Подводя итоги своих исследований по борьбе с засухой посредством правильно построенных агротехнических приемов, Костычев делал такой вывод: «…для предохранения растений от действия засух на черноземе мы должны, главным образом, иметь в виду три цели: 1) возможно большее накопление в почве воды в течение зимнего времени; 2) поддержание проницаемости почвы для воды с тою целью, чтобы вода всякого дождя или снеговая вода проникала по возможности вся в почву, а не стекала бы поверхностно; 3) прекращение волосного движения воды в почве до самой поверхности ее, потому что этою мерою ослабляется или даже почти совсем прекращается высыхание почвы».

Эти положения вошли в золотой фонд учения о борьбе с засухами в нашей стране. Книга Костычева шесть раз переиздавалась в России до 1917 года, в СССР вышли новые ее издания. В 1896 году она появилась на польском языке. Переводчик в своем предисловии указывал, что в западноевропейской агрономической литературе, «начиная с Либиха», всегда делается односторонний упор на химические свойства почвы, а они мало помогают в борьбе с засухой, от которой часто страдает и «Царство Польское». Поэтому и было решено издать на польском языке «прекрасно написанную книгу» о борьбе с засухами, в которой сделан упор на физику почвы, но не забыта и ее химия.

Одним годом позднее в Варшаве была издана на польском языке и другая книга Костычева, посвященная тем же вопросам — «Обработка и удобрение чернозема». В предисловии профессора Болеслава Смольского указывалось, что заимствование поляками агрономических приемов из Западной Европы, «где другие почвы и климат», привело в условиях Польши к «фатальным последствиям», многие перестали вообще верить в научную агрономию. Книга «блестящего эрудита» профессора Костычева может исправить это положение и окажется «очень полезной для южных губерний Польши». Переводчик отмечал прекрасный язык книги, «понятный и для земледельца, не имеющего специального образования».

Меры борьбы с засухой, разработанные Костычевым и другими русскими учеными, быстро стали известны далеко за пределами нашей страны, приобрели международный резонанс. Академик В. Р. Вильямс писал по этому поводу: «Работы В. В. Докучаева, А. А. Измаильского, К. А. Тимирязева, П. А. Костычева, А. Н. Энгельгардта, М. В. Неручева — это те научные основы, на которых в течение нескольких десятилетий строилась исследовательская работа всех наших опытных учреждений и особенно опытных учреждений степной полосы. Идеи этих ученых перелетели океаны и стали достоянием Америки и других стран, в которых бывают засухи».

Идея комплексного преобразования природы русских степей была давно ясна Костычеву. Но великое народное бедствие 1891 года подтолкнуло ученого-демократа на новые научные подвиги, способствовало уточнению, кристаллизации его мыслей. Именно в это время он окончательно пересмотрел свои прежние представления о роли леса в земледелии, о его значении для борьбы с засухой.

Русские ученые давно считали, что лес — враг засухи и величайший помощник человека в борьбе с ней. К этому выводу на практике пришли В. П. Скаржинский в степях Одессщины, В. Я. Ломиковский в степях Полтавщины и многие другие талантливые ученые, трудившиеся в разных губерниях и уездах лесостепной и степной России.

В «Лесном словаре», составленном в 1843 году департаментом корабельных лесов, были подведены некоторые итоги всех этих разрозненных наблюдений о роли леса.

«Ветры, — читаем мы здесь, — встречая в стремлении своем тесные ряды дерев, теряют свою силу, а защищенные лесами страны избавляются от опустошительного влияния вихрей и ураганов. В густоте лесов морозы проникают землю позже и не столь глубоко, как на местах открытых… Холодные ветры, встречая леса, лишаются суровости, а, напротив того, знойные летние ветры, проходя лесами, напояются влажностью и навевают на соседние страны приятную прохладу.

…Итак, климатическое и физическое назначение лесов состоит в следующем: они содействуют гармонии законов природы; умеряют климат во всех отношениях; очищают атмосферу и делают воздух более пригодным для жизни людей и животных. Леса способствуют плодородию почвы как истлевшими остатками, так и постоянным орошением; содействуют полноводию рек и потоков».

В других книгах можно было найти не менее красивые слова о влиянии леса, но почти нигде нз говорилось о количественной стороне этого влияния. Костычев же, применявший везде «методы меры и веса», Этой стороной больше всего и интересовался. Одними красивыми словами не убедишь никого в значении лесов. Нужны цифры. И он эти цифры начал собирать уже давно. После 1891 года они ему пригодились. Надо было показать, как влияет лес на влажность почвы и на урожайность соседних полей. Первый вопрос был освещен в Велико-Анадоле, по второму — данные собирались по всей степной России.

После засухи был организован «специальный Лесной комитет» для разбора вопроса о степных лесах. Комитет заседал очень долго: с ноября 1891 года по март 1892 года. Большинство участников этих заседаний говорили о том, что лес имеет «ветроломное» значение, но сушит почву.

— Откуда вы это взяли? — спрашивал присутствовавший на заседаниях Костычев и продолжал: — В лесах и в непосредственной близости к ним снега бывает много, и весной почва может промокнуть там глубже и сильнее, чем на совершенно открытых степных участках. Испарение же влаги из-под полога леса меньше. Все это можно доказать с цифрами в руках, В Велико-Анадоле лесничий Храмов в начале марта нашел, что снега в лесу почти в три-четыре раза больше, нежели в окрестном поле. А когда снег стаял, то в лесной почве — в аршинном слое оказалось на пять процентов влаги больше.

— Эти лишние пять процентов в лесу сравнительно со степью дают около сорока тысяч пудов воды на десятине, — с торжеством заключал Костычев.

Значит, в лесу и около него будет больше влаги, постепенно поднимется уровень грунтовых вод и сильно уменьшится вредное влияние засух на посевы.

Урожай на полях, защищенных лесами, будет всегда выше, и Костычев говорил, что он замечал это во многих местах:

— До какой степени значительно может быть влияние леса в этом отношении, показывает следующий пример: в Тульском имении графа Бобринского озимое поле 1891 года, окруженное с трех сторон лесом, дало урожай в девяносто пудов зерна с десятины, в то время как на полях соседних едва собраны были семена.

Лесной комитет, членом которого ученый не состоял, долго заседал и, наконец, вынес решение: рекомендовать мелкое, «куртинное», лесоразведение. Костычев выступил против этого решения; он говорил, что надо насаждать живые изгороди, защитные опушки, а кроме того, «желательно образование больших… скученно лежащих в одном месте лесных площадей, чтобы исследовать их влияние на окрестные местности; кроме того, в таких больших лесных дачах выращивается и древесина лучших качеств, чем в малых, где значительная часть площади приходится на опушки, в которых деревья обыкновенно растут хуже, чем внутри лесонасаждений».

Стоит ли говорить, что специальный комитет, состоящий главным образом из тупых царских чиновников, отклонил смелое предложение ученого. Он в нем предусмотрел осуществляемый лишь сейчас план создания лесов промышленного значения и механизированных лесных хозяйств в степной полосе.

С современной точки зрения рекомендации Костычева о насаждении лесных опушек и живых изгородей, а также больших массивов леса в степи являются робкими и недостаточными, но в его время они были исключительно прогрессивными, широкими, а главное — научно обоснованными. Начав с отрицания роли лесов в земледелии, Костычев пришел к тому, что одним из первых обосновал цифрами влияние леса на изменение влажности почвы и урожайность, доказал значение защитных лесов как средства борьбы с засухой. Им же было дано теоретическое обоснование вопроса о возможности выращивания леса в степях и способах его разведения.