H. И. Анненков сразу же приковывал внимание учеников к самым главным сторонам вопросов лесоводства в России, резко подчеркивал значение леса в деле охраны природы и создания лучших условий для земледелия. Он говорил о том, что немало ценных сочинений по лесоводству издано иностранными авторами, но «…пользоваться исключительно их одними сочинениями нам, русским, невозможно как по состоянию нашего лесоводства, так и по различию средств, климата и других обстоятельств». В России силами отечественных ученых должно быть создано свое научное лесоводство, учитывающее особенности природы страны и свой русский опыт ведения лесного хозяйства и искусственного лесоразведения. Рекомендуя свою книгу ученикам, Анненков говорил им: «…при составлении этих записок я старался извлечь из каждого сочинения только то, что применимо у нас в России, что основано на опыте». В своем обширном курсе Анненков знакомил слушателей с таксацией лесов, то-есть с их описанием и оценкой, с особенностями естественного возобновления лесов и с искусственным лесоразведением.
Можно думать, что именно увлекательные беседы Анненкова пробудили у Костычева большой интерес не только к лесоводству, но и к почве.
— Россия обширна, разнообразна, — говорил Николай Иванович. — Климат и почвы страны на огромном пространстве подвергаются большим изменениям, и это, несомненно, оказывает большое влияние и на рост естественных лесов, и на состав пород деревьев, и на способы искусственного лесоразведения.
Лесовод должен обращать главное внимание на почву: на ее влажность, глубину и на характер подпочвы. Для разных пород деревьев все это имеет разное значение. Ель, например, очень требовательна к влажности почвы; сосна, напротив, хорошо переносит недостаток влаги в почве и потому успешно растет на сухих песках. Глубина самой почвы имеет важное значение только для молодой поросли и для тех пород, которые, подобно ели, распространяют свои корни горизонтально. Глубина же подпочвы, напротив, заслуживает особого внимания для пород, имеющих «глубоко внедряющиеся корни», таких, как сосна и дуб. А эти два дерева, по мнению Анненкова, являлись самыми главными для России. Он рассказывал ученикам, что лесничие Петербургской губернии разделили все почвы на пять групп по их пригодности для выращивания сосны. Почвой «первого достоинства» считался «свежий, тучный суглинистый песок». На этой почве сосновое насаждение давало ежегодный прирост древесины до 160–200 кубических футов с десятины, а иногда до 280 кубических футов. Плотная, заболоченная глина считалась почвой «пятого достоинства». На ней в год сосны давали прирост только 46–65 кубических футов. Вот какое огромное влияние оказывала почва на рост и развитие, казалось бы, такого неприхотливого дерева, как обыкновенная сосна!
Анненков коротко рассказывал ученикам о черноземе — об этой темной, плодородной, чудесной русской почве, слава которой гремела по всей Руси и далеко за ее пределами. Обобщая существующий опыт разведения лесов на русском черноземе, Анненков говорил: «…на черноземе, распространенном у нас в южной части Тульской, в Орловской, части Калужской, Рязанской, Тамбовской и других губерниях, превосходно растет сосна, ель, береза, дуб».
Под влиянием Н. И. Анненкова и С. П. Карельщикова Костычев проникался все большим интересом к естествознанию и главным образом к ботанике. Ко времени окончания Земледельческой школы он был уже сам «маленьким ботаником», больше всего интересовавшимся луговыми травами и древесными растениями. Но интерес Костычева к естествознанию был гораздо шире. Будущий ученый отнюдь не собирался замыкаться в пределах одной ботаники. Он настойчиво изучает также физику и химию. Правда, эти науки были поставлены в Земледельческой школе хуже, чем биологические. Быть может, это было связано отчасти с тем, что директор-ботаник меньше уделял внимания физике и химии. Но главное заключалось в том, что на небольшие средства, выделявшиеся школе Московским обществом сельского хозяйства, нельзя было создать хорошо оборудованный физический кабинет и химическую лабораторию. Поэтому физика и химия изучались в школе без постановки опытов. В существовавшей же при школе химической лаборатории не было почти никаких приборов. Стараниями лаборанта И. И. Рыбальченкова была лишь собрана «коллекция химических веществ». Тем не менее успехи Костычева по физике и химии были «очень хорошими», что было впоследствии отмечено в его свидетельстве об окончании школы.