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.
