В Алупке, одном из наиболее типичных мест южного берега Крыма, путешественник приступил к исследованию виноградных почв. Он осматривает почвы старых виноградников, а также плантаций, заложенных весною этого года, берет образцы почв для анализа, с интересом наблюдает за глубоко идущими корнями винограда: почти никогда в искусственном почвенном разрезе не удавалось видеть, чтобы они кончались. Какая же корневая система у этого растения? Случай помог Костычеву выяснить этот вопрос.
В расположенном около Ялты удельном имении Массандра прокладывалась дорога; шла она через виноградники, и здесь были сделаны очень глубокие выемки. Они оказались находкой для ученого. «В Массандре, — указывал он, — я мог проследить корни винограда до большой глубины и был поражен, найдя на глубине трех сажен ясно видимые пучки довольно еще толстых корней от каждою куста. Концы этих корней, несомненно, шли еще значительно глубже». Костычев также посетил Никитский ботанический сад и Магарачское училище виноделия, где была большая коллекция разных сортов винограда. Однако хорошие вина изготовлялись в Крыму в небольших количествах, урожаи винограда были незначительными, плантаций совершенно не удобрялись, и никто не занимался научной разработкой этих вопросов. Прошло уже около ста лет с тех пор, как один из первых исследователей Крыма, академик П. Паллас (1741–1811), указал на значение правильного подбора почв для разных сортов винограда. Эту мысль многократно повторяли другие, но изучением почв никто попрежнему не занимался. Костычев явился пионером в этом деле.
Внимательное изучение почв крымских виноградников, анализы этик почв в лаборатории позволили ему дать первое почвенное описание южного берега. Большая часть почв образовалась здесь, как установил Костычев, в результате разрушения или выветривания шифера — глинистого сланца, возникшего в юрский геологический период{Юрский период, или юра, — один из периодов мезозойской эры.}. Под виноградники разрабатывался иногда плотный, еще не выветрившийся шифер. При этом проводился плантаж, то-есть глубокая обработка и разрыхление породы. Образующаяся после этого почва была каменистой и состояла из плотных кусков шифера «величиною от ореха до кулака и более». Куски эти на воздухе быстро распадались и образовывали плотную суглинистую шиферную почву. Судя по рассказам местных виноградарей, почва эта оказывалась очень бедной питательными веществами. Лабораторные анализы подтвердили это: в шиферных почвах содержалось не более одного процента перегноя, да и то только в самом верхнем слое, очень мало азота, совсем не было извести, но при выветривании сланца образовывались свободные окиси железа. Поэтому имеющаяся здесь фосфорная кислота находилась в виде железистой соли, почти бесполезной для растений. По» плодородию и некоторым химическим свойствам эти почвы походили на подзолы.
Костычев рекомендовал для улучшения шиферных почв проводить их известкование, особенно при производстве плантажа, удобрять их навозом и минеральными азотистыми веществами. Мысль о применении извести родилась у него из таких наблюдений. Он заметил, что на южном берегу Крыма, помимо шифера, во многих местах встречались известняки; при их выветривании образовывался суглинок с известью; иногда он сносился с более высоких мест вниз и примешивался к шиферным почвам. От этого они делались значительно плодороднее и содержали больше усвояемого фосфора. Так почему же этот процесс, происходящий в природе, не воспроизвести искусственно? Ясно, что известкование чисто шиферных почв будет полезным, но только надо «поставить на разных виноградниках опыты и выяснить, в каком количестве следует вносить известь в почву. Известкование, говорил Костычев, несомненно, полезно и на вкус вина никакого вредного влияния не окажет. Ученый также советовал испытать фосфорные удобрения.
Он изучил цифры урожайности крымских виноградников и пришел к выводу, что здесь далеко не используются даже те небольшие запасы питательных веществ, которые имеются в почве. Причиной низких урожаев являлся недостаток влаги, о ее сохранении и пополнении никто не заботился. Костычев указывал: