Тимирязев показал огромное значение глубокой вспашки для борьбы с засухой. Это положение оспаривалось многими специалистами. Однако в исследованиях академика В. Р. Вильямса оно нашло блестящее подтверждение и является ныне одним из важнейших агротехнических мероприятий в травопольной системе земледелия. Вильямс показал также большую ценность для земледелия рекомендуемой Тимирязевым средней люцерны. Указание Тимирязева на высокие качества семян, осыпающихся при перевозке, нашло полное подтверждение в опытах академика И. В. Якушкина на Полевой опытной станции ордена Ленина Сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева.
В последующие годы, наряду с работой в области фотосинтеза, Тимирязев продолжал интересоваться вопросами минерального питания и водного режима растений.
Будучи профессором Петровской академии земледелия и лесоводства, Тимирязев не только строит свой курс лекций по физиологии растений в соответствии с требованиями агрономической науки, но и всю научную работу кафедры направляет на решение важнейших задач сельскохозяйственной практики. С этой целью он в 1872 г. создает в Петровской академии один из первых в мире вегетационных домиков, где проводилось изучение действия минеральных удобрений и других вопросов агрономической науки. Впоследствии он создает такой же домик на крыше Московского университета, а в 1896 г. — на Нижегородской выставке. Тимирязев руководил всей научной деятельностью в этих вегетационных домиках. Поручая ту или иную тему своим ученикам, Тимирязев вырабатывал вместе с ними план и методику исследования, внимательно следил за ходом ее выполнения. В 1876 г. Тимирязев вошел в состав комиссии по выработке проекта опытной сельскохозяйственной станции при Петровской академии. После изгнания из Петровской академии в 1892 г. Тимирязев не только не прекратил своих занятий агрономией, но уделял ей еще большее внимание. Он попрежнему руководил научной деятельностью своих учеников — Д. Н. Прянишникова, П. С. Коссовича, Е. Ф. Вотчала и др.; он выступал с публичными лекциями по животрепещущим вопросам агрономической науки.
Тимирязев был горячим борцом за создание широкой сети опытных станций и полей во всех уголках нашей Родины. В 1885 г. в своей публичной лекции «Полвека опытных станций» он выдвинул идею создания при Московском политехническом музее показательной опытной ботанической станции в Александровском саду возле Кремля. Основное назначение этой станции он видел в производстве «физиологических исследований, имеющих прямое или косвенное отношение к земледелию, т. е. касающихся вообще питания и условий благоприятного развития растений...».
Тимирязев указывал, что лаборатории этой станции должны быть открыты для всякого, кто желает и в состоянии,
работать в них. Вместе с тем эта станция должна была, по мысли Тимирязева, явиться средством широкой популяризации агрономических знаний среди народных масс. Тимирязев подчеркивает, что лучшим средством оценить значение науки является знакомство с теми приемами, которыми наука приобретает свои данные.
В соответствии с этой двуединой задачей Тимирязев подробно разработал проект опытной станции. Самой существенной частью станции он считал теплицу для искусственных культур с вагонетками, которые можно по рельсам выкатывать на открытый воздух. Здесь же предусматривались цементные ящики с лизиметром и дождемером для изучения прихода и расхода воды и питательных веществ в почве (подобные лизиметры нашли впоследствии широкое применение в исследованиях В. Р. Вильямса), парник, грядки с коллекциями важнейших культурных и сорных растений, участки почвы для исследования действия удобрений и других вопросов, химическая, микроскопическая и другие лаборатории, а также аудитория для публичных лекций. Все эти отделы опытной станции были спроектированы и рассчитаны Тимирязевым с учетом последних данных современной ему науки и техники.
Нарисовав перед своей аудиторией увлекательную картину будущей опытной станции, Тимирязев в конце лекции поделился с ней сомнениями в возможности осуществления своего проекта. С горечью указывал он, что несмотря на преобладающую роль земледелия в народном хозяйстве России царское правительство и господствующие классы не приняли никаких мер к созданию опытных станций в стране. Вместе с тем он призывал своих слушателей не отчаиваться, а бороться за осуществление поставленной цели. «... Я твердо убежден, — говорил Тимирязев, — что если не мы, если не наше поколение, то те, кто придут нам на смену, увидят эти воздушные замки не на бумаге только и холсте, а из камня и железа. Так должно быть и так будет...».
Действительно, эти «воздушные замки» нашли свое осуществление и даже в таких широких масштабах, о которых Тимирязев не мог и мечтать, в нашей Советской стране. Сотни мощных, прекрасно оборудованных научно-исследовательских институтов, лабораторий и опытных станций, изучающих различные вопросы сельскохозяйственной науки, раскинулись по всей нашей необъятной Родине, открывая все новые и новые пути и методы покорения природы. При организации этих научных учреждений немаловажную роль сыграли те глубокие мысли, которые были высказаны в свое время Тимирязевым при попытке создания опытной станции в Москве.
