли колосьями о небольшое бревно; при этом вылетали самые крупные, раньше всех созревшие зерна, их отдельно ссыпали и употребляли на семена. Ученый начал широко пропагандировать этот прием и применять его в своих хозяйствах. Для удобства работы Болотов даже сконструировал специальное приспособление, позволявшее обрабатывать целые снопы. Метод так называемого двойного обмолота с легкой руки Андрея Тимофеевича получил в свое время довольно широкое распространение.

Во времена Болотова широкое распространение имели теории о «перерождении» растений. Иногда этим термином обозначали ухудшение качества хлебов, снижение их урожайности. Но чаще всего под «перерождением» понимали превращение одного вида растений в другой (пшеницы в рожь, овса в овсюг); которое якобы может происходить в природе.

Андрей Тимофеевич в своих работах уделял этому вопросу большое внимание. Как образованный ботаник, он не верил во внезапное превращение одного вида растений в другой, ибо бесчисленные опыты и наблюдения убеждали его в том, что из семян ржи всегда вырастает рожь, а из семян огурца - огурец.

Из-за большой засоренности полей в те времена Болотов придавал огромное значение разработке методов очистки посевного материала от семян сорняков. Он обратил внимание на то, что у одних видов растений семена шаровидные гладкие, легко скатывающиеся с наклонной поверхности, а у других угловатой формы с шероховатой поверхностью, которые могут спокойно лежать на плоскости, находящейся под большим углом. Учитывая это обстоятельство, Андрей Тимофеевич предложил способ разделения семян культурных растений и сорняков, принцип которого позднее был положен в основу простейших зерноочистительных машин - змеек и горок. Сущность метода заключалась в том, что круглые семена (горох, вика), быстро скатываясь с наклонной плоскости, падали далеко от нее, а шероховатые зерна сорняков - оставались на месте.

Болотов применял также метод отделения зерен ржи от семян сорняков с помощью солевого раствора, в котором первые тонули, а вторые всплывали. Меняя концентрацию раствора, можно было применять этот способ для отделения от ржи семян разных видов сорняков.

Андрей Тимофеевич впервые в истории сельскохозяйственной науки провел определение структуры урожая. Для этого им был поставлен следующий опыт. Ученый взял определенное число семян озимой ржи и высеял их ровно на одну десятину средней по качеству земли. После созревания колосьев урожай был убран. Произведя необходимые расчеты, Андрей Тимофеевич определил, что взошло и дало растения только около половины посеянных зерен.

Размышляя о том, почему половина зерен не дала растений, Болотов пришел к выводу, что на всхожесть семян повлияла глубина их высева.

После завершения эксперимента Болотов пришел к выводу, что при более мелкой заделке семена всходят лучше, чем при глубокой (в те времена семена заделывались сохой, и поэтому выражение «мелкий посев», употреблявшееся Болотовым, в современном понимании означает нормальную глубину - 3-5 см), а озерненность колосьев повышается. Он отмечал также, что кустистость растений при глубокой заделке значительно уменьшается.

Основываясь на результатах своих исследований, Болотов не только подверг критике практику глубокой заделки семян сохой, но и разработал новую технологию посева. После деляночных опытов, где посев проводился вручную, Андрей Тимофеевич поставил эксперимент в поле. Участок размером полдесятины он разделил на две части. На одной из них была посеяна рожь по старой технологии: на поле высеяли семена и заделали их пахотой. На другой - посев произвели по новой технологии: участок вспахали, засеяли рожью, а затем заборонили одну половину его тыльной стороной бороны, а вторую - зубьями.