Внимание ученого к виноградарству на песках было привлечено еще и потому, что здесь лозы не могла уничтожать филлоксера — страшнейший вредитель виноградников, завезенный в прошлом столетии в Европу из Америки и в семидесятых годах проникший в Россию Качество винограда на песках было высоким: «виноград сладок, не водянист», — писал Костычев.
В своей лаборатории ученый с помощью студентов Лесного института провел изучение некоторых химических и физических свойств песков. Слушатель Давыдов сделал механический анализ Алешковских песков и помог доказать, что они относятся к группе песков грубозернистых, а Романовский сделал химический анализ «жерствы» — погребенных плотных слоев, встречающихся в песчаных почвах. Оказалось, что эта жерства имеет более богатый химический состав и содержит больше глины, нежели сами пески. Это позволило Костычеву рекомендовать в тех местах, где в песчаных почвах неглубоко залегает слой жерствы, производить перед посадкой виноградника плантаж, то-есть глубокую обработку почвы с целью улучшения ее физических свойств и обогащения верхних горизонтов песка питательными веществами. В 1894 году Костычев публикует в «Вестнике виноделия» статью, посвященную химическому составу днепровских песков.
Ученый считал, что на песках в разумных размерах следует сохранить и земледелие зернового направления, и скотоводство, и огородничество, но в целом хозяйство следует перестроить.
Хозяйство в Днепровском уезде, писал он, вели «не сообразно с почвенными условиями, и теперь вся задача состоит в том, чтобы помочь крестьянам перейти к такой хозяйственной системе, которая здесь наиболее пригодна, то-есть перенести центр тяжести на садоводство и виноградарство».
Но если все пространство будет занято обрабатываемыми садами и виноградниками, то это также будет вести к развеванию песка. Поэтому наряду с ними здесь огромное развитие должно получить и лесоразведение как на крестьянских землях, так и на казенных. Обобщая те немногие удачные опыты выращивания леса, которые проводились на песках, Костычев считал, что на чистых песках следует создавать сосновые насаждения. Особенно рекомендовал он для этого крымскую сосну: «…растет она быстро, не подвергается пока нападению никаких насекомых и дает хорошую древесину». Более богатые, серые пески позволяют выращивать лучший лес: «На них конечною целью лесоразведения может быть, по моему мнению, — писал Костычев, — образование чистых дубовых насаждений».
Перестройка сельского хозяйства превратит бросовые земли в земли высокого качества, позволит с наибольшей эффективностью использовать природные особенности песчаных почв, «…песчаная местность Днепровского уезда, — писал Костычев, — представляет много условий, весьма выгодных… при надлежащем пользовании ими население здесь может существовать, не только не терпя нужды, но даже зажиточно». Ясно, что замечательные предложения Костычева относительно правильного использования песков были применимы не только на Нижнеднепровском массиве, но в том или ином виде на всех песках нашей степной зоны.