19. gadsimta 70-tajos gados, dārzkopību un pomoloģisko dārzu izveidoja grāfs Emanuels fon Zīverss un viņa dēls grāfs Aleksandrs fon Zīverss  Drīzumā šeit jau bija viena no lielākajām kokaudzētavām Baltijā, kas ar parka stādījumu, augļu koku, ogulāju u. c. stādiem apgādāja ne vien Baltijas saimniecības, bet audzēja tos arī eksportam. Platībā, kas nedaudz pārsniedza 22 hektārus, pārdošanai gadā izaudzēja ap 30 000 stādu. 

Augļu koku šķirnes 

Galvenā Kārļu muižas kokaudzētavas specializācija bija augļu koki un krūmi.  1911./1912. gada kokaudzētavas katalogā minētas vairāk nekā 1450 šķirnes un pašķirnes, tai skaitā 243 ābeļu. Daudzas no šīm šķirnēm ir pazīstamas arī šodien, tai skaitā Antonovka, Baltaisdzidrais, Cukuriņš, Kovaļevskaja, Livonijasgrāvenšteins, Rēvelesbumbierābols, Ribstonapepiņš, Rīgaspiena, Rīgasrožābols, Sarkanaisgrāvenšteins, Trebū, Susleipasrožu, Vidzemeslielaissīpoliņš, Vidzemeszelta renete. 

Kokaudzētava piedāvāja arī 91 bumbieru, 34 skābo ķiršu, 30 saldo ķiršu, 57 plūmju, 20 aprikožu un persiku šķirnes, kā arī 20 (riekstu koku) lazdu, vienu bārbeles, 21 sarkano jāņogu, 18 balto jāņogu, deviņas upeņu, 86 ērkšķogu, 43 dārza aveņu, 18 dārza kazeņu, 79 zemeņu un četras sparģeļu šķirnes.  

Senās šķirnes 1940. Gadā plaši ir aprakstījis agronoms un Kārļu dārzsaimniecības vadītājs Paulis Gailītis 

Viena no vecākajām un izcilākajām ziemas ābolu šķirnēm - Kārļubaltārenete – tika iegūta jau 1878. Gadā un tai nosaukumu -  Baltāziemasrenete - devis grāfs Aleksandrs fon Zīverss. “Tas ir īsts cukurābols, bez mazākā skābuma un rūgtuma piegaršas. Garša patīkama, sulīgs, liela līdzība ar Cukuriņu (Korobovka), bet šī ir ziemas šķirne. Koks ir drošs pret salu, visos Latvijas novados pārcietis 1928. Un 1929. gada bargās ziemas,” raksta P. Gailītis. 

Amerikassarkanaiscukurābols – pomoloģiskā dārza šķirne, kas gan pazaudējusi savu vārdu, bet ir ļoti izturīga. Tā saņemta 1909. gadā ar kādas Kijevas kokskolas starpniecību no Amerikas. Šķirnes nosaukumu grāfam nav izdevies identificēt, jo kara gados daudzi dārza plāni un piezīmes gājušas bojā. 
 
Vidzemeslielaissīpoliņš – pirmklasīgs galda auglis salmu dzeltenā krāsā, ar vieglu, plūstošu sārtojumu. Šķirnes pavairošanai, grāfs Aleksandrs fon Zīverss 1928. gadā noņēmis potzarus no kādas vecas ābeles Cēsu pils dārzā; šo šķirni grāfs noteicis kā vietējo un devis tai nosaukumu. Kārļu stādaudzētava to izplatījusi lielā daudzumā visā Latvijas teritorijā. 

Kurskaszeltarenete jeb Zelta renete –  potzari Kārļos saņemti jau 1898. Gadā. Gatavie augļi oranži dzelteni, ar košu sārtojumu. Uz Ziemassvētkiem ābolu krāsa sevišķi skaista un atgādina sārtus apelsīnus. Garša salda, ar vieglu skābumu un aromātu.  

Dārzniecībā uzmanība tika pievērsta arī Sibīrijas un Ķīnas hibrīdu ābeļu šķirnēm – paradīzes ābolīšiem; to augļi īpaši piemēroti ievārījumu un konservu pagatavošanai un ābolu vīna darīšanai. 

