Глава 2.

XIX век - век создания и расцвета агрохимии

1. Ю. Либих, ж.Б. Буссенго, д.Б. Лооз - основатели агрохимии. Роль работ их предшественников (Соссюра, Тэера и др.)

Развитие агрохимии в XIX в. связано прежде всего с формиро- нанием важнейшего ее фундаментального положения - теории пита- 11 ия растений, которую условно можно разделить на три части:

1. Развитие учения о воздушном питании растений углеродом (фотосинтезе);

2. Формирование научного представления о корневом питании растений минеральными (зольными) питательными элементами;

3. Развитие исследований и создание теории питания растений азотом.

Все эти разделы учения о питании растений тесно взаимо­связаны и часто в разных аспектах изучались одними и теми же исследователями. Для лучшего понимания в целом формирования теории питания растений желательно рассмотреть вклад в ее решение известных ученых XIX в. в историческом аспекте.

Перечислить всех ученых, внесших вклад в развитие теории питания растений, невозможно. Рассмотрим вклад в этот вопрос лишь тех исследователей, которые получили признание мировой научной общественности. Это нисколько не умаляет вклада других естествоиспытателей, химиков, физиологов растений, ботаников и агрономов, которые также принимали активное участие в решении этой важнейшей для науки и практики проблемы.

В этом отношении трудно переоценить важность исследований, которые выполнил Николо Теодор Соссюр (1767 - 1845 гг.) - швейцарский естествоиспытатель, член-корреспондент Парижской Академии наук (с 1808 г.). К его разработкам в последующем мы будем неоднократно обращаться в том или ином аспекте. Наиболее важным достижением Соссюра является то, что он экспериментально доказал усвоение растениями углерода из углекислоты воздуха. Этот процесс протекает на свету. Причем растения подобно животным в процессе дыхания поглощают кислород и выделяют углекислоту. Но, с другой стороны, Соссюр проводил опыт с раствором гуминовых веществ и считал, что этот экстракт, хотя и в небольшом количестве, но поступал в растения, и ему, наряду с другими веществами почвы, принадлежит важная роль в питании растений. Хотя он и под­черкивал, что большую часть углерода растения берут из атмосферы, в то же время не было экспериментальных данных, которые свидетельствовали бы, что практически весь углерод растения берут за счет разложения углекислоты воздуха. Позднее (1842 г.) Соссюр выступил еще определеннее в защиту перегноя.

Он первый подверг обстоятельному анализу золу десятков видов различных растений и пришел к выводу, что минеральные вещества не случайно проникают в растения. В 1804 г. Соссюр в своей книге «Химические исследования жизни растений» уже писал о значении зольных веществ в питании растений. Указывая на значение перегноя для плодородия почвы, он отмечал, что перегной содержит те же самые зольные вещества, какие встречаются в растении.

Следовательно, Соссюр, с одной стороны, писал о поступлении минеральных веществ в процессе питания растений, что углекислота воздуха является важным источником углерода, который на свету усваивается растением с выделением кислорода. В то же время, он считал, что и органическому веществу почвы принадлежит важная роль в питании растений.

Противоречивость взглядов Т. Соссюра на питание растений вызвала и разную оценку их как современниками, так и агрохимиками в более позднее время. Например, А. Грандо называет Соссюра основателем гуминовой теории питания растений и относит Тэера к числу последователей его взглядов. Он пишет, что эта школа, учение которой основано на бессмертных творениях книги Соссюра «Химические исследования жизни растений», рассматривала гумус как питательный сок для растений (Соколов, 1958, с. 22).

А. Тэеру известно было учение Соссюра, поэтому, как пишет А.В. Соколов (1958), «если говорить о значении гумуса для питания растений, то Тэер просто излагал результаты опытов Соссюра, не приписывая себе лично никакого авторства гумусовой теории питания растений». Гумус, согласно опытам Соссюра, участвует в питании растений двумя способами: во-первых, гумус, разлагаясь, выделяет углекислоту, которая поглощается листьями растений, и, во- вторых, гумус выделяет особое экстрактивное вещество, которое поступает в корни растений.

Далее А.В. Соколов приводит отношение Тэера к этим взглядам Соссюра. «Соссюр, - пишет Тэер, - видел, что экстрактивное вещество перегноя, растворимое в воде, непосредственно входило в корни растения, а потому кажется, что после угольной кислоты посредством экстрактивного вещества пища, особенно углерод, удобнее всего переходит во всасывающие сосуды растений. Это является точной формулировкой взгляда Тэера на питание растений за счет гумуса» (Соколов, 1958, с. 22-23).

В этот период все большую популярность и признание получила гумусовая теория питания растений, которую активно пропагандировал крупнейший немецкий ученый-агроном Альбрехт Даниэль Тэер (1752 - 1828 гг.). Он считал, что плодородие почвы полностью зависит от содержания гумуса в почве, что кроме воды он представляет единственное вещество почвы, которое может служить пищей растениям.

В 1808 - 1812 гг. вышло в свет руководство по сельскому хозяйству А. Тэера «Основы рационального сельского хозяйства», в третьем томе которого он изложил основы агрономии. Его книга была переведена на многие языки. На русский язык ее перевел в 1833 г. выдающийся русский общественный деятель и агроном Степан Алексеевич Маслов (1798 - 1879 гг.).

Под агрономией Тэер понимал «науку о составных частях и физических свойствах почвы, излагающую способ познавать и оценивать земли». Земледелие по Тэеру есть «приведение земли в такое состояние, чтобы предполагаемые на ней посевы могли дать возможно лучшие урожаи».

