Железной дороги от Москвы до Казани тогда еще не существовало. Вильямс отправляется из Москвы в Нижний Новгород, куда железная дорога была сооружена еще в 1861 году. В Нижнем молодой исследователь сел на пароход и поплыл «вниз по матушке по Волге» к Камскому устью.
Пароход медленно плывет вниз по реке. В числе палубных пассажиров едет и Вильямс, впрочем, ему и не нужна каюта: с раннего утра до позднего вечера он неотрывно следит за сменяющимися пейзажами. С одной стороны тянулся правый нагорный берег с многочисленными городами, селами, с хорошими геологическими обнажениями, а слева виднелся низкий луговой берег, шли сплошные широкие луга, каких Вильямс еще никогда не видал. Ни Жабенский луг вблизи Академии, ни знакомая с детства Быковская пойма, ни даже большие Раменские луга не шли ни в какое сравнение с этим бескрайным луговым простором вдоль величавой Волги. Здесь Вильямс начал понимать, какое большое значение имеет для России луговодство, а из разговоров с крестьянами, случайными попутчиками, он узнал, что луга эти находятся в очень плохом состоянии. Принадлежали они большей частью помещикам, которые или сдавали луга в аренду крестьянам на условиях самой жестокой кабалы, или хищнически эксплуатировали луговые угодья сами. Почти никто из них не принимал мер по сохранению высоких достоинств природных лугов и тем более по их улучшению. Крестьяне-арендаторы тоже не были заинтересованы в улучшении чужих лугов. В результате луга из года в год ухудшались, на них пасли скот, который вытаптывал луговые травы, укосы травы уменьшались, а сено делалось все хуже и хуже.
В Камском устье Вильямсу пришлось дожидаться камского парохода. Он поплыл вверх по Каме, в глубь лесистого заволжского края, мимо городов Лаишева, Чистополя, вплоть до села Сокольи горы, лежащего у впадения в Каму реки Вятки. Отсюда в пятнадцати верстах вверх по Вятке находился и уездный глухой городишко Мамадыш — цель путешествия Вильямса.
Вдоль правого берега Камы тянулись цепи высоких холмов; особенно эффектными были они у Сокольих гор. Вильямс ознакомился с геологическим строением новой для него местности: здесь были распространены песчаники, глины и известняки красивых цветов — красные, малиновые.
Переехав на левый берег Камы, Вильямс осмотрел здесь поемные прикамские луга — они были меньше приволжских и находились обычно в плохом состоянии: были вытоптаны, заболочены. На этих лугах молодой путешественник увидел много озер, питавшихся весенними водами Камы. Такие же луга, еще меньшие по площади, Вильямс осмотрел и во многих местах в долине реки Вятки, протекающей по Мамадышскому уезду. Здесь тоже было много озер, заполнявшихся водой во время весенних разливов реки.
