En af Holger Petersens brødre, som var læge i Andst ved Vejen, var blevet begejstret for Dalgas' tanker om hedesagen, og inspirerede sin bror til at mødes med Dalgas og Ludvig Schrøder på Askov Højskole, hvor denne var forstander. De overbeviste Holger Petersen om nødvendigheden af at gå ind i denne sag, så i 1890 købte Dalgas, på vegne af Holger Petersen, en hedegård ved Hovborg, i folkemunde kaldet "Rabalderbæk". Her anlagde han den 700 ha. store plantage, Baldersbæk Plantage.
Holger Petersens møde med Dalgas omkring hedesagen medførte et frugtbart samarbejde, som var med til at realiserer Dalgas´ store visionære planer om tilplantning af den jyske hede. Da først hedesagen havde vakt Holger Petersens interesse, opfattede han det som en personlig gerning at gå forrest med dette arbejde. Kort efter erhvervelsen af Baldersbæk begyndte han at tilkøbe mere jord og tilplante heden. Han opbyggede en mønsterplantage, og afprøvede sideløbende forskellige afgrøder såsom hamp, bomuld og forskellige træarter. Snart investerede han også i andre plantager - Slauggaard og Høllund Søgård.
Sammen med Dalgas og Schrøder stiftede han i slutningen af 1890'erne Plantningsselskabet "Steen Blicher", der havde til formål at erhverve og tilplante større samlede jyske hedearealer, navnlig i egne, hvor beboerne ikke ved egne midler eller på anden måde var i stand til at få en tilplantning gennemført. Aktierne i dette selskab – små 100.000 kr. – fordeltes på en serie A, der erhvervede "Gedhus Plantage", og en serie B, der indkøbte plantagen "Mourier-Petersen". Selskabets formand blev Holger Petersen, dets forretningsfører Skovrider Dalgas.
"Gedhus Plantage", der omfattede 1350 tdr. land med en gammel forfalden bondegård, hvor der tidligere havde været fåre- og gedehold – hele herligheden var betalt med 14.000 kr. – er beliggende på Karupfladen, omtrent midt mellem Viborg og Herning. Egnen her omkring frembød på dette tidspunkt et øde og trøstesløst skue, men netop denne beliggenhed langt fra alfarvej bevirkede, at en tanke, der tidligere havde været fremme – tanken om at beskæftige straffefanger på heden – blev taget op til fornyet overvejelse og praktisk gennemførelse.
Han arbejdede intenst på at skaffe nye medlemmer til Hedeselskabet. I 1893 udsendte han personligt 1000 breve med opfordring om at melde sig ind i "Det Danske Hedeselskab". Herudover tilstræbte han konstant at få sine venner og bekendte til at investere i jyske plantager.
Som led i disse bestræbelser foretog han i 1892 en rundrejse til den jyske hede sammen med broderen August, grosserer William Salomonsen, arkitekt Ingemann og en repræsentant fra firmaet J. Moresco under ledelse af E. Dalgas. Denne rejse resulterede i, at Salomonsen købte Slauggård Plantage, grosserer Moresco købte Fromssejer Plantage, mens arkitekt Ingemann erhvervede Lundgaard Plantage. Yderligere formåede han at få grosserer Skjold Børgesen til at købe Utoft Plantage, overretssagfører Levysohn til at købe Lindbjerg Plantage, bankdirektør Axel Heide til at købe Siam Plantage, som Holger Petersens fætter Andreas Petersen siden hen købte og omdøbte til Gyttegård Plantage.
Herudover købte fabrikant Guildal Guildals Plantage, papirhandler Levison købte Hejmdal Plantage, mens fabrikant P. Petersen købte Lindegård Plantage, og professor Deuntzer købte Fasterholdt Plantage.
I Holger Petersens bestræbelser på at overtale velstående københavnere til at investere i hedeplantager, brugte han ofte Baldersbæk som pr-fremstød, og viste gerne rundt på den veldrevne plantage. I sommeren 1913 inviterede han f.eks. den københavnske grosserersocietets Komité til Baldersbæk, hvor han glad og stolt viste plantagen frem. Tre år efter arrangerede Hedeselskabet en udflugt til Baldersbæk, der her, 22 år efter anlæggelsen, viste sin levedygtighed. Og da Finansudvalget ønskede en nedskæring på statens tilskud til Hedeselskabet, inviterede han straks ministeren og Finansudvalget på en hederejse for at undgå nedskæringen.
Holger Petersens indsats for at tilskynde Københavns nye overklasse til at involvere sig og investere i Hedeselskabet, bør således ikke undervurderes, og den succes Hedeselskabet fik med at tilplante den jyske hede, skyldes i høj grad denne mand.