Способы ведения сельского хозяйства Тэер разделил на земле­делие химическое, или удобрение почвы, и земледелие механическое, или обработку почвы. Он указывал, что удобрение почвы доставляет растению питательные вещества, вносимые с удобрениями или отщепляемые от почвенных частиц благодаря действию удобрения на почву, и что обработка почвы позволяет корням растений свободно укореняться в почве и извлекать из нее питательные вещества.

В своей книге Тэер дал первую естественную классификацию почв и развил учение о плодородии и удобрении почв, основанное на данных естественноисторического изучения почвы и практике земледелия.

А.В. Соколов (1958) писал, что с именем Тэера связана гумусо­вая теория питания растений, так же, как с именем Либиха связана теория минерального питания растений. Либих не был творцом экспериментальных основ теории минерального питания растений, но он блестяще обобщил и популяризировал то, что было сделано до него. Тэер тоже сам не ставил опытов, доказывающих правильность гумусовой теории питания растений. Он воспринял уже готовыми ее основные положения, обобщил их, довел до логических следствий и популяризировал. Своим авторитетом, литературным талантом и категоричностью высказываний Тэер сделал для гумусовой теории то, что впоследствии Либих сделал для теории минерального питания растений.

По гумусовой теории питания растений минеральные вещества играют второстепенную роль. Они или разлагают и переводят гумус в усвояемую для растений форму, или действуют на растение только лишь «стимулирующим» образом.

Тэер был инициатором ряда прогрессивных мер, направленных на развитие земледелия того периода. Так, в 1807 г. он организовал и возглавил (совместно с химиком Г. Эйнхофом) сельскохозяйственное учебное заведение близ Берлина.

Д.Н. Прянишников отмечал, что эта первая высшая сельско­хозяйственная школа, именно Меглинская Академия сельского хозяйства, созданная авторитетнейшим в то время мыслителем и писателем по вопросам агрономии А. Тэером, во многом способство­вала реформированию германского сельского хозяйства.

Активную работу Тэер проводил по переводу земледелия Германии с трехполья на плодосмен, пропагандируя травосеяние и т.д. В то время Германия переживала переходную стадию земледелия - от трехполья к плодосмену с возделыванием бобовых трав и корнеплодов. Как писал Д.Н. Прянишников, «Тэер так много способ­ствовал введению этих приемов как словом, так и примером, обладал такой хозяйственной опытностью, что его взгляды массой сельских хозяев принимались на веру, отсюда и его невольная роль в распро­странении гумусовой теории» (Прянишников, т. I, 1927, с. 147).

Почти через 200 лет после выхода в свет трудов А. Тэера, и ныне в Германии его считают основоположником немецкого земледелия. Те же ошибочные положения, которые имеют место в его учении о питании растений, плодородии почвы, системах земледелия

и т.д., не должны принижать его важнейшей роли в истории мирового земледелия.

Несовершенство эксперимента, незнание полного химического состава перегноя, т.е. игнорирование зольных элементов и азота, содержащихся в нем, приводило к неправильному заключению и других химиков, в том числе и таких известных, как Дэви и Берцелиус.

Погрешности в методике проведения эксперимента и химичес­кого анализа, отрицание значения зольных веществ для питания растений привели к тому, что появилось даже утверждение, что расте­ние способно превращать основания одно в другое и даже вновь их создавать при помощи жизненной силы, как писал Шрадер в 1800 г. в ответ Берлинской Академии. Нельзя не отметить, что при очевидной несостоятельности работы Шрадера (по теперешним нашим представ­лениям), в то время такие выдающиеся химики, как Берцелиус, от­носились к ней совершенно серьезно.

Опыты, подобные шрадеровским, давали повод Тэеру критико­вать и другую сторону теории минерального питания: значение зольных элементов, сторонником которой в конце XVIII века был Рюккерт.

Вклад учения А. Тэера в развитие земледелия высоко оцени­вается и поныне, особенно в Германии. Например, Э. Рюбензам и К. Рауэ (1969) отмечают, что развитие земледелия в Германии начина­ется с его выдающихся работ. В работе «Основы рационального сельского хозяйства» (1809 - 1812 гг.) Тэер дал не только обобща­ющее изложение общих разделов земледелия, но впервые научно обосновал многочисленные проблемы, ранее основывавшиеся только на практическом опыте. Поэтому Тэер с полным правом признан основателем сельскохозяйственной науки и, в частности, земледелия н Германии. Далее авторы справедливо отмечают, что многие гипотезы, выдвинутые Тэером, например гумусовая теория, устарели или же дополнены на основе современных естественнонаучных данных.

Спустя 6 лет после выхода книги Тэера об английском хозяйстве, в которой он изложил свои взгляды на питание растений и вопросы удобрения, появилось замечательное по строгости мысли и но стремлению к точности в эксперименте сочинение Соссюра «КесЬегсНез сЫш1§пез зиг 1а уе§еШюп». В этой книге автор изложил вопросы газообмена и зольного питания растений. В ней приведено 76 анализов золы различных растений, на основе которых им сделаны важные выводы. Главные из них, например, по питанию растений зольными веществами, Соссюр формулирует следующим образом: «Многие авторы полагали, что минеральные вещества, находящиеся в растениях, случайного происхождения и совсем не нужны для их существования, так как содержание их очень невелико. Это мнение, конечно, верное для веществ, которые не всегда встречаются в дан­ном растении, вовсе не относится к веществам, постоянно встреча­ющимся. Их малое количество не служило указанием их бес­полезности. Фосфат извести, содержимый в теле животного, не составляет, быть может, более пяти сотых от его веса; никто не сомневается однако, что эта соль существенна для построения костей. Я нашел эту соль в золе всех растений, где только ее искал, и мы не имеем основания утверждать, что растения могут обходиться без нее» (с. 261).