В частности, эти идеи Тимирязева реализуются в настоящее время в сельскохозяйственной академии, носящей его имя. Здесь под руководством доцента И. И. Гунар создана первая в СССР физиологическая лаборатория «искусственного климата», позволяющая выращивать любые растения и в любое время года, причем выращивать при строго контролируемых условиях света, тепла, влаги, воздушного и корневого питания. Еще более совершенные лаборатории «искусственного климата» создаются при Институте физиологии растений им. К. А. Тимирязева Академии Наук СССР и на территории нового здания Московского государственного университета.
Наряду с дорогостоящей центральной опытной станцией Тимирязев считал необходимым выработать такой тип станции, который можно было бы осуществить в любой сельской школе. Он мечтал о том, чтобы в России было не 4, не 400 и даже не 4000, а 40 000 опытных станций, которые вели бы не только научную, но и огромную пропагандистскую деятельность. Но и эта мечта Тимирязева нашла свое осуществление только в нашей советской действительности в виде многочисленных колхозных агролабораторий и домов сельскохозяйственной культуры, которые уже сейчас имеют лучшие колхозы нашей социалистической деревни.
В 1906 г. Тимирязев выпустил сборник «Земледелие и физиология растений», куда вошли прочитанные им в разное время лекции по вопросам агрономической науки и связанным с ними проблемам физиологии растений. Этот сборник Тимирязева, несмотря на то, что он написан в форме популярной книги, является серьезным научным трудом. Тимирязев глубоко раскрывает здесь сущность важнейших вопросов агрономии и физиологии. Он намечает пути их разрешения, намного предвосхищая последующее развитие науки. Сборник этот не потерял своего значения до настоящего времени.
Уже один перечень его статей говорит о широте агрономических интересов и о большой целеустремленности Тимирязева в решении важнейших вопросов земледелия: «Наука н земледелец», «Физиология растений, как основа рационального земледелия», «Борьба растения с засухой», «Источники азота растений», «Полвека опытных станций», «Лен», «Возможна ли культура при электрическом свете», «Точно ли человечеству грозит близкая гибель», «Новая победа науки над. природой» и др. Если центральной проблемой опубликованных ранее работ Тимирязева по физиологии растений являлись вопросы воздушного питания растений, то важнейшей проблемой этого сборника были вопросы их корневого питания, вопросы, связанные с применением травосеяния и минеральных удобрений.
Изучение этих материалов, а также других статей Тимирязева, рассматривающих вопросы, смежные между физиологией растений и агрономией, показывает, что Тимирязев по праву считается одним из основателей научной агрономии. Поставленные в трудах Тимирязева вопросы послужили развернутой программой для работы его многочисленных учеников и последователей. Об этом особенно наглядно говорит сборник научных статей, посвященный учениками Тимирязева своему учителю в день его 70-летия. В этом сборнике представлены почти все выдающиеся деятели русской агрономической науки начала XX в. Можно без преувеличения сказать, что подавляющее большинство деятелей советской агрономии является прямыми учениками Тимирязева или учениками его учеников.
Газета «Правда» в своей передовой «За высокую культуру сельского хозяйства» от 3 декабря 1951 г., указывая на богатые традиции в нашей отечественной агрономической науке, писала: «Русским агрономам всегда были присущи широкий размах творческой мысли, глубина и принципиальность научных исследований. Они внесли неоценимый вклад в сокровищницу мировой сельскохозяйственной науки, их открытия по сей день служат основой научного прогресса. Богатыри русской агрономии В. В. Докучаев, П. А. Костычев, К. А. Тимирязев, И. В. Мичурин, В. Р. Вильяме явились основоположниками передовой науки о сельском хозяйстве, науки, которая в нашей стране поставлена на службу народу». Величайшей заслугой русской агрономической науки является разработка не только отдельных вопросов земледелия, как это имело место в ряде зарубежных стран, а целого комплекса агротехнических мероприятий, направленных на неуклонное повышение урожайности.
Значение трудов Тимирязева и других передовых деятелей русской агрономии, продолжавших и развивавших лучшие традиции русских и зарубежных агрономов, становится тем более очевидным, что агрономическая наука на Западе в конце XIX—начале XX в. не смогла сохранить даже то ценное, что было создано в ней в середине XIX в.
Экономические кризисы, охватывавшие не только промышленность, но и сельское хозяйство Западной Европы, прогрессивный рост абсолютного обнищания трудящихся масс вели к все большему застою капиталистического сельского хозяйства. Западная Европа все больше переходила на импорт хлеба из России и колониальных стран. Это не могло не отразиться на состоянии ее земледелия, а вместе с тем и на физиологии растений и агрономии в западноевропейских государствах. Если видные деятели агрономической науки середины XIX в. — Буссенго, Гельригель, Гильберт, Лооз, которых высоко ценил Тимирязев, сделали немалый вклад в ее развитие, то в конце XIX—начале XX в. в агрономической науке Западной Европы стала процветать односторонняя метафизическая и идеалистическая теория Митчерлиха, открыто заявлявшего, что основной его задачей является подведение биологической основы под «закон убывающего плодородия почвы» — совершенно несостоятельный «закон», выдуманный буржуазной «наукой».
