Что же для этого нужно? Лес, травосеяние, правильная обработка почвы, снегозадержание. Правильная и своевременная обработка почвы может очень сильно сберечь влагу. Костычев знал немало таких случаев, когда на только что поднятых новях урожаи были хорошими даже в засушливые годы. В 1891 году, когда недород охватил огромные пространства черноземной полосы, урожаи растений на песчаных землях, расположенных среди черноземов, в большинстве случаев были хорошими. Эти факты, по мнению Костычева, убеждают «нас в том, что достаточное или недостаточное количество воды для растений зависит не от одного климата, но в значительной степени также и от почвы».

Некоторые почвы — свежие нови, пески — в своем естественном состоянии обладают такими свойствами, которые устраняют или, во всяком случае, сильно смягчают воздействие засух. Другим же почвам надо такие свойства придать искусственно, эти почвы надо преобразовать.

Некоторую роль здесь может сыграть травосеяние.

Но одного травосеяния будет мало, и оно тоже не сразу и далеко не везде проявит свое положительное действие. Самым быстрым и легким средством является научно обоснованная система обработки почвы.

Обработка почвы должна быть построена так, чтобы сберегать капризную степную влагу всю до капли. Поэтому поля под яровые — весенние посевы — должны в большинстве районов обрабатываться обязательно еще осенью, «под зябь». Об этом давно и много говорили русские агрономы, но Костычев дал научное обоснование, теорию зяблевой вспашки.

Он показал, что в степной полосе год по состоянию влажности почвы разделяется на два периода:

1) период накопления влаги, продолжающийся с сентября по март;

2) период потери влаги, охватывающий время с апреля по август.

Но в течение первого периода осадки выпадают главным образом в виде снега, а снег с полей легко сдувается и нагромождается в балках, оврагах, речных долинах и, таким образом, бесполезно теряется для земледелия.

Поздняя осень 1891 года застала Костычева в Саратовской губернии; он мог наблюдать обильные снегопады, но «…выпавший снег слоем не менее аршина через несколько дней снесен был весь без остатка, и почва опять была обнажена». А ведь каждые 10 миллиметров снега на полях дают почве около полутора тысяч пудов воды на десятину.

Ранней весной, как только начинается таяние снега, образующаяся при этом влага впитывается в почву, разрыхленную с осени. Но земля обогащается снежной влагой не только во время снеготаяния, но и в течение всей зимы. Замерзшая земля, после того как она покроется сплошным снежным чехлом, постепенно оттаивает, так как снег не позволяет ей больше охлаждаться, а глубокие слои почвы, оставшиеся теплыми, передают свое тепло в вышележащие слои. Происходит медленное подтаивание снега на поверхности почвы, и поэтому она увлажняется.

Костычеву такие выводы удалось сделать на основании постоянных наблюдений за изменением влажности почвы в лесу и на соседних полях в Велико-Анадоле. Зимой 1891/92 года эти наблюдения не прекращались. В сентябре после засухи почва была очень сухой, и все ее слои до глубины аршина содержали около 14 процентов воды. В ноябре почва промокла уже на 6 вершков{Аршин = 16 вершкам = 71 сантиметру.} и содержала в этом слое около 20 процентов воды. В декабре промачивание распространилось до глубины 8 вершков, в январе —12, а в феврале — на глубину более аршина. Наблюдения велись на участке с хорошим снежным покровом; там, где его не было, почва влагой не обогащалась.

Костычев делал такой важный практический вывод: «…накопление на полях снега составляет одно из важнейших средств, при помощи которых хозяева могут бороться с засухами». Успешное снегозадержание, по мнению Костычева, может вестись с помощью самых легких способов. Прежде всего сама осенняя вспашка, придающая поверхности почвы неровный, ребристый характер, уже будет несколько задерживать снег. Затем он указывает на «полезность разведения леса, живых изгородей, опушек». Но есть и еще более простые приемы: оставление на полях высоких стеблей кукурузы, подсолнечника, создание из них «кулис», то-есть рядов этих растений, расположенных на известном расстоянии друг от друга. Эти кулисы Костычев тоже называл «живыми изгородями». На помощь им должны прийти механические способы накопления снежных масс. Он предлагал принять совет Баталина «пропахивать снег для того, чтобы образовать из него валики, которыми задерживаются новые количества снега».