Мнение о том, что зольные вещества создаются растениями, как писал Шрадер, Соссюр считал абсурдным. При этом он уже делает попытку экспериментальным путем опровергнуть заключения Шрадера.

С другой стороны, располагая довольно точными опытами по вопросу ассимиляции углерода из углекислоты воздуха и придавая этому процессу доминирующее значение, Соссюр большую роль в питании растений придавал и вытяжке из перегноя. В работе «КесЬегсЬез» он пишет: «Если количество экстракта, которое должен содержать перегной для поддержания хорошего роста, не должно быть слишком большим, но оно не должно быть и слишком малым» (с. 171).

Он не говорил, что сами соли могут восприниматься расте­ниями и независимо от перегноя, но доказывал, что перегной всегда содержит соли щелочей. В этом, видимо, разгадка, почему Соссюр придавал значение перегною: «Растворимые части (соки) перегноя обуславливают в известной пропорции его плодородие: в их золе содержатся все элементы золы растений» (с. 185). Поэтому некоторые авторы в его трудах находили аргументы в пользу гумусовой теории.

Двойственное воззрение имело место у Соссюра и в отношении усвоения углерода. Что касается количественной стороны, то он довольно определенно утверждал: «Углерод достается растению в газообразном виде атмосферой в большем количестве, чем каким либо другим путем» (с. 270). Он даже сделал попытку установить количественно, сколько углерода растение усваивает из атмосферы и сколько из перегноя. При этом оказалось, что перегной давал лишь 1/20 часть от массы растения. Но с качественной стороны, по- мидимому, он придавал значение той части углерода, которая поступала из почвы. Этим можно объяснить тот факт, что в конце своей жизни (1842 г.) Соссюр выступил против Либиха в защиту значения перегноя.

Тэер в другом своем капитальном сочинении «ОгипсМ&е ёег гаиопеПеп Ьапс^ЛЬзсЬай» не учитывал последних работ Соссюра и критически не пересматривал своих сложившихся теоретических взглядов. Не отражала в достаточной степени взглядов Соссюра в то время и немецкая научная литература. Поэтому гумусовая теория в той или иной степени еще долгое время принималась, и не только в I ермании.

Наиболее крайним представителем гумусового питания, наряду с Тэером, был выдающийся шведский химик Берцелиус. Говоря об известной теме Берлинской Академии 1800 г., касающейся проис­хождения зольных веществ в растении, Берцелиус пишет: «Этот вопрос был совершенно удовлетворительно разрешен Шрадером; он показал, что растения сами производят те землистые части, которые находят в золе их». На основании неточных опытов он заключает, что корни растения питаются не той частью органического вещества, которая растворена в воде (и которая может быть даже вредной), а преимущественно используют ту часть перегноя, которая нерас­творима в воде, но растворима в щелочах и доступна растениям» (цит. Прянишников, т. I, 1927, с. 154).

Следовательно, не только Тэер, но почти все авторы той эпохи допускали два пути усвоения углерода растениями. Но постепенно полевые опыты и анализы все чаще указывали на значение зольных веществ и азотных удобрений. Поэтому стали рассматривать перегной как источник углерода, а также и азота. Так, в 1832 г. в журнале «Мб^НпзЬе Аппа1еп», основанном Тэером, была напечатана статья Кбг1е, в которой он, ссылаясь на опыты, показал влияние удобрений на состав зерна пшеницы. При этом удобрения, богатые пчотом (кровяная мука, овечий навоз, жидкие выделения и пр.), дают пшеницу с большим содержанием клейковины, а удобрения с малым содержанием азота дают зерна, богатые крахмалом. На основе этих данных автор статьи заключает, что нужно дифференцированно подходить к удобрению зерновых культур в зависимости от того, выращиваются они для выпечки хлеба или для приготовления пива. Из этих опытов КбЛе сделал и другой важный вывод, что растения берут азот не из воздуха, а из удобрений.

Следовательно, уже до Либиха было достаточно предпосылок для разработки минеральной теории питания растений. Поэтому Д.Н. Прянишников (1927) писал: «Обыкновенно считают, что круше­ние гумусовой теории вызвано было появлением книги Либиха в 1840 г.; но в этом есть известная схематизация, так как уже тридцатые годы были подготовительным периодом для минеральной теории, причем наиболее замечательными авторами этого времени нужно считать Буссенго, давшего тогда лишь свои первые работы, и Шпрен- геля, для которого, по-видимому, на означенное десятилетие падает расцвет его деятельности» (цит. Прянишников, т. I, 1927, с. 155).

Юстус Либих (1803 - 1873 гг.) - крупный немецкий ученый- химик, основатель научной школы, член-корреспондент Петербург­ской Академии наук (с 1830 г.). Один из создателей агрохимии. Автор теории минерального питания растений.

Родился Либих в Германии в г. Дармштадт в 1803 г.

В то время естествознание в немецких университетах пре­подавалось на недостаточно высоком уровне по сравнению с Англией и Францией. Поэтому, не получив должного удовлетворения от учебы в Боннском и Эрлангенском университетах Г ермании, он основатель­но изучил в Париже химию у Гей-Люссака, физику - у Био и Лапласа, зоологию - у Кювье.

