Костычев в то время еще не сделал из своих открытий такого вывода, что фосфор как-то должен быть связан с органическим веществом почвы. Но это и понятно: само это вещество он только начал изучать, о роли и работе микроорганизмов почвы он почти ничего еще не знал. Тем не менее его представления о минеральном фосфоре в почвах оказались совершенно правильными и даже в наше время претерпели лишь незначительные изменения.
На шестом съезде естествоиспытателей доклад Костычева с большим интересом слушали такие ученые, как К. А. Тимирязев, А. В. Советов, В. В. Докучаев, известный агрохимик профессор Петровской академии Г. Г. Густавсон (1842–1908) и многие другие. Открытием молодого ученого заинтересовался Д. И. Менделеев и посоветовал ему представить работу о фосфоре в почве как магистерскую диссертацию. Костычев решил воспользоваться этим советом: Ученая степень магистра могла дать ему возможность стать нештатным преподавателем, или, как тогда говорили, приват-доцентом университета, и читать там какой-нибудь специальный курс. Это, естественно, привлекало Костычева. Он очень быстро и с большим успехом сдает магистерские экзамены, проводит новые опыты и подготовляет свою диссертацию, которая в 1881 году была напечатана под названием «Нерастворимые фосфорнокислые соединения почв».
8 ноября 1881 года Костычев защищал свою диссертацию в открытом заседании физико-математического факультета Петербургского университета. По странной игре случая его оппонентами были профессора университета Д. И. Менделеев и А. В. Советов — те самые известные ученые, работы которых он в свое время подверг критике на страницах «Земледельческой газеты».
Сообщение самого Костычева было сделано в свойственной ему сжатой и ясной форме. Официальные оппоненты дали работе высокую оценку и приветствовали в лице Костычева многообещающего исследователя-экспериментатора. Многие видные ученые указывали на то важное значение, которое имела в истории науки работа Костычева о почвенном фосфоре.
«Благодаря Костычеву, — писал H. M. Сибирцев, — мы гораздо отчетливее представляем себе теперь состав и изменяемость фосфорнокислых солей в почве». И действительно, эта работа Костычева явилась крупным и совершенно самостоятельным исследованием очень важного и запутанного вопроса почвоведения. Здесь, как и во всем, ученый шел своим самобытным путем, смело ломая отжившие научные представления и создавая новые.
***
Русские лесоводы издавна интересовались той связью и взаимозависимостью, которые существуют между лесом и почвой. Они понимали, что от удачного выбора почвы и от правильного ухода за нею во многом зависит успех искусственных лесных посадок. Не ускользало от ученых и то влияние, которое и сами леса оказывают на почву.