Ученик Аристотеля Теофраст еще в IV веке до нашей эры делает попытку систематизировать и сопоставить эти рецепты. Не пошли дальше этого и древнеримские- агрономические писатели — Катон, Варрон, Колумелла, Плиний, Вергилий.
«Падение Римской империи, — отмечал Вильямс, — увлекая все силу, все стремления, все страсти народов в одном «направлении, положило предел даже и таким скудным попыткам к научному сопоставлению земледельческих знаний, и такое безотрадное состояние полного застоя в земледельческой науке продолжается вплоть до начала X века».
В эпоху Возрождения интерес к обобщению земледельческих знаний возникает вновь. Здесь Вильямс особо высоко отмечал заслуги Бернара Палисси, который еще в XVI веке высказанной им теорией соляного питания растений далеко опережает свое время. Но это была лишь гениальная догадка, не обоснованная фактами и не оказавшая никакого влияния на земледельческую практику.
В XVII и XVIII веках в науке господствуют совершенно фантастические гипотезы о питании растений, не могущие положительно повлиять на земледелие. Вильямс ярко описывал этот «фантастический» период в истории земледелия:
«Под влиянием результатов пропашной рядовой культуры Иетро Тул, впервые применивший ее в Англии в начале XVIII века и пораженный блестящими результатами междурядной обработки на тяжелой почве Англии, измышляет теорию земляного питания растений, по которой почва тем легче поглощается растением и тем легче переваривается им, чем лучше она измельчена междурядной обработкой.
В 1733 году эта теория сменяется предположением Амвросия Цейгера, по которому растение питается «растительным маслом», находящимся в почве, и он даже дает подробный рецепт того, как из селитры получить это «растительное масло» для увеличения естественного плодородия почвы. Этой теории недолго суждено было существовать, и она в 1757 году сменяется теорией профессора Гома в Эдинбурге, по которой растение питается огнем, ибо при сжигании оно вновь освобождает эту стихию, а в 1769 году Мюнхгаузен выступает со своей паровой теорией питания растений. По этой теории питательным веществом почвы и навоза считается пар, состоящий из масла, поваренной соли и частичек почвы».
Могла ли эта, по выражению Вильямса, «безобразная фантасмагория» породить научное земледелие? Разумеется, нет. Земледельческая практика «шла своей дорогой, проложенной веками, и ни одна из промелькнувших теорий не оставила в ней никакого следа».
Только в конце XVIII столетия начинает закладываться фундамент земледельческой науки. Успешные попытки создания системы земледелия связаны прежде всего с именами русских ученых: М. И. Афонина (1739–1810), И. И. Комова (умер в 1790 году), А. Т. Болотова (1738–1833), М. Ливанова (умер около 1800 года), А. Н. Радищева (1749–1802).
Матвей Иванович Афонин, первый русский профессор земледелия, занявший в 1770 году кафедру земледелия в Московском университете, предлагал приступить к планомерному изучению почв; он составил обширную программу исследования почв всей России и сбора почвенных коллекций. В 1771 году Афонин опубликовал специальную работу — «Слово о пользе, знании, собирании и расположении чернозему, особливо в хлебопашестве». В этой работе, развивая взгляды Ломоносова, Афонин рассматривал почву как сложное природное тело органического происхождения. Ученый писал, что чернозем «состоит по большей части из согнивших трав и растений, которые частично в самом воздухе, как говорят, под непокрытым небом, а частию в живущих телах перемену сию претерпели».
Афонин настаивал на самом подробном изучении почв родной страны для разработки системы мер, направленных на повышение почвенного плодородия, на «поправление» почвы. Он говорил: «Узнав каждую землю не только в одном уезде и деревне, но и в каждом поле, можно будет изыскивать такие сродные ей и поправления к вящему и изобильнейшему рождению и умножению хлеба».
Иван Комов — «профессор земледелия и других наук» — опубликовал в 1788 году капитальный труд «О земледелии», где он доказывал необходимость создания научных основ сельского хозяйства. Он говорил, что нельзя ограничиваться отдельными рецептами и правилами, — нужно «показать начала или источники, откуда оные правила истекают». Комов хотел, чтобы земледелец сознательно применял те или иные приемы обработки земли и возделывания растений, чтобы он умел «дать причину всему, что делает».
«И сие, — добавлял Комов, — мне кажется, столь же нужно, сколько самые правила».
И Комов излагает в своем труде «начала» земледелия, утверждая, что «оно, как и другие части науки естественной, на твердых правилах основано быть может».