Во время выступления Ю. Либиха с научным докладом в Парижской академии по результатам своей работы присутствовал А. Гумбольт, который определил дальнейшую его судьбу. А. Гум- больт порекомендовал Либиха на должность профессора Гессенского университета, где он в течение 28 лет (1824 - 1852) вел активную исследовательскую работу, организовав при своей кафедре хими­ческую лабораторию.

Можно сказать, что лаборатория Либиха явилась родоначаль­ницей многих учебных лабораторий в Германии. На базе этой лаборатории совершенствовали свои знания ученые многих стран мира, в том числе и русские химики Н.Н. Зинин, П.И. Воскресенский,

Н.Н. Соколов, а также агрохимики Н.Э. Лясковский, П.А. Ильенков.

Н.Э. Лясковский, будучи заведующим кафедрой агрохимии в Московском университете, создал при ней химическую лабораторию, прародительницей которой можно считать лабораторию Либиха.

Известный немецкий физиолог растений Ю. Сакс (1832 - 1897) и своей книге по истории ботаники писал, что Либих во многих нажных для своей теории пунктах мог опираться на давно известные факты, но ему достаточно было осветить их лучами своего хими­ческого знания, чтобы на месте до сих пор господствовавшей темноты наступило внезапное прояснение.

Главные свои научные агрохимические положения он изложил н книге «Химия в приложении к земледелию и физиологии» (1840). Либих был химиком и много сделал в этой области: открыл изомерию (1823), получил ряд органических соединений, стал одним из создателей теории радикалов. В области агрохимии он не проводил исследований, но его книга произвела огромное впечатление не только в ученом мире, но и в массе сельских хозяев. Блестящее популярное изложение вопроса, смелость выводов, резкая критика гумусовой теории питания привлекли всеобщее внимание к вопросу о питании растений. Она имела большой успех. Поэтому с выходом в свет книги Либиха произошел окончательный крах гумусовой теории питания Тэера. При жизни Ю. Либиха за 30 лет эта книга только в I ермании была издана 8 раз. На русском языке она впервые появилась в 1864 г., а затем в 1870 г. в переводе профессора Ильен­кова. В последний раз она была издана в России в 1936 г.

Книга Ю. Либиха - страстная проповедь о путях, по которым должно идти человечество в сельском хозяйстве, если не желает погибнуть, как погибли многочисленные государства, народы и цивилизации.

Многие теоретические положения, сформулированные в книге, остаются в значительной своей части верными и теперь.

Свою книгу Ю. Либих посвятил Александру Гумбольту: «Сколь многих я знаю, которые достижением своих научных стремле­ний так же, как и я, обязаны Вашему покровительству и благосклон­ности; химик, ботаник, физик, востоковед, путешественник в Персию и Индию, художник - все они пользовались у Вас одинаковыми правами и одинаковым покровительством. Для Вас не было различий между национальностями и происхождениями. Насколько наука в пом отношении обязана Вам, осталось неизвестным для мира, но об пом можно прочесть в наших сердцах. Разрешите мне открыто выразить Вам чувство величайшего уважения и чистейшей, искрен­нейшей благодарности. Я осмеливаюсь посвятить Вам эту небольшую работу» (Ю. Либих, «Химия в приложении к земледелию и физио­логии», М.-Л., 1936, с. 39 - 40).

В предисловии к своей книге в 1862 г. (шестое издание) Ю. Либих писал, что со многих сторон его упрекали в несправедли­вости за то, что современное земледелие он оценивал как грабитель­ское хозяйство.

«До сих пор я не встретил ни одного сельского хозяина, который взял бы на себя труд, как это принято в других индустриаль­ных предприятиях, вести приходно-расходную книгу каждого своего поля и записывать в нее то, что он ежегодно вывозит с поля и вносит в него» (там же, стр. 43).

Основные положения учения Либиха можно сформулировать следующим образом:

Разработана и сформулирована теория минерального питания растений. Он писал: «Пищей всех зеленых растений являются не­органические, или минеральные, вещества. Растение питается угле­кислотой, аммиаком (азотной кислотой), водой, фосфорной кислотой, серной кислотой, кремнекислотой, известью, магнезией, калием (натрием) и железом; некоторые растения нуждаются в поваренной соли» (там же стр. 54). Перегной же является источником угле­кислоты в почве, которая ускоряет процесс выветривания силикатов и подготавливает минеральную пищу растениям. Значение и роль навоза Ю. Либих видел в содержащихся в нем минеральных вещест­вах. «Навоз, испражнения человека и животного оказывают свое действие на жизнь растений не посредством содержащихся в них органических элементов, а влияют косвенно (посредством продуктов процесса их гниения и разложения, т.е. в результате превращения содержащегося в них углерода в углекислоту, а азота - в аммиак или азотную кислоту). Органическое удобрение, состоящее из частей или остатков растений и животных, может, следовательно, быть заменено теми неорганическими соединениями, на которые оно распадается в почве» (там же, стр. 54 - 55).

Он считал, что ни одно растение не может обогащать почву элементами пищи для других растений, а может только ее истощать. По его мнению, чередование культур севооборота только замедляет истощение почвы, позволяет более равномерно использовать в ней запас питательных веществ; но рано или поздно истощение наступит, если не будет возвращено в почву то, что из нее взято. При этом Либих считал, что в минимуме прежде всего будет фосфор, так как его большое количество отчуждается из хозяйств с зерном. Для пополнения этого элемента он предлагал получать однокальциевый фосфат путем обработки костей серной кислотой. Это дало толчок развитию суперфосфатной промышленности. Позже по этому типу стали разлагать серной кислотой фосфаты. Начало этому положил Лооз в Англии (1842).

