Споры на заседаниях общества особенно заинтересовали Костычева. Он мог уже кое в чем разобраться критически.
И вот однажды он услыхал, что травосеяние — вредная и глупая затея, для России она, мол, не подходит. Плодородие же почвы понижается не из-за трехполья, а потому, что крестьяне, «разбалованные волей», плохо отрабатывают барщину, которая фактически существовала и после так называемого «освобождения».
Но ведь Павлов, которого юноша Костычев так уважал, в своих книгах не только много говорил о пользе трав, — но он доказал эту пользу цифрами. Да и сам Костычев видел на Бутырском хуторе, что дают травы хозяйству и что они делают с почвой. Несомненно, травосеянию в северной и средней полосе России принадлежит большое будущее. Но много здесь еще и неясного.
Постепенно Костычев приходит к мысли, что сначала надо хорошо научиться определять травы из разных семейств, прочитать все, что написано о них в книгах, а там и путь дальнейших исканий станет яснее.
Зимний московский вечер… Рано стемнело… В небольшой комнате, носящей громкое название ботанического кабинета, сидит, склонившись над гербарными листами, черноглазый юноша с худым, болезненным лицом. Это Костычев. Он упросил престарелого служителя позволить ему поработать одному в кабинете. Служитель недоволен: уж больно он задавлен любовью к строгим порядкам, но все-таки пускает ученика в кабинет. Ведь этот мальчишка пользуется уважением учителей и чуть ли не самого директора, а кроме того, на старика действует серьезность Костычева.
Павел разворачивает листы гербария. Это разные бобовые травы. Летом он сам их собрал под Москвой, в окрестностях Бутырского хутора. Рядом на столе лежит определитель московской флоры Анненкова, тут же его словарь. Кое-какие растения Павел узнает сразу, с другими приходится повозиться. Какое он испытывает удовольствие, определяя растения! Вот это, несомненно, клевер, или, как говорит Николай Иванович, любитель народных названий, «дятловина». Но какой именно? Ведь есть много разных видов клевера. А вот это «медунка», или, по-научному, люцерна. Следующий лист — «петушья головка», или эспарцет.
Нужно знать обязательно и латинские названия растений. Но вот беда, в школе не учат латынь и в уездном училище не учили. Костычев самостоятельно принимается за латынь. Некоторую помощь оказал ему в этом самый молодой педагог — Сергей Петрович Карельщиков.
Н. И. Анненков, занятый директорскими делами, не мог целиком посвятить себя преподавательской деятельности. Его ближайшим помощником по преподаванию биологии был талантливый ботаник С. П. Карельщиков (1834–1869). Этого преподавателя занимали многие научные вопросы: изучение болезней растений, вызываемых ржавчинными грибками, еще больше — какое число устьиц бывает на листьях разных растений в разные периоды их жизни и о размножении луговых трав корневою порослью.
Обремененный большой семьей, больной туберкулезом легких, Сергей Петрович вынужден был преподавать и в других местах, бегая по частным урокам. По вечерам он все же «забегал» на Смоленский бульвар, чтобы на досуге немного поработать в ботаническом кабинете: его интересовали микроскопические грибки — плесени, головня, хлебная ржавчина. В кабинете Карельщиков часто встречал Костычева, который оказывал своему учителю помощь в приготовлении препаратов, мыл посуду, протирал микроскоп. Карельщиков не оставался в долгу.
Он помогал Павлу в определении растений, показал, как нужно читать по-латыни. Учитель поражался способностям ученика, который все быстро схватывал и, казалось, навечно запоминал. Карельщиков, являвшийся одним из первых дарвинистов в России, подробно рассказывал своему юному ученику о книге Дарвина «Происхождение видов», смело раскрывал перед ним картину вечного развития и обновления природы.
Костычев и другие ученики очень ценили Карельщикова. Ботаник С. М. Розанов (1840–1871), вспоминая впоследствии Карельщикова, говорил: «В Земледельческой школе он пользовался любовью своих учеников, которые особенно любили его уроки зоологии». Девизом Карельщикова было: «…не только убеждать и вразумлять слушателей, но давать им также возможность убеждаться и вразумляться собственным наблюдением и опытом».
Шутливо и в то же время с грустью рассказывал Карельщиков о своем безрадостном детстве, о трудном пути «в науку». Он происходил из обедневшей купеческой семьи. Отец его был типичным самодуром. Самодурство отца усиливалось его неудачами на торговом поприще. Увлечение сына естествознанием встречало со стороны родителей самое резкое неодобрение. Особенно возмущался отец «ботаническими экскурсиями» по окрестностям Москвы, которые Сергей Карельщиков начал предпринимать со второго класса гимназии. Мальчика безжалостно секли, оставляли без обеда, но не могли подавить его страсть к ботанике.