Костычев

Постановка важного вопроса о создании научного центра по почвоведению, естественно, привлекла внимание многих участников съезда — химиков, биологов, агрономов — к другому, уже специальному «почвенному» докладу — «О соединениях фосфорной кислоты, в виде которых она сохраняется в почве». Доклад этот был прочитан Костычевым. Прежде всего Костычев подверг глубокой критике существующие взгляды по этому вопросу, а затем изложил свою точку зрения. Невзирая на, казалось бы, непререкаемый авторитет таких известных химиков, как немец Петерc и французы Тэнар и Дегерен, Костычев показал несостоятельность их мнения о том, что фосфорная кислота содержится во всякой почве главным образом в виде солей железа или алюминия.

Костычев уже давно интересовался судьбой фосфора в почве. Этот химический элемент играл очень важную роль в жизни растений, но в почве его содержалось мало, обычно лишь около одной десятой доли процента. При анализах растений было замечено, что в соломе и листьях количество фосфора невелико, но зато в зерне его довольно много. Зерно же обычно отчуждается, увозится из хозяйства, и, следовательно, круговорот фосфора в земледелии носит дефицитный характер. Вот почему Энгельгардт и его ученики уделяли такое большое внимание применению в России в первую очередь именно фосфорных удобрений.

Но что делается с фосфором в почве? Для растений важное значение имеет тот фосфор, который находится в подвижном, легко растворимом состоянии. «Много ли такого фосфора бывает в почве?» — вот каким вопросом задался Костычев прежде всего.

Из образцов разных почв он делал «водные вытяжки», то-есть взбалтывал почву некоторое время с дистиллированной водой. Полученную мутную жидкость он тщательно отфильтровывал и в прозрачном фильтрате определял фосфор. Оказалось, что такого воднорастворимого фосфора в любых почвах содержится обычно очень мало. «При исследовании какой бы то ни было почвы, — говорил Костычев, — мы всегда найдем… что часть фосфорной кислоты может быть извлечена из почвы чистою водою; другая, большая часть фосфорной кислоты, напротив, в воде не растворяется».

Грандо утверждал, что вся фосфорная кислота почвы растворяется в черной перегнойной жидкости, но исследования Костычева этого не подтвердили. Оставалось предположить, что большая часть почвенного фосфора входит в состав каких-то труднорастворимых соединений. Большинство ученых считало, что этими соединениями будут фосфорнокислые соли железа и алюминия.

В те времена в качестве фосфорного удобрения применялись почти исключительно размолотые фосфориты. Они состояли из фосфорнокальциевой соли, или, иначе, из фосфорнокислой извести. Немецкий ученый Вагнер сделал предположение, что эта соль в почве тоже очень быстро целиком переходит в фосфорнокислое железо. Точка зрения Вагнера показалась Костычеву маловероятной, и он решил поставить специальные опыты по ее проверке. Он взял чистое фосфорнокислое железо и начал обрабатывать его водой; оказалось, что эта соль водой довольно легко разлагалась. Если к фосфорнокислому железу прибавить простой извести, то оно постепенно переходит в фосфорнокислую известь, а углекислый газ выделяется в атмосферу. Костычев доказал, что во многих почвах, и особенно в черноземах, фосфор присутствует в виде кальциевых солей фосфорной кислоты; солей же железа и алюминия содержится гораздо меньше. Это было важное открытие, но Костычев в своих исследованиях пошел дальше.

Он установил, что в почве могут встречаться разные фосфорно-известковые соли — более растворимая и менее растворимая. Эти две соли в почве постоянно переходят друг в друга. Если почва содержит много углекислого газа, то в ней увеличивается количество более растворимой фосфорно-известковой соли, пригодной для питания растений. В почве, бедной углекислотой, напротив, будет преобладать фосфор в виде труднорастворимого соединения. Это открытие Костычева давало возможность разработать методы перевода недоступного почвенного фосфора в форму, нужную для растений.

Костычев в то время еще не сделал из своих открытий такого вывода, что фосфор как-то должен быть связан с органическим веществом почвы. Но это и понятно: само это вещество он только начал изучать, о роли и работе микроорганизмов почвы он почти ничего еще не знал. Тем не менее его представления о минеральном фосфоре в почвах оказались совершенно правильными и даже в наше время претерпели лишь незначительные изменения.