К.А. Тимирязев высоко оценивал значимость достижений науки о питании растений и применении удобрений и говорил, что химия и физика, придя на помощь сельскому хозяйству, только за один век расширила права жизни и сократила власть смерти. Действительно, за XX столетие население мира увеличилось в несколько раз, большей стала и продолжительность жизни человека. Это стало возможным благодаря успехам медицины и достижениям агрономических наук, и прежде всего агрохимии.

Ю. Либих особое внимание уделял необходимости возврата в почву тех веществ, которыми она наиболее сильно истощена. Без этого другие элементы не дадут должного эффекта и элемент, пол­ностью отсутствующий или не находящийся в нужном количестве, препятствует прочим питательным соединениям произвести их эффект или, по крайней мере, уменьшает их питательное действие. Это положение получило название либиховский «закон минимума». По существу, Либих этим подчеркивал незаменимость элементов нищи растения друг другом.

Учение Либиха сыграло огромную роль в вопросах сохранения и воспроизводства плодородия почв. Он впервые четко высказал идею о сознательном регулировании обмена веществ между человеком и природой. Учение о необходимости возврата, - говорил но этому поводу К.А. Тимирязев, - представляет, как бы ни пытались ограничить его значение, одно из важнейших приобретений науки.

«...Указания Либиха послужили основой не только для под­держания плодородия на прежнем уровне (о чем заботился прежде исего Либих), но затем было достигнуто гораздо большее: урожаи с помощью минеральных удобрений оказалось возможным поднять до высоты, неизвестной во времена Тэера и Либиха, так что можно пшорить о законе «возрастающего плодородия» и не в идее только, а Пн основании прямых статистических данных» (цит. Прянишников, Г, I, 1963, с. 70).

Нельзя не удивляться гениальности мышления Ю. Либиха, широте его взглядов, интересным определениям, идеям и гипотезам, которые по достоинству оцениваются и в наше время с интенсивно развивающимся современным мировым земледелием. Например, он писал: «...Всякая почва лишь в том случае может считаться вполне плодородной для того или иного вида растения, скажем для пшеницы, если каждая из частиц ее, соприкасающихся с корнями, содержит все необходимые питательные вещества и при этом в такой форме, которая позволяет корням усваивать эти вещества на любом этапе развития растения, в должное время и в надлежащем их взаимном соотношении» (Либих, «Химия в приложении к земледелию и физиологии», 1936, с. 290).

В этом научном агрохимическом положении целый комплекс вопросов: идея о разных формах питательных веществ в почве (усвоя­емых и неусвояемых для растений), об условиях питания растений, о соотношении питательных веществ по фазам вегетации растения и т.д.

Особая заслуга Ю. Либиха состоит в том, что он обращался со страстным призывом к народам и государствам мира о необ­ходимости постоянной заботы о плодородии пашни и о земледелии, как основе всего живого на Земле. Он писал: «Мне известно, что почти все, занимающиеся земледелием, убеждены в правильности применяемых ими способов ведения хозяйства и в том, что принадлежащие им поля никогда не перестанут приносить плоды. Это и привело к тому, что в народах укоренились полная беспечность и равнодушие по отношению к своему будущему, поскольку последнее находится в зависимости от земледелия. Так это было, очевидно, и у всех народов, собственными руками уготовившими себе гибель. Никакая государственная мудрость не в состоянии уберечь от такого же конца и государства Европы, если их правительства и народы сами не послушают предостерегающего голоса истории и науки и не обратят должного внимания на появляющиеся признаки оскудения их полей» (Либих, 1936, с. 95).

Он полагал, что сельский хозяин, стремящийся к получению высоких урожаев, должен увеличивать в почве сумму действующих веществ, при помощи которых он получает свою продукцию.

«Все старания патриотов создать единство государства и укрепить его мощь для сопротивления его внешним врагам, все те улучшения в государственных делах, которые могут быть проведены-

правительствами и парламентами в целях повышения благосостояния существующих и будущих поколений, так же, как и все основанные на личных выгодах распоряжения бессовестных властителей, падут перед непреодолимой силой, дающей постоянно падающим каплям воды способность превращать в порошок твердейшие скалы, если только основа всего живого на земле - земледелие - не будет обеспечено надолго в своем существовании» (Либих, 1936, с. 104).

Либих считал, что простое возмещение почве питательных веществ, вывезенных на протяжении одной ротации севооборота, достаточно, чтобы в следующую ротацию обеспечить те же урожаи, если же надо получить большие урожаи, то необходимо и дать соответственно больше.

Либих придавал исключительно большое значение земледелию, в особенности плодородию почв, в истории человечества. Он полагал, что возникновением и гибелью народов управляет один и тот же закон природы. Отнятие у стран условий, определяющих плодородие почв, вызывает их гибель, поддержание же этих условий обеспечивает этим странам длительное существование, богатство и могущество.

Значительную роль в истории агрохимии сыграл Жан Батист Буссенго (1802 - 1887 гг.) - французский ученый, профессор Лион­ского университета. Он по праву считается одним из основателей науки агрохимии.

Родился Буссенго в Париже. Интересно заметить, что настав­ником двух великих ученых Либиха и Буссенго в начале их научной деятельности был А. Гумбольт. По его совету Буссенго в двадцати­летием возрасте уехал применять и пополнять свои знания в Южную Америку¹.

К.А. Тимирязев высоко оценивал деятельность Буссенго в этот период и отмечал, что продолжительное пребывание его в мало исследованной тропической стране сделало его ум необыкновенно широким и разносторонним.

