Болотов критикует эти виталистические представления. При сжигании растений, говорит он, остается зола, содержащая различные минеральные вещества. Откуда они берутся? Не образуются же они из воды? Конечно, нет, отвечает Болотов. Пища растений «состоит в воде и некоторых особливых земляных или паче минеральных частичках; следовательно, надобно в той земле сим вещам в довольном количестве находиться». В начале сороковых годов XIX столетия Либих пришел к подобным же выводам и немало сделал для строго научного обоснования минеральной теории.

Условия питания растений различными минеральными элементами почти до самого конца шестидесятых годов прошлого столетия изучались с помощью так называемых водных культур. При этом подопытные растения выращивались не в почве, а прямо в сосудах с водой, в которую в определенных количествах и соотношениях добавлялись разные питательные соли. Этот метод удовлетворял многих последователей Либиха; Людоговскому он тоже казался безупречным.

Однако студент Костычев отнесся к водным культурам совсем иначе: он видел их преимущества, но одновременно сознавал, что метод выращивания растений в водных растворах слишком далек от того, с чем мы имеем дело в природе и 6 сельскохозяйственной практике. При опытах с водными культурами игнорировали почву, а Костычев уверен был в том, что урожаи всех растений во многом зависят от свойств почвы и ее обработки, и часто возражал профессору, отстаивая свою точку зрения в вопросе о водных культурах. Для подтверждения правильности своих взглядов он начинает усиленно искать в литературе такие материалы, которые совершенно точно доказали бы недостаточность метода водных культур. И Костычев нашел такие материалы.

Довольно известный немецкий физиолог и агрохимик Гельригель (1831–1895) начал в это время свои опыты по выращиванию растений в горшках с прокаленным песком, в который также добавлялись вода и соли. Эти опыты очень заинтересовали Костычева, и он делает из них такие выводы, до которых еще не дошел Гельригель. Новый метод и свои мысли о нем Костычев хочет сделать всеобщим достоянием. Он пишет небольшую статью «Исследования Гельригеля над произрастанием хлебных растений».

И вот статья глубоко продумана, все в ней предельно ясно. Костычев последний раз тщательно переписывает ее своим четким, характерным почерком. В первых числах июня 1868 года не без колебаний отправился начинающий автор к Федору Александровичу Баталину (1823–1895) — довольно известному агроному, редактировавшему еженедельную «Земледельческую газету».

Баталии принял Костычева любезно: газета сильно нуждалась в хороших статьях, а молодой автор ставил новый вопрос, который заинтересовал редактора. Очень скоро — 15 июня того же года — статья Костычева увидела свет. Это была его первая печатная работа. Она лишь формально была чем-то вроде реферата работ Гельригеля, на самом же деле она явилась маленьким, но вполне оригинальным научным трудом.

Прежде всего Костычев критически рассмотрел водные культуры, отметив преимущества этого метода. С его помощью легко можно было решить такие вопросы: какие вещества следует считать питательными и какие нет, в каких соединениях они действуют на растения лучше, а в каких хуже. При этом очень легко наблюдать за состоянием всего растения, за его надземной частью и корневой системой. «Трудно придумать другой метод, кроме водной культуры, — писал в своей статье Костычев, — при котором бы можно было так легко по произволу изменять условия сообразно с целью опыта».

Но при переходе к практике, то-есть к выращиванию растений в почве, все очень сильно изменяется, и значение результатов, полученных с помощью водных культур, делается сомнительным. В почве питательные вещества не только поглощаются растениями, но одновременно находятся под влиянием «многих физических и химических сил». Водные культуры упрощенно решают вопрос о питании растений, а потому и не могут иметь большого практического значения.

Гельригель, по мнению Костычева, сделал шаг вперед к разработке более правильной методики исследования питания растений. Проведение опытов с водой имело то преимущество, что можно было легко сравнивать поведение разных растений — водная среда была во всех случаях совершенно одинаковой. Гельригель взял для своих опытов тоже очень однородный материал — прокаленный кварцевый песок. «Здесь, — писал Костычев, — вместо совершенно индиферентного тела, воды, взято такое вещество, химические действия которого ничтожны, но которое обладает уже известною суммою физических сил несходно со многими почвами, встречающимися в природе».

В своей статье Костычев пошел значительно дальше Гельригеля и наметил целую программу опытов по изучению питания растений. Он говорил, что надо постепенно переходить к постановке таких опытов на других, более сложных в физическом и химическом отношении почвах. При этом опытным путем надо изучать не только минеральное питание растений, но также их отношение к воде, свету и теплу. На рост и развитие растений влияет не только питание минеральными веществами, но большое число разнородных внешних условий в их взаимодействии.

В первой статье Костычева нет еще решений, но постановка важнейшего вопроса научной агрономии является правильной, широкой; она чужда той узости и однобокости, которые отличали многих даже крупных исследователей того времени.

Статья Костычева имела успех, его поздравляли Энгельгардт, Карельщиков, Людоговский. Небольшой гонорар, полученный за статью, был использован для организации маленькой пирушки, на которую были приглашены лучшие друзья: Малышев, Краузе и перебравшийся в Петербург Гудков. Друзья кричали «ура» и пророчили Костычеву блестящую научную будущность. Они были недалеки от истины.

Редактор «Земледельческой газеты» тоже был доволен статьей нового сотрудника. При следующей встрече Баталии обратился к нему с вопросом:

— Господин Костычев, вы хорошо знаете немецкий язык?

— Как будто порядочно.

— Где же вы его выучили, ведь в Земледельческой школе языки не преподаются?

— Это верно, но я изучал латынь, немецкий и французский языки самостоятельно.

Баталии с удивлением и некоторым недоверием поглядел на молодого человека, но тот твердо выдержал взгляд редактора.