На шестом съезде естествоиспытателей доклад Костычева с большим интересом слушали такие ученые, как К. А. Тимирязев, А. В. Советов, В. В. Докучаев, известный агрохимик профессор Петровской академии Г. Г. Густавсон (1842–1908) и многие другие. Открытием молодого ученого заинтересовался Д. И. Менделеев и посоветовал ему представить работу о фосфоре в почве как магистерскую диссертацию. Костычев решил воспользоваться этим советом: Ученая степень магистра могла дать ему возможность стать нештатным преподавателем, или, как тогда говорили, приват-доцентом университета, и читать там какой-нибудь специальный курс. Это, естественно, привлекало Костычева. Он очень быстро и с большим успехом сдает магистерские экзамены, проводит новые опыты и подготовляет свою диссертацию, которая в 1881 году была напечатана под названием «Нерастворимые фосфорнокислые соединения почв».

8 ноября 1881 года Костычев защищал свою диссертацию в открытом заседании физико-математического факультета Петербургского университета. По странной игре случая его оппонентами были профессора университета Д. И. Менделеев и А. В. Советов — те самые известные ученые, работы которых он в свое время подверг критике на страницах «Земледельческой газеты».

Сообщение самого Костычева было сделано в свойственной ему сжатой и ясной форме. Официальные оппоненты дали работе высокую оценку и приветствовали в лице Костычева многообещающего исследователя-экспериментатора. Многие видные ученые указывали на то важное значение, которое имела в истории науки работа Костычева о почвенном фосфоре.

«Благодаря Костычеву, — писал H. M. Сибирцев, — мы гораздо отчетливее представляем себе теперь состав и изменяемость фосфорнокислых солей в почве». И действительно, эта работа Костычева явилась крупным и совершенно самостоятельным исследованием очень важного и запутанного вопроса почвоведения. Здесь, как и во всем, ученый шел своим самобытным путем, смело ломая отжившие научные представления и создавая новые.

Русские лесоводы издавна интересовались той связью и взаимозависимостью, которые существуют между лесом и почвой. Они понимали, что от удачного выбора почвы и от правильного ухода за нею во многом зависит успех искусственных лесных посадок. Не ускользало от ученых и то влияние, которое и сами леса оказывают на почву.

Уже один из первых русских агрономов XVIII столетия, И. М. Комов, в своем замечательном труде «О земледелии» писал:

«Чернолесье, где дуб, клен, вяз, илем, яблынник растет; также где буквица, ромон, клубника обильно родится, показывает добрую землю; березник — убогую глину; сосняк, можжевельник и молодиль — сухую супесь; а тростник, мох, хвощ, осока — мокрую землю и болотную».

Ценные данные о географическом распределении различных типов лесов и о их взаимосвязи с почвами мы находим в старинных описаниях путешествий академика В. М. Севергина. Он показывал, что каждая древесная порода предпочитает для своего лучшего развития свою, особую почву.

«…справедливо, что по свойству лесов довольно надежно и о качестве почвы судить можно», — писал В. М. Севергин.

В первой половине XIX века русские лесничие при разделении лесов по их качеству на группы всегда стремились описывать почву и достигли в этом немалых успехов. Это явилось одной из причин выделения почвоведения в Лесном институте в самостоятельный курс.

Начиная с 1880 года, его и поручили вести Костычеву. Но это было совсем не такое почвоведение, как сейчас. Тогда еще не существовало научного понятия о самой почве.

«Почвою, — писалось в одном учебнике прошлого века по лесоводству, — называется верхний слой земли, способный производить и питать растения». Но как образовались разные почвы, каковы их типы — об этом почти ничего не говорилось. Почвоведение тогда являлось не больше, как собранием фактов, часто правильно установленных, но друг с другом обычно не связанных, почти даже не систематизированных. Теоретические представления о почвах, их образовании и развитии были крайне недостаточными. На долю Докучаева и Костычева выпала задача создания научного почвоведения. Но в 1880 году она далеко не была еще завершена. Докучаев в это время был целиком погружен в экспедиционное изучение природы черноземной полосы, сам Костычев едва успел прикоснуться к некоторым вопросам почвоведения.