На основе результатов опытов в 1837 - 1838 гг. Ж.Б. Буссенго развил «азотную» теорию питания растений и применения удобре­ний, противопоставляя ее гумусовой теории Тэера. Он констатировал, что наиболее эффективны те удобрения, которые наиболее богаты азотом. Связывая азотную теорию удобрения с плодородием почвы, он писал, что «... культуры, берущие из почвы больше всего азота, ее наиболее истощают...», и далее «... для восстановления в почве той степени плодородия, которой она обладала до посева, следует ввести с навозом эквивалентное количество азота».

По круговороту веществ в пятипольном севообороте на основе азотного баланса в хозяйстве он показал эффективность той реформы земледелия, которая была связана с введением плодосмена с клевером вместо зернового трехполья.

При помощи опытов Буссенго установил различия между бобовыми и злаковыми культурами по отношению к азоту воздуха. Было подтверждено, что излишки азота в урожаях связаны с наличием в севообороте бобовых. Буссенго твердо установил тот факт, что дефицит азота в хозяйстве с избытком покрывается благодаря клеверу и люцерне.

Исследования Буссенго можно отнести к образцам точного эксперимента, он считал, что метод в науке - самое важное.

Недооценка Либихом азота почвы в питании, втягивание в дискуссию по данному вопросу таких выдающихся ученых-агрохими- ков, как Буссенго и Лооз, требовало и проведения точных экс­периментов. Классические работы Буссенго по данной проблеме привели к значительному скачку в науке по совершенствованию теории питания растений.

Уже в тридцатых годах XIX века Буссенго начал система­тически анализировать урожаи в Бехельбронне (в Эльзасе), сопо­ставляя количество питательных веществ, выносимых растениями из почвы с тем количеством, которое они получают из удобрения. Таким образом, Буссенго осуществил то, о чем Дэви лишь мечтал как о чем- то недостижимом для того времени. О таких анализах Шпренгель потом писал, как уже о возможном и желательном, но крайне трудном деле.

Буссенго первым применил точные методы химического анализа к исследованиям в сельском хозяйстве. Выдающийся фран­цузский химик, основатель органической химии Жан Батист Дюма (1800 - 1884 гг.), высоко оценивая заслуги ученого, сказал, что Буссенго стал для агрономии тем, чем Лавуазье был для химии. Ж.Б. Буссенго разработал ряд важных научных положений в агро­химии. Например, в устроенной им самим частной лаборатории выполнил ряд ценных работ по изучению круговорота веществ в земледелии. Это позволило Д.Н. Прянишникову в учебнике «Агро­химия» отметить, что «задачей агрохимии является изучение круго­ворота веществ в земледелии и выявление тех мер воздействия на химические процессы, протекающие в почве и растении, которые могут повышать урожай или изменять его состав» (1952, с. 40). Ис­пользуя усовершенствованные методы определения углерода, водо­рода, азота, количество и состав золы, Буссенго заложил основы баланса питательных элементов в севообороте (приход с удобрения­ми, расход - вынос урожаями).

К.А. Тимирязев считал, что Буссенго имеет большее право считаться основателем агрохимии не только потому, что он хронологически раньше Либиха начал свои работы, но и потому, что Буссенго был мыслителем и экспериментатором. «Буссенго, как позднее Пастер, был одним из представителей науки девятнадцатого века, которые всей своей деятельностью доказывали тесную связь между чистой наукой и прикладной, доказывали необходимость для второй опираться на завоевания первой, без чего она призвана только блуждать в пустыне грубого ремесленного эмпиризма. Если, с одной стороны, по точности введенных им методов исследования его деятельность уподобляли деятельности Лавуазье, то, с другой стороны, то глубокое влияние, которое он оказал на земледелие, можно только сравнить с влиянием Пастера на медицину» (Тимирязев, 1936, с. 38).

До разработки теории минерального питания Либихом, благодаря работам Лавуазье, было известно, что воздух на 4/5 состоит из свободного азота, а Соссюр обнаружил в воздухе аммиак. Следовательно, возникло предположение, что растения используют азот из воздуха, если не свободный, то связанный. Это положение и использовал Либих при обосновании теории питания растений.

Ж.Б. Буссенго не делал рискованных выводов, а научные идеи и предположения проверял точными экспериментами.

При проведении исследований по проблеме азотного питания растений, он поставил перед собой следующие вопросы:

1. Могут ли растения усваивать свободный азот атмосферы?

2. Есть ли в воздухе кроме свободного азота еще какие-либо азотистые соединения?

3. Почва не истощается при правильном плодосмене, есть культуры, которые делают почву более плодородной, с чем это связано?

С 1836 г. Буссенго начал проводить исследования по приходу и расходу азота и углерода в севооборотах с разным составом культур: чисто зерновое трехполье; знаменитое норфольское четырехполье (корнеплоды, яровые, клевер, озимые), введение которого в Англии, Бельгии, Голландии, Северной Франции привело к удвоению урожая зерновых в сравнении с трехпольем. Были и другие севообороты на основе норфолькского звена. Это была огромная, методически хорошо продуманная экспериментальная работа, что сознавал и сам Буссенго. «Признаюсь, что прежде чем заняться этими исследо­ваниями, я призадумался над тем количеством достаточно не­приятной работы, которую мне предстояло выполнить; но я отбросил колебания, когда уяснил себе, что независимо от важности вопроса, который я имел в виду решить, мои анализы представят еще элементарный состав наиболее употребительных растительных питательных веществ» (Буссенго, 1936, с. 406).

