Свое мнение о резком изменении природных условий за исторический период они обосновывали ссылками на древних — греческих и римских — писателей. Костычев замечает, что при этом тексты античных писателей изучались недостаточно глубоко. «…места из древних, — писал он, — выбраны односторонне; что не могло служить в пользу основной темы, оставлено в стороне».

Можно и у древних авторов найти такие высказывания, что климат тех времен во многом походил на современный. Например, на юге России в античную эпоху вовсе не было мягкого климата, а скорее, наоборот, можно говорить о его суровости. Геродот{ Геродот(V век до н. э.) — древнегреческий географ и историк, прозванный «отцом истории».} в 469 году до н. э. изображает Крым, Малую Татарию и Украину страдающими от суровости восьмимесячной зимы. Эту же страну описывает Вергилий (50 лет до н. э.) окоченевшею от холода и зарытою зимою на 2 сажени в снег. Те же жалобы приносит через 60 лет изгнанный туда Овидий{ Овидий Назон(43 до н. э. — 17 н. э.) — римский поэт, сосланный императором Августом в Молдавию.}.

Наиболее знаменитый из древних географов, Страбон (60 до н. э. — 20 н. э.), — автор семнадцатитомного географического труда — уже более точно описывал климат этих мест, и видно, что он был похож на современный. Костычев приводил любопытное высказывание Страбона о том, что в Крыму на «Боспоре» (Керченский пролив), в связи с суровостью зимы, «виноградную лозу закапывают (на зиму), насыпая на нее много земли». «Следовательно, — делал вывод Костычев, — уже тогда в Крыму мог расти виноград», и условия его возделывания, в частности укрытие на зиму, были похожи на теперешние.

Все эти многочисленные экскурсы в историю понадобились Костычеву для того, чтобы показать неправильность мнения об очень быстрых изменениях климата и географической среды за историческое время.

Костычев подверг критике известного немецкого ботаника Шлейдена (1804–1881), который в своей книге «Дерево и лес» писал: «В Египте, отступая перед более и более распалявшимся воздухом пустыни, исчезли знаменитые виноградники, восхваленные Атенеем, Страбоном и даже Горацием. Только в Александрии выделывают еще грубое и тяжелое черное вино». Шлейден связывал все эти явления исключительно с вырубкой лесов, хотя совершенно не было доказано, что в прошлом в самом Египте, а особенно в соседних Ливийской и Аравийской пустынях было много древесной растительности. По поводу мнения Шлейдена Костычев писал: «…исчезновение каких-нибудь культурных растений и даже вообще бесплодие страны может обусловливаться иногда исключительно социальными условиями государства, помимо всяких других причин». Это очень глубокая мысль. Ведь о подобных результатах хищнического отношения общества к природным богатствам говорил и Маркс: «…культура, если она развивается стихийно, а не направляется сознательно… оставляет после себя пустыню: Персия, Месопотамия и т. д., Греция»{ К. Маркс и Ф. Энгельс.Сочинения, т XXIV, стр. 35.}.

Мысли Костычева о медленном, по сравнению с развитием человеческого общества, изменении естественных, природных условий были глубоко правильными, так же как и его утверждения о невозможности уничтожения засух с помощью одних лишь посадок леса.

В своей лаборатории и на маленьком опытном участке, который он создал вместе с А. П. Людоговским еще семь лет назад, Костычев начинает проводить такие исследования, которые могли бы, в конечном счете, помочь создать систему земледелия. Но эта система нужна не только для почв нечерноземной полосы, но и для главной почвы России — чернозема, а как же изучать его в Петербурге, где вокруг одни болотные да подзолистые почвы? Но Костычев находит выход из положения.

В своей лаборатории он приступает к химическим исследованиям состава черноземов из разных степных губерний, а на опытном участке и в кабинете растениеводства стремится проводить такие работы, которые принесут пользу и для будущей специальной агрономии черноземной полосы.

Одной из таких работ было исследование влияния качества семян на урожай.

«После уборки какого бы то ни было культурного растения, — писал Костычев в статье «Влияние качества семян на урожай», — предстоит задача приготовить семена для следующего посева. Хотя и бывают иногда хозяева, которые не особенно заботятся о том, какими семенами им придется сеять, но большинство по всей справедливости думает иначе, и недаром, конечно, существует пословица: «Что посеешь, то и пожнешь».

Однако в сельскохозяйственной литературе вопрос этот, сколь ни странно, был во времена Костычева спорным.

Старинный авторитет немецкой агрономии Альбрехт Тэер говорил, что на семена надо отбирать наиболее крупные зерна. «Новый (авторитет» Розенберг-Липинский считал, что это совсем не обязательно. Он, правда, не решался утверждать, что для посева лучше всего подойдут щуплые зерна, но говорил о зернах «среднего размера».

Никакими опытами все это, однако, совершенно не было доказано.

В России в неурожайные годы интерес к этому вопросу всегда возрастал. В самом деле, для посева на десятину нужно определенное количество зерен. Если это будут зерна не особенно крупные, то на каждой десятине удастся сберечь несколько фунтов зерна, а в масштабе всего государства может получиться очень большая экономия хлеба.

Но не повлияет ли это на урожай будущего года, не приведет ли эта экономия к значительно большим потерям при следующей жатве? Таким вопросом заинтересовались некоторые немецкие агрономы, привлек он также и внимание Костычева. Были поставлены опыты с пшеницей, горохом, льном. В каждом случае выращивались растения из зерен разного размера: из крупных, средних и мелких. Все преимущества оказались на стороне крупных зерен. Выращиваемые из них растения особенно хорошо развивались в молодом возрасте. Растения быстро укреплялись и переносили все внешние невзгоды.

Костычев считал, что теоретически эти явления можно очень просто объяснить. Он писал: «… развитие молодых растеньиц в периоде прорастания находится в строгом соотношении с количеством запасных, питательных для зародыша, веществ в семени: чем больше этот запас, тем растение развивается сильнее».

Обобщая свои наблюдения и опыты других ученых, Костычев сделал очень важный практический вывод о значении величины семян. Вот как сам он его формулировал: «…растения, выросшие из крупных зерен, развиваются массивнее, сильнее и раньше; растения, происшедшие из мелких семян, долее остаются в неразвитом состоянии, развиваются гораздо слабее и бывают более тощи на вид». Этот вывод имел огромное значение для сельского хозяйства, но он далеко не сразу был использован на практике. Ведь недороды-то повторялись попрежнему, и каждый раз возникал соблазн использовать семенное зерно на хлеб, а на посев пустить зерно более щуплое.