Последний — год пребывания Костычева в школе был омрачен уходом Анненкова. Восприняв «освобождение» крестьян как действительное освобождение, Николай Иванович начал добиваться коренной реформы Земледельческой школы. Анненков считал, что теперь она не должна готовить «ученых управителей» для помещичьих имений. Ее цель, по мнению Анненкова, иная: готовить высокообразованных агрономов из народа для вольной русской деревни, то-есть для помощи в первую очередь крестьянам. В своих докладных записках президенту Московского общества сельского хозяйства Анненков требовал «увеличения курса» школы, «расширения преподавания математики и естественных наук», «увеличения практических занятий воспитанников», организации хорошей химической лаборатории и значительного увеличения ассигнований. Но президент и большинство членов общества смотрели на дело совсем иначе. Им попрежнему нужны были послушные «ученые управители». С директором-«фантазером» поступили так же, как и с Бажановым: начали травить, а потом предложили подать в отставку. Директором школы стал бесхарактерный Николай Иванович Сосфенов, занимавший до этого должность школьного инспектора.
Но все-таки Сосфенов, следуя духу времени, решил сам провести в школе одну своеобразную и довольно радикальную реформу. Разбор проступков учеников и наказание провинившихся он передал в руки самих учеников, которые выбирали для этой цели комиссию «судей». Директор скоро получил нагоняй за свою «реформаторскую» деятельность и вынужден был ликвидировать комиссию, но в одном отчете все же успел написать, что ученическая комиссия по разбору проступков в 1862/63 учебном году работала хорошо и выносила очень справедливые решения, «когда старшими членами комиссии были Костычев и Гудков, ныне окончившие уже курс».
Из этого указания видно, что Костычев в это время пользовался большим авторитетом в глазах товарищей, его уважали также учителя и сам директор.
Когда Костычев учился в последнем классе, к Сосфенову обратился помещик Виноградов с просьбой составить «хозяйственное описание» его имения, находившегося в Клинском уезде Московской губернии. Сосфенов поручил это дело лучшему ученику школы — Костычеву.
Получив небольшую сумму денег, Костычев отправился в свое первое путешествие по железной дороге. Маленький локомотивчик, пыхтя, тянет несколько небольших вагонов. Костычев сидит у открытого окна и с интересом смотрит на меняющийся облик местности. Но путь недалек; через девяносто верст от Москвы кондуктор громогласно объявляет: «Клин».
Здесь Костычева ждала повозка, которая и довезла его до имения Виноградова. Помещик встретил молодого человека не особенно любезно, хотя и называл его «господин Костычев», но слово «господин» произносил с видимым усилием. Однако бывший крепостной оказался на редкость толковым человеком: он прекрасно разобрался в природных условиях имения, хорошо описал применявшиеся в нем приемы земледелия и скотоводства, указал, какие нужно сделать изменения в хозяйстве, посоветовал осушить дренажем заболоченный луг, доказал помещику, что выгоднее увеличить посев пшеницы за счет уменьшения посевов ржи. Все эти советы молодой агроном обосновывал ссылкой на удачные опыты, проведенные в других местах Московской губернии, на авторитет таких видных русских агрономов, как М. Г. Павлов, А. М. Бажанов.
В виноградовском имении Костычев увидел не только природу, земледелие и скотоводство, о которых он и написал в своем отчете. Он увидел другое, о чем писать было нельзя. Несмотря на отмену крепостного права и «крестьянскую волю», в деревне все осталось почти по-прежнему. Виноградов получил себе лучшую, хорошо унавоженную землю, расположенную около деревни. Крестьянам же при освобождении отрезали небольшие клочки земли, заболоченные или пересеченные оврагами. Эти клочки были далеко от деревень и в прошлом никогда не унавоживались. Но за эти плохие земли крестьяне обязаны были платить большой выкуп.
Крестьянам не хватало своей земли, и они вынуждены были арендовать ее у помещика на условиях самой тяжелой кабалы. Многие крестьяне батрачили на помещика, подвергаясь беззастенчивой эксплуатации с его стороны. И так было не только в деревне Виноградова, но и по всей России.
В пореформенной России, несмотря на множество пережитков крепостничества, быстро шло развитие промышленного капитализма. Стали развиваться капиталистические отношения и в деревне. Происходило расслоение крестьян на кулаков и бедняков, причем бедняцкое население деревни, составляющее большинство, все время увеличивалось за счет разорения среднего крестьянства. Развитие товарного хозяйства побуждало помещиков искать пути повышения производительности труда крестьян и батраков. Они нещадно эксплуатировали бедняцкую часть деревни, вводили усовершенствованные сельскохозяйственные орудия. Последнее, в свою очередь, вело к прогрессу техники земледелия.