Павлова не удовлетворяла идеалистическая философия Шеллинга. В своих взглядах на природу он стоял на передовых позициях. «Движение доминирует в природе», — провозглашал Павлов. Говоря о различных «телах и явлениях» природы, он замечал: «Ежели к сим произведениям подойти, так сказать, ближе, если будем проникать глубже сию совокупность видимого, то не можем не заметить, что сие нечто содержимое, издали кажущееся покойным, все же находится в движении».
Выдающийся русский революционер-демократ А. И. Герцен, слушавший лекции Павлова в Московском университете, с благодарностью вспоминал профессора-энциклопедиста, прививавшего студентам передовые философские воззрения. Герцен говорил, что павловские курсы «были чрезвычайно полезны. Павлов стоял в дверях физико-математического отделения и останавливал студентов вопросом: ты хочешь знать природу? Но что такое: природа? Что такое: знать? Это чрезвычайно важно; наша молодежь, вступающая в университет, совершенно лишена философского приготовления, одни семинаристы имеют понятие о философии, зато совершенно превратное». А. И. Герцен вспоминает «необычайную ясность изложения» философских вопросов на лекциях Павлова. Язык этих лекций Герцен противопоставлял «искусственному, тяжелому, схоластическому языку немецкой науки». «Увлекателен был Павлов, — писал другой его ученик, — озаривший новым блеском области естествознания… Логические устремления профессора действовали сильно на умы юношества и приносили пользу в системе построения наук».
И вот этот выдающийся ученый своего века, талантливый физик и химик, постепенно почти целиком переключается на агрономические вопросы. Это следует объяснить исключительно его стремлением поставить науку на службу практике. А в России это можно было сделать лишь отчасти в области сельского хозяйства. В 1820 году Павлов был избран профессором кафедры минералогии и сельского домоводства Московского университета. С открытием общества сельского хозяйства ученый сразу же принимает участие в его работе. Руководители общества назначают Павлова директором Земледельческой школы, а через несколько лет в его заведование переходит и опытный хутор общества. В течение полутора десятков лет, почти до самой своей смерти, Павлов не расстается со школой и хутором. А после кончины ученого-энтузиаста они в течение нескольких десятилетий продолжают жить «павловским заквасом».
Павлов совершил продолжительную поездку за границу, долго был в Германии, знакомясь там с состоянием сельского хозяйства. Он встречался с известным немецким агрономом А. Тэером (1752–1828) и изучил его фундаментальный труд «Основания рационального сельского хозяйства». Отдавая должное Тэеру, настойчивому пропагандисту хорошей обработки почвы, применения органических удобрений и других улучшений в сельском хозяйстве, Павлов хорошо понимал, что немецкие рецепты не всегда могут быть использованы в России. Нужно было бороться за русскую самобытную агрономию, основанную на опытах и практике отечественного сельского хозяйства.
Стремясь связать агрономию с естествознанием и прежде всего с химией, Павлов издает в 1825 году свой труд «Земледельческая химия». Эту книгу он предназначал в качестве учебного пособия для учеников Земледельческой школы. Позднее вышли в свет его двухтомные «Основы сельского хозяйства».
В своих лекциях по агрономии Павлов говорил: — Сельское хозяйство в наше время находится в трех видах: как ремесло, как искусство и как наука. Как ремесло, оно ограничивается наглядною привычкою производить сельские работы по примеру предшественников; как искусство, оно состоит в переимчивости улучшений, сделанных другими; как наука, оно есть разумение начал, на коих дело основано, — способов, коими оно производится, и условий, при которых лучше достигает цели. Участь сельского хозяйства, как ремесла, есть неподвижность, как искусства — слепая удача или ряд хозяйственных ошибок, как науки — рассчитанный успех. Это не предположения, а истины, бросающиеся в глаза при взгляде на события, совершающиеся вокруг нас и во всех странах света: у хозяина-ремесленника все по обычаю предков; такие хозяйства, несмотря на различие потребности времени, климата, почв и других местных обстоятельств, одинаковы в каждой стране, различаются только лучшей или худшей бдительностью хозяйского глаза… У хозяина-нововводителя старое все переломано, а новое, как наудачу предпринятое, не ладится. Общая черта таких хозяйств — непрерывная стройка без архитектора. «Делай у себя то, что хорошо у других». Вот их девиз! Но хорошее в одном месте может быть худым в другом. Оттуда неудачи. Хозяин, действующий по правилам науки, поступает рационально; он делает улучшения в хозяйстве не по данным образцам, но по данным обстоятельствам, на основании современных сведений о деле. Признак рациональных хозяйств — современность с печатью местности. Девиз их — «век живи, век учись». Но век учиться может только тот, кто учению своему положил начало. Это начало в сельском хозяйстве есть наука.
Павлов сумел с самого начала хорошо поставить в школе преподавание химии, ботаники и агрономии.
Он старался сделать преподавание сельского хозяйства наглядным, практическим. Для этой цели служил опытный хутор, расположенный недалеко от Москвы, за Бутырской заставой, на бросовых, полузаболоченных почвах. Общество сельского хозяйства поскупилось и купило для хутора самую дешевую землю. «Непроходимое, никакой пользы не приносившее болото, окруженное со всех сторон кустарно-мшистым кочкарником, — вот какая избрана была земля для опытного хутора», — писал в одном из своих отчетов Павлов. С помощью учеников школы он взялся за осушение земель хутора. Для этого здесь прокопали более 4 тысяч саженей канав и подготовили участок пашни в 160 десятин, на котором заложили три опытных севооборота: 1) обычный трехпольный, «как у всех»; 2) четырехпольный с посевами клевера и 3) шестипольный, «выгонный», с двумя полями зерновых, одним — пропашных культур и тремя полями злаковой кормовой травы — знаменитой русской тимофеевки.
Правильно понимая условия, благоприятствующие развитию растений, и изучая почвы, Павлов сделал поля хутора плодородными, он применял удобрения, чередование культур, глубокую вспашку специальным плужком, сконструированным им самим. К концу двадцатых годов он с радостью писал, что на хуторских полях «видны постоянно обильные жатвы, превышающие не только урожаи на смежных полях, но равняющиеся урожаям на черноземе».
Основываясь на своих опытах, Павлов резко обрушивается на господствовавшую в России систему полеводства — трехполье, при котором было такое чередование культур: озимые, яровые, пар. Считалось, что почва под паром отдыхает, восстанавливает свое плодородие. На самом деле пар лишь отчасти выполнял эту роль, и только тогда, когда за ним хорошо ухаживали. Но если пар зарастает сорняками, а в малоземельных местах используется под пастбище, то такой «пар» из средства отдыха почвы превращается в средство ее самого варварского истощения.