Он проанализировал на содержание углерода, водорода, кисло­рода, азота, золы картофель, зерно и солому пшеницы, ржи, гороха, овса, свеклу, брюкву, топинамбур, сено клевера. Определение тех же веществ было проведено и в образцах навоза. Оказалось, что чем больше бобовых в севообороте, тем больше приход азота за сево­оборот.

Следует заметить, что экспериментальные работы Буссенго были известны раньше выхода в свет известной книги Либиха.

Д.Н. Прянишников (1927) писал, что Буссенго добывал новые ценные факты, не только ставя опыты с растениями в полевой обстановке, но и производя чисто физиологические исследования, всегда относимые к классическим образцам точной работы; он любил говорить, что для проверки мнения ученых нужно спрашивать мнение самого растения (Прянишников, т. I, 1963, с. 82).

«В 1836 году, будучи профессором химии в Лионском универ­ситете, Буссенго предпринял в устроенной им самим лаборатории на ферме Бехельбронн (в Эльзасе) ряд основных работ по изучению круговорота веществ в земледелии, что и явилось фундаментом для создания новой отрасли — агрономической химии» (Прянишников, т. I, 1936, с. 5).

В 50-х годах Буссенго вновь возвращается к физиологическим опытам по отношению растений к азоту воздуха, так как его оппоненты утверждали, что клевер и горох, возможно лучше пшеницы использовали аммонийный азот воздуха. Он высевал семена клевера, гороха и пшеницы в прокаленный песок, растения покрывал стеклянным колпаком и не наблюдал прибыли азота в песке ни для одной культуры. Однако Буссенго, всю жизнь занимавшемуся вопросами питания растений, не удалось открыть тайны усвоения азота атмосферы бобовыми культурами. Это сделал агрохимик Гельригель спустя 50 лет после первых опытов Буссенго.

Работы Ж.Б. Буссенго были впервые изданы на русском языке в 1936 г. под названием «Избранные произведения по физиологии растений и агрохимии».

В работе «О действии селитры на развитие растений» Ж.Б. Буссенго отмечал, что селитра оказывает на развитие растений в высшей степени благоприятное и очень резко выраженное действие. Это ее свойство было известно с древних времен. Однако земледелие стало решительно на путь применения селитры лишь после открытия в Перу исключительно мощного ее месторождения. Сведения об этом важном открытии дошли до Европы в 1821 г., а эксплуатация месторождения селитры развернулась с 1831 г.

«Существует ...интересное соотношение между высоким плодородием почвы и большим содержанием в ней селитры», - писал Буссенго («Избранные произведения...», 1936, с. 258).

Уже в середине XIX столетия Буссенго отмечал: «Несмотря на энергию, с которой сказывается действие нитрата, его нельзя рас­сматривать как полное удобрение, так как, в конечном счете, он дает только азот и щелочной металл; но, присоединяя к нитрату фосфат кальция, ...можно, вероятно, получить удобрение, обладающее ка­чествами гуано, но с более устойчивым азотом» (там же, с. 272 - 273).

На основании исследований влияния усвояемого азота удобре­ний на развитие растений Ж.Б. Буссенго приходит к заключению:

1. Фосфат кальция и щелочные и щелочноземельные соли, необ­ходимые для образования растений, действуют в том случае, если вносятся вместе с веществом, способным доставить усвояемый азот;

2. Азот атмосферы принимает участие в развитии растений, но в слишком малом количестве;

3. Селитра совместно с фосфатом кальция и щелочными солями действует как полное удобрение (там же, с. 287).

Ж.Б. Буссенго исследовал состав воздуха, заключенного в почве. Он установил резкое возрастание углекислоты в почве при запашке навоза. Изучение этого вопроса позволило ему придти к заключению, что «присутствие углекислоты в слое, лежащем непосредственно под занятою растительностью почвой, несомненно, заслуживает того, чтобы стать предметом особого изучения; это именно потому, что какова бы ни была причина происхождения здесь углекислоты, последняя должна оказывать какое-то влияние на плодородие почвы» (там же, с. 328).

Много внимания Буссенго уделял условиям, влияющим на образование нитратов в почве. Например, он пишет: «Не подлежит сомнению, что соединение минеральных и органических веществ не является единственным условием образования нитратов; неисчерпа­емые залежи азотнокислого натрия в Перу, которые по величине сравнимы лишь с залежами поваренной соли, имеют совсем другое происхождение. Наконец, воздушный океан, по существу является необъятной селитряницей в том смысле, что всякий электрический разряд, появляющийся в нем, сопровождается образованием нитрата и нитрита аммония» (там же, с. 342). И далее: «Что касается перегной­ной почвы, или искусственной селитряницы, то все заставляет предполагать, что образование азотной кислоты происходит, главным образом, за счет азота органических веществ» (там же, с. 343).

В период проведения этих исследований еще не были открыты микроорганизмы, которые обеспечивают многие процессы, в том числе и нитрификацию, что затрудняло и Буссенго дать объективную оценку тем или иным условиям и факторам.

Несомненный интерес представляет его работа «О сево­оборотах». Отмечая, что атмосфера и органическое вещество почвы участвуют в поддержании жизни растений, Ж.Б. Буссенго утверждает, что если бы были известны отношения между этими двумя источ­никами, можно было бы углубить ответы на два жизненных вопроса агрономической науки: теорию истощения почвы культурой и значение севооборотов.

