Для питания растений имеют значение преимущественно лишь наиболее простые минеральные вещества. «За перегнойными же веществами относительно доставления питательных веществ растениям можно признать только роль посредника, в том смысле, что они ускоряют выветривание горных пород», — писал Костычев.
Так был разрешен один из запутанных и сложных научных вопросов. H. M. Сибирцев в своей статье о Костычеве особо отмечал, что им «были предприняты поверочные и критические исследования над органо-минеральными веществами, показавшие слабые стороны в известной теории Грандо».
Видный советский почвовед профессор С. П. Кравков (1873–1938) в своем курсе почвоведения указывает, что главную роль в опровержении неверной теории Грандо сыграл Костычев, исследования которого по этому вопросу в дальнейшем были подтверждены многими русскими и иностранными учеными.
«Исследование о нерастворимых фосфорнокислых соединениях почв было первой обширной опытной работой П. А. Коcтычева».
П. С. Коссович
В декабре 1879 года в Петербурге проходил шестой съезд русских естествоиспытателей и врачей. Съезды естествоиспытателей, созывавшиеся исключительно по почину передовых ученых России, были мощным и ярким выражением растущих сил отечественной науки. С трибуны шестого съезда о своем существовании заявила новая, еще мало кому известная отрасль естествознания — почвоведение. В. В. Докучаев, совместно с геологом профессором А. А. Иностранцевым (1843–1919), внес предложение «об основании в Петербурге почвенного музеума», который должен был играть роль первого научного центра по почвоведению у нас в стране. Предложение Докучаева было блестяще обосновано, и общее собрание съезда единодушно поддержало его.
Постановка важного вопроса о создании научного центра по почвоведению, естественно, привлекла внимание многих участников съезда — химиков, биологов, агрономов — к другому, уже специальному «почвенному» докладу — «О соединениях фосфорной кислоты, в виде которых она сохраняется в почве». Доклад этот был прочитан Костычевым. Прежде всего Костычев подверг глубокой критике существующие взгляды по этому вопросу, а затем изложил свою точку зрения. Невзирая на, казалось бы, непререкаемый авторитет таких известных химиков, как немец Петерc и французы Тэнар и Дегерен, Костычев показал несостоятельность их мнения о том, что фосфорная кислота содержится во всякой почве главным образом в виде солей железа или алюминия.
Костычев уже давно интересовался судьбой фосфора в почве. Этот химический элемент играл очень важную роль в жизни растений, но в почве его содержалось мало, обычно лишь около одной десятой доли процента. При анализах растений было замечено, что в соломе и листьях количество фосфора невелико, но зато в зерне его довольно много. Зерно же обычно отчуждается, увозится из хозяйства, и, следовательно, круговорот фосфора в земледелии носит дефицитный характер. Вот почему Энгельгардт и его ученики уделяли такое большое внимание применению в России в первую очередь именно фосфорных удобрений.