Костычев был в подробностях знаком с историей травосеяния в России и прекрасно понимал, почему оно так слабо прививалось. «У нас попытки разведения кормовых трав на полях, — указывал он, — как известно, начаты уже очень давно; но все эти начинания при крепостном праве не могли иметь серьезного значения и не вытекали из необходимости; история травосеяния в России, как история вообще всех серьезных улучшений в хозяйстве, может насчитывать всего каких-нибудь три десятка лет».
Развитие травосеяния в пореформенной России, по данным, приводимым В. И. Лениным, шло попутно с обособлением районов торгового молочного скотоводства. В Вологодской губернии начали заводить травосеяние после 1872 года, когда здесь прошла Ярославско-Вологодская железная дорога и в связи с этим увеличился спрос на молочные продукты. То же наблюдалось и в других губерниях — Ярославской, Смоленской, Нижегородской, Псковской, Калужской. В Петербургском уезде посевы трав к 1887 году занимали более 13 процентов всей площади пашни, а в дачном районе этого уезда — почти 25 процентов. В. И. Ленин писал, что в связи с проникновением капиталистических отношений в сельское хозяйство «зажиточное крестьянство получает толчок к развитию и улучшению земледелия, результатом чего является распространение травосеяния, которое становится необходимою составною частью торгового скотоводства. В Тверской губ., например, констатируют развитие травосеяния, и в самом передовом Кашинском уезде уже 1/6 часть дворов сеет клевер»{В. И. Ленин. Сочинения, т 3, стр. 238.}. На юге травосеяние развивалось под влиянием растущего овцеводства.
Первое издание книги А. В. Советова о кормовых травах появилось в 1859 году. Книга основывалась на сравнительно немногих наблюдениях из практики сельского хозяйства; в ней было мало данных о травосеянии в южных частях страны. Костычев во время своих путешествий по северной, средней и южной России наблюдал во многих местах удачные и неудачные посевы разных трав — бобовых и злаковых. В окрестностях Петербурга он изучал природные луга и искусственные посевы трав, сравнивал их друг с другом и приходил к выводу, что здесь следует не только практиковать в широких размерах полевое травосеяние, но и естественные луга могут быть значительно улучшены при помощи подсева на них трав. Здесь ученый вплотную подошел к идее луговых или кормовых севооборотов. В своих интересных путевых заметках «Об улучшении лугов и об уходе за ними» он писал о том, что природные луга, которые стали ухудшаться и заболачиваться, лучше всего перепахать и засеять новыми травами. Но сеять их нужно не сразу после распашки луга, так как «обыкновенно такая перепаханная земля бывает настолько хороша, что из нее можно извлечь значительную выгоду, засевая ее года два или три хлебами. Накопившиеся в почве во время существования луга органические вещества после перепахивания будут быстро разлагаться и дадут много аммиака и азотной кислоты; почва после разрыхления будет задерживать больше воды и медленнее высыхать — а от всего этого урожаи хлебов на месте бывшего плохого луга могут быть очень хороши и вполне покроют издержки по перепахиванию луга и засеванию его травами».
В Батищеве и соседних с ним имениях и деревнях, с легкой руки Энгельгардта, довольно сильно распространились посевы клевера. Поездка в Смоленскую губернию дала Костычеву возможность исследовать эти посевы, он собрал ценные сведения об урожайности клевера, о числе укосов этой травы за одно лето, о том, как возрастают урожаи хлебов и льна на полях, где перед этим возделывался клевер.
Обобщая опыты Энгельгардта и соседних крестьян по освоению пустошей с подзолистыми почвами, Костычев наметил способы повышения плодородия этих земель с помощью удобрений и травосеяния. После разработки пустошей он рекомендовал сеять лен, который хорошо удавался на таких землях и обеспечивал большой доход. Часть этого дохода можно было использовать для покупки удобрений. После льна, истощающего почву, она должна «заправляться» фосфоритом, по которому сеется рожь и за ней овес. За несколько лет такого использования подзолистая почва теряет довольно много питательных веществ. Поэтому ее следует снабдить калием в виде каинита или более дешевых глауконитовых песков и засеять клевером. Клевер даст много хорошего сена и сильно повысит плодородие почвы, накопив в ней большое количество органического вещества и азота. Клеверное сено, преобразованное в навоз, тоже вернется на поля.
