«Весною и настоящим летом, — писал Костычев в 1881 году, — мне пришлось видеть наши степи в Воронежской и Харьковской губерниях; я имел возможность наблюдать, что с ними делается после распахивания, каковы бывают в разных случаях залоги после прекращения пахоты и как они мало-помалу опять превращаются в степь. При этом более 50000 десятин никогда не паханных степей, разных залогов и пахоты различных лет осмотрено мною очень подробно, так что если оказывалось нужным, я возвращался на один участок по нескольку раз, для лучшего сравнения его с другими, и ходил всюду пешком, потому что при проезде можно упустить из виду много особенностей, весьма интересных».
И действительно, этих «интересных особенностей» он увидел в степи великое множество. Прежде всего степь была очень многоликой, академическое представление об однообразии, монотонности степного ландшафта оказалось неверным. «Лица, не видавшие степей, — говорил по этому поводу Костычев, — склонны представлять их себе довольно однообразными по растительности (по крайней мере, так было со мною); но достаточно одного взгляда на степь, чтобы разубедиться в этом. Я, напротив, нигде в более северных местностях ие видел такого разнообразия растений, как на степях Воронежской и Харьковской губерний».
Вот когда Костычеву пригодилось его отличное знание ботаники: большинство растений он прекрасно различал прямо в поле, но иногда начинал сомневаться в правильности своего определения — такие растения им аккуратно выкапывались и гербаризировались. Зимой в ботаническом кабинете Лесного института они были определены совершенно точно.
Костычев подробно расспрашивал служащих конных заводов, а особенно встречавшихся ему крестьян о степных травах, их отношении к разным почвам, питательном значении для лошадей. С большим интересом знакомится он с богатейшим народным опытом, тщательно записывает местные названия растений. Не обходилось при этом и без путаницы. Один из наиболее распространенных степных злаков, типчак, называли и типцом, и кипцом, и метличкой, и тонконогом. Последним именем обозначали и другое, совсем не похожее на типчак, степное растение. Но Костычев отлично находил с крестьянами общий язык и быстро разбирался в местных названиях растений.
Чисто степная растительность лучше всего была выражена на ровных возвышенных местах — здесь безраздельно царили три злака: ковыль, типец и тонконог; иногда к ним присоединялся костер; в некоторых местах он рос очень обильно, в других же нельзя было кайти ни одного экземпляра этого растения. Такое непонятное, на первый взгляд, явление заинтересовало Костычева, и вот почему: костер имеет более высокое кормовое достоинство, чем многие другие степные злаки. Костычев внимательно следил за агрономической литературой, он знал, что русские агрономы еще в XVIII веке рекомендовали костер для посевов, а совсем недавно ему попалась статья венгерского профессора А. Кодолани, писавшего об использовании костра в Венгрии.
«Несмотря на обширное распространение этой травы, — говорил Костычев о костре, — и на то, что ее еще в прошлом столетии рекомендовали для культуры, ее начали возделывать недавно, — сперва в Венгрии, а затем — независимо от этого — и в России…» Костычев счел нужным сослаться «а исследования Кодолани и привести его слова о костре: «Это новое кормовое растение в венгерских равнинах, известных своим сухим климатом, настолько привлекает внимание хозяев, что можно считать уместным ознакомить их с этим растением, тем более, что оно во многих отношениях превосходит даже люцерну, которая до сих пор одна господствовала в венгерских равнинах».
Но на конных заводах никто не сеял костра специально, а в целинной степи и на залогах его было меньше, чем других злаков. Костычев внимательно присматривается ко всем тем местам, на которых он наблюдал больше костра, и замечает, что это растение чаще встречается на участках, преимущественно «не очень высоких по положению», то-есть там, где не так сухо. Можно было сделать вывод, что костер менее засухоустойчив, чем другие степные злаки. Но почему его так ценят в Венгрии именно как засухоустойчивое растение? После тщательных наблюдений и размышлений Костычев объяснил это противоречие. Костер действительно замечательное засухоустойчивое растение, которое упорно противостоит даже продолжительнейшим засухам, под влиянием которых все другие кормовые растения рано погибают. Но костер очень своеобразно разрастается. Раскапывая корневую систему этого растения, Костычев увидел, что оно образует подземные побеги, отходящие от растения нередко на 30–40 сантиметров. Выйдя на свет далеко от стеблей, давших ему начало, новый стебель таким же порядком образует вокруг себя куст более молодых стеблей и так далее.