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.
Высеяно было (из расчета на десятину) на первом участке 12 четвериков (старинная мера так называемых «сыпучих тел», равная 26,2 литра), на втором - 8, на третьем - 6. Урожай был собран и обмолочен отдельно. На первом участке он оказался равным 62 четверикам, на втором - 64, на третьем - 72.