Ученый говорил, что все эти способы он наблюдал в разных местах России, что взял он их из практики, и практикой же они проверены. Он стремился показать, что их следует применять повсеместно. Это даст огромное сбережение зимней влаги. «Снег, — по словам Костычева, — есть тот источник, из которого земля получает воду, находимую в ней весною».

Ранней весною начинается развитие озимых хлебов, проводится сев яровых — они сразу же будут нуждаться во влаге. Надо, чтобы она легко проникала в почву: ни одна капля талой воды не должна уйти с полей. Еще весной 1891 года Костычев провел недалеко от Велико-Анадола такие наблюдения: он изучил влажность почвы в аршинном слое на земле, вспаханной с осени, и на земле невспаханной. Разница во влажности оказалась огромной — в среднем на 8 процентов. Для придания полученным цифрам большей наглядности Костычев их представил в пудах воды, доступной для растений, в расчете на одну десятину: вспаханная земля содержала 96 тысяч пудов доступной воды, что было достаточно для получения стопудового урожая зерна. На невспаханном участке имелось 35 тысяч пудов воды на десятину, и это могло обеспечить в лучшем случае урожай в 40 пудов.

Костычеву первому принадлежит попытка дать количественную оценку запасов воды в почве при разных способах ее обработки. Полученные им цифры помогли решить вопрос о важности зяблевой вспашки для яровых посевов.

Накопить влагу в почве за зимний и весенний периоды еще недостаточно, надо уметь также сохранить ее летом, то-есть добиться такого положения, чтобы она целиком расходовалась на создание урожая культурных растений. Для этого необходимо на полях в течение всего года вести энергичную борьбу с сорными травами. Во время своих поездок по различным губерниям России ученый видел, что сорняки, особенно на крестьянских полях, нередко, в полном смысле слова, душат культурные растения: «…не преувеличу, если скажу, что от сорных трав урожай у нас — в среднем выводе по всей России — уменьшается наполовину, и уж никак не менее, как процентов на 30». Особенно большой вред приносили корневищные сорняки — пырей ползучий и острец. Об одном посещенном им уезде Костычев иронически говорил:

— Здешние хозяева возделывают, собственно говоря, пырей, а вместе с ним по временам и другие растения — культурные.

Он предлагает взятую из народного опыта систему борьбы с сорняками: лущение стерни, чистые пары, вычесывание сорняков специальными орудиями. Одновременно Костычев выдвинул новый — биологический — метод борьбы с сорняками, основанный на изучении конкурентных отношений между разными видами растений.

«Для устранения сорных трав, — настаивал он, — необходимо главнее всего дружное и быстрое развитие культурных растений, и потому все меры, направленные к тому, чтобы доставить культурным растениям возможность развиваться быстро и дружно, будут вместе с тем лучшими мерами для устранения сорных трав». Следовательно, борьба за хорошее, быстрое развитие культурных растений и их высокий урожай является одновременно борьбой — и притом очень эффективной — с сорняками. Этот вывод является чрезвычайно важным и прогрессивным: он сыграл в дальнейшем большую роль при разработке мер борьбы с сорными травами.

Но если сорных трав на полях не будет совсем, то и в этом случае могут происходить большие бесполезные траты почвенной влаги. Если верхняя часть почвы уплотнена, то по тонким, волосным промежуткам между ее частицами начнется поднятие влаги из нижних слоев к поверхности почвы; здесь вода будет испаряться; в жаркие летние дни этот процесс примет особенно энергичный характер. Чтобы этого не было, верхний слой необходимо поддерживать все время в рыхлом состоянии. «На счет этот, — любил говорить Костычев, — совершенно верно известное крестьянское выражение: «земля распушилась», и, мне кажется, трудно найти другой термин, который столь же хорошо характеризовал бы указанное состояние земли». Это может достигаться главным образом при помощи частых рыхлений или культивации полей. Костычев указывал наилучшие сроки для проведения таких работ, рекомендовал земледельческие орудия, которыми проводится рыхление почвы. Много замечательных мыслей высказал ученый также об обработке озимей, паровых полей, о лучших способах накопления в них влаги.