Insieme al Conte Prof. Napoleone Passerini, agronomo di chiara fama e dietro suo diretto incarico scientifico il Marchi fu il primo a studiare scientificamente la razza chianina, nelle fattorie di Bettolle e Manzano, del Conte Passerini, tipica razza bovina della Valdichiana. A questo proposito, nel 1895 egli pubblicò una prima monografia intitolata "La razza bovina di Valdichiana e le sue varietà". Secondo il Marchi, tale razza era originariamente utilizzata nel lavoro; con successivi recenti interventi di migliorativi di selezione della razza, avviati proprio dal Marchi, è divenuta la pregiata razza da carne attuale, con allevamenti sparsi perfino in America ed in Australia.