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.