Dekoratīvolapu koku un krūmudaudzveidība 

Kokaudzētavas katalogs piedāvāja 524 dažādas dekoratīvo augu šķirnes 85 košumkrūmu un koku grupās. No košumkrūmiem visplašāk bija pārstāvēti 60 dažādu šķirņu un hibrīdu ceriņi (Syringa), 32 šķirņu un hibrīdu jasmīni vai filadelfi (Philadelphus), 32 šķirņu ievas (Salix), 30 šķirņu spirejas (Spirea), 28 šķirņu paradīzes ābeles, 22 šķirņu kļavas (Acer), 20 šķirņu Pallasa sausserži (Lonicera), 17 šķirņu parka rozes (Rosa), kā arī dažādas apšu un papeļu (Populus), ošu (Fraxinus), bērzu (Betula), akāciju (Caragana), segliņu (Evonymus), vilkābeļu (Crataegus), dekoratīvo plūmju (Prunus), grimoņu (Cornus), ozolu (Querqus), pīlādžu (Sorbus), dekoratīvo ērkšķogu (Ribes) u. c. šķirnes.  

Apstādījumu skuju koku piedāvājums bija salīdzinoši mazāks – pavisam 37 šķirnes 10 skuju koku grupās. Visbiežāk bija sastopamas baltegles (Abies), egles (Picea), tūjas (Thuja), kā arī dažādas priežu, paciprešu un lapegļu šķirnes. 
 
Katalogā kā atsevišķa grupa tika izšķirta koku stādi alejām un bulvāriem – kļavas, ozoli, oši, kastaņas, Holandes liepas, lapegles, papeles, gobas, melnalkšņi un bērzi. Te iekļauti arī krūmi dzīvžogiem – akācijas, bārbeles, vilkābeles, spirejas, egles, tūjas un Skotijas rozes.  

Pārsteidzoši bagāta bija piedāvātā rožu kolekcija – 259 šķirnes 13 grupās. Daudzgadīgās puķes – 384 dažādas šķirnes 95 grupās. Vispopulārākās puķes bija flokši (Phlox) – 57 šķirnes, Ķīnas pujenes (Paeonia chinensis) – 40 un īrisi (Iris) – 34 šķirnes. Daudzas no tolaik audzētajām puķēm pazīstamas arī mūsdienās – saulrieteņi, zemie flokši, miķelīši, akmeņlauzītes, pulkstenītes, vijolītes, hostas, dārza delfīnijas, vizbuļi un anemones, neļķes, dienziedes u. c.

Pirmādārzniekuskola 

Kārļu muižas kokaudzētavā izveidoja arī dārznieku skolu ar divgadīgu dārzkopības skolas programmu. Darbības sekmēšanai no valsts kases tika piešķirtas ikgadējas dotācijas, bet audzēkņiem mācību naudu vajadzēja nopelnīt, strādājot muižas dārzniecībā. 

 Katru gadu skolā uzņēma 15 audzēkņus. Dārza darbi prasīja lielu fizisku piepūli - to izturēt ne katrs spēja, un daudzi no mācībām atteicās. Tomēr gribētāju mācīties bijis pietiekami daudz, jo dārzkopības meistara diploms un rekomendācija pavēra ceļu uz labi atalgotu vietu darbam muižās. 1940. gadā agronoms Paulis Gailītis rakstīja: “Mūsu jaunā dārzkopju paaudze maz ko vairs ir dzirdējusi par veco Kārļu pomoloģisko dārzu un par šī dārza kokaudzētavu. Vecie dārzkopji, turpretim, to labi atceras, jo gandrīz vai katram ir iznākušas kādas darīšanas ar Kārļiem, ar toreiz tālu pazīstamo dārzkopi Zīversu – demokrātisko un latviešiem draudzīgo krievu grāfu (..). Ne velti vecie dārznieki Kārļus sauc par pirmo Latvijas dārzkopības skolu.”  

Ievērojamākais simbolisma pārstāvis Latvijas mākslā Rūdolfs Pērle, sāka apgūt daiļdārznieka amatu Kārļu muižā 1892. Gadā. Viņam bija iespēja iepazīt grāfa Emanuela fon Zīversa gleznu kolekciju un šeit tapa mākslinieka pirmie puķu gleznojumi akvareļtehnikā. Kā atzīmē mākslas zinātņu doktore Dace Lamberga: “Daiļdārznieka gados uzplaukušo aizrautīgo mīlestību pret puķēm mākslinieks piepildīja virknē kluso dabu, un liekas, ka latviešu 20. gadsimta sākuma mākslā neatradīsim nevienu citu gleznotāju, kuru tā saistītu ziedu netverami fantastiskās formas, maigā krāsainība un mainīgās pārvērtības.”