«Не одно степное пастбище, — писал тот же автор в заключение своей статьи, — но и почти все остальные элементы степного хозяйства представляют собою ряд явлений, никем не описанных, никем не констатированных, никем не исследованных и не объясненных, и это безучастие исследователей и наблюдателей к интересам степи вообще тем более непонятно, что степь разнообразием всех отраслей ее хозяйства представляет столь интересную и поучительную картину, какую не может представить исследователю ни одно из хозяйств остальных полос империи».
Костычев оказался одним из первых ученых, внявших этому призыву. Ему еще было неясно, чем можно заменить переложную систему земледелия, он стремился пока только к тому, чтобы ускорить процесс восстановления плодородия степи.
Правильна ли мысль, что чередование растений на перелоге будет всегда одним и тем же? Неправильна, отвечал Костычев. Неправильна хотя бы потому, что слишком разнообразна степная природа. Он исследует перелоги в Воронежской и Орловской губерниях, в сухих донецких степях, на Северном Кавказе, за Волгой, а в 1884 году едет в оренбургские и казахстанские, или, как тогда говорили, «киргизские» степи. И он твердо устанавливает, что смена одних растений другими на перелогах происходит не по одной какой-нибудь схеме, а различными путями, в зависимости от окружающих условий. А условия эти бесконечно разнообразны. «Общее правило, — говорил Костычев, — будет такое, что на залогах растет только то, что растет вокруг них».
Схема, намеченная Черняевым, во время наблюдений Костычева постоянно нарушалась. Замечалось много случаев, когда бурьянистый залог начинал прямо зарастать типчаком и ковылем, то-есть превращался в степь, минуя длительную пырейную стадию. Но это происходило только в том случае, когда залог находился «рядом со степью, когда он не очень обширен и когда возле него, кроме степи и других залогов, ничего нет». Если же вокруг залога преобладали распаханные земли или другие залоги, то на смену бурьянам приходили луговые злаки, которые встречались невдалеке на низменных лугах. Постепенно луговых трав на перелоге делалось так много, что все это место по внешнему Еиду напоминало как бы настоящий луг. Однако пырей, луговой мятлик и другие луговые растения сильно иссушали почву и тем подготовляли условия для своей собственной гибели. Тогда им на смену постепенно приходили типчак и ковыль. Замечались и такие случаи, когда выпадала бурьянистая стадия, и на перелог первыми приходили корневищные злаки.
Все эти процессы происходили сами собой, степной земледелец и не пробовал их регулировать. Познав закономерности смены разных растений на перелоге, Костычев пришел к выводу, что можно вмешиваться в эти природные процессы, придавать им такое направление, которое будет выгодным для степного сельского хозяйства. Ведь злаковые стадии наступают не сразу потому, что вначале не хватает семян степных злаков. Сорняки же, растущие в культурных посевах, приносят так много семян, что обильно распространяются и захватывают всю площадь уже на следующий год после оставления поля в залежь. Надо помешать сорнякам и помочь злакам. Как помешать сорнякам? Необходимо бороться с ними еще на пашнях. Как помочь злакам? Надо подсевать семена степных трав в год посева последней по счету сельскохозяйственной культуры. Тогда травы уже в первый год займут поле, оставляемое в перелог.