Ж.Б. Буссенго подчеркивал важную роль клевера в сево­оборотах: «...Третий укос обычно запахивают как удобрение, и вместе с ним оказывается заделанной и значительная масса корней. Улучшение плодородия почвы, достигаемое культурой клевера, входит, таким образом, целиком в то явление, которое земледельцы обозначают названием "зеленое удобрение"» (там же, с. 404). В то время это было единственно возможное объяснение, так как пока еще науке не было известно, что клевер обогащает почву азотом вследствие симбиотической азотфиксации.

Ж.Б. Буссенго считал, что в севообороте необходима такая система культур, которая производила бы наибольшее количество органического вещества с наименьшим количеством удобрений. И далее отмечает, что теоретически наиболее выгодный плодосмен - тот, при котором за время ротации количество произведенного органического вещества наиболее превосходит количество органи­ческого вещества, введенного в почву в виде удобрения. Именно севообороты с клевером дают наибольшее количество органического вещества.

«Для неорганических веществ надо установить нечто вроде баланса между урожаем и удобрением» (там же, с. 421). В этом взгляды Ж.Б. Буссенго и Ю. Либиха совпадают.

Так, Буссенго пишет, что «Либих, настаивая с большим основа­нием на полезной роли щелочных оснований и солей для полевых культур, показал, что неорганическое вещество должно серьезно приниматься во внимание при изучении севооборотов. Я давно разделяю это убеждение, но такое изучение может быть плодотворно только если оно опирается на анализ золы растений, выросших на той же самой почве, удобренных тем же самым удобрением, содержание в которых минеральных веществ определено» (там же, с. 421).

В заключение рассмотрения заслуг Ж.Б. Буссенго как выдаю­щегося агрохимика необходимо подчеркнуть, что введение им точных количественных методов химического анализа в агрономию по­зволило изучать круговорот веществ в земледелии, подойти к решению проблемы истощения и способов восстановления плодо­родия почв с помощью удобрений, оценить значение правильного севооборота. Развивая азотную теорию питания растений, он впервые точно установил факт участия атмосферы в создании растительной массы бобовыми культурами, эффективность азотных минеральных удобрений, ввел в агрохимические исследования вегетационный метод.

А.Н. Лебедянцев (1936) писал, что «великий французский агро­химик оставил после себя очень большое научно-литературное на­следство». «...Из всего этого материала, чрезвычайно разнородного по затронутым вопросам, наиболее важными являются исследования по физиологии растений и в особенности по агрохимии. К ним имен­но принадлежат все классические работы Буссенго, не потерявшие значения до настоящего времени не только по установленным в них фактам и вытекающим из них теоретическим положениям, но еще и потому, что точнейшая и изящнейшая методика их выполнения до настоящего времени продолжает оставаться лучшим образцом экспериментальных исследований» (с. 29 - 30).

Д.Н. Прянишников (1963) отмечал, что хотя над созданием основ современной агрохимии работали не только Буссенго во Фран­ции (с 1836 г.) и Либих в Германии (с 1840 г.), а также Лооз и Гильберт в Англии (с 1843 г.), все же Буссенго имеет преимущест­венное право на звание основателя агрохимии.

Большой вклад в развитие науки агрохимии внес Джон Беннет Лооз (1814 - 1900 гг.). В 1843 году он создал исследовательское учреждение - Ротамстедскую сельскохозяйственную опытную стан­цию. Благодаря классическим многолетним опытам с удобрениями она превратилась в один из важнейших научно-методических центров агрономической химии.

Вегетационные опыты, проведенные Лоозом в 1836 - 1838 гг., показали важное значение фосфора в жизни растений. В качестве источника фосфора Лооз применял костяной уголь, содержащий фос­фаты кальция, а для повышения растворимости последних использо­вал серную кислоту. Впоследствии он стал обрабатывать ею и апа­титы, получив новое удобрение. В полевых опытах в 1840 и 1841 гг. испытание этого удобрения на сельскохозяйственных культурах по­казало высокую его эффективность. В связи с этим, Лооз в 1842 г. открыл первый суперфосфатный завод (близ Лондона) и тем самым положил начало крупнейшей отрасли химической промышленности.

Несомненный интерес представляют его результаты по испыта­нию действия азотных удобрений. Известно, что Либих отрицал практическое значение азотных удобрений и считал, что растения получают достаточно азота из воздуха.

Результаты опытов Лооза показали высокую эффектив­ность азотных удобрений, а, следовательно, ошибочность мнения Ю. Либиха по этому вопросу.

Например, Урожай пшеницы (ц/га)

Без удобрения Навоз Зола №К 16,5 21,0 16,0 24,0.

В 1843 г. Лооз заложил опыт на фоне возрастающих доз азота с бессменной культурой пшеницы и в севообороте с клевером. Опыты подтвердили существенную роль азотных удобрений и значительное преимущество севооборота в сравнении с монокультурой.

В дальнейшем масштабы и тематика опытов на Ротамстедской опытной станции значительно расширились. Изучались сравнитель­ная оценка действия навоза и полного минерального удобрения, возможное негативное действие анионов серной и соляной кислот на разных почвах при непосредственном удобрении солями, а также с бессменной культурой бобов, клевера, ячменя и т.д.

Строгие опыты Лооза с прокаленной почвой показали, что ни злаковые, ни бобовые культуры в этих условиях не фиксируют азот воздуха. В полевых же опытах, т.е. в естественных условиях от­мечалось явное обогащение почвы азотом после бобовых культур (цит. Прянишников, 1955):

	Пшеница	Клевер
Вынос азота урожаями за год	27,5	49,7
(бессменная культура), кг
Азот в почве (пахотный слой), