В числе студентов Земледельческого института был А. С. Ермолов, происходивший из богатой помещичьей семьи. Он тоже интересовался химией и посещал лабораторию Энгельгардта. Профессор уговорил Ермолова поехать во Францию и привезти оттуда образцы фосфоритов, используемых на удобрение.
Спустя некоторое время в химическую лабораторию было доставлено четыре образца «муки» из кругляков фосфорита, изготовляемой во Франции в районе Арденн и считавшейся самой лучшей. Однако во французской научной литературе Ермолов не нашел цифр, которые показывали бы, сколько же чистой фосфорной кислоты содержится в этой «лучшей муке». Пришлось эти цифры получить в Петербурге. Делать анализы Энгельгардт поручил Костычеву.
Еще до того, как французская «мука» поступила в лабораторию, Костычев и его товарищи, студенты Малышев и Маркграф, провели анализы фосфорита, или, как любил выражаться Энгельгардт, «саморода», собранного в разных губерниях России. В фосфоритах Дмитровского уезда Московской губернии содержалось 16–17 процентов фосфорной кислоты, Курской губернии — 14–15 процентов, Нижегородской — 21 процент, а один образец саморода из этой губернии на 27,5 процента состоял из фосфорной кислоты.
«Какие же цифры дадут французские фосфориты?» — вот вопрос, который занимал Энгельгардта, Костычева, всех работающих в лаборатории.
Результаты анализов оказались совершенно неожиданными: французские фосфориты содержали всего лишь от И до 17 процентов фосфорной кислоты. Товарищи сомневались в точности работы Костычева.
— Не попутали ли вы что-нибудь? — спросил и Энгельгардт.
Костычев был уверен в абсолютной точности своих цифр. Но, понимая, какое они имеют значение для пропаганды русских фосфоритов, он со всей тщательностью повторил анализы. Получились те же самые цифры.
Анализы Костычева были опубликованы в одной из книжек журнала «Сельское хозяйство и лесоводство» за 1868 год. «Из этих анализов, — писал Энгельгардт, — видно, что во Франции перетираются в муку кругляки Фосфорнокислой извести, которые содержат даже менее фосфорной кислоты, чем наши самороды». Таким образом, было доказано превосходство наших фосфоритов над французскими. Честь этого открытия принадлежала Энгельгардту, Костычеву и Ермолову.
Однако Костычева полученные результаты не удовлетворили. Отечественные фосфориты оказались лучше заграничных, но все же при размоле самородов в удобрительную муку последняя будет содержать много балласта. Надо повысить содержание фосфора в муке, обогатить ее фосфором, тогда получится более концентрированное, более выгодное удобрение. Опыты по обогащению муки фосфором Костычев проводит уже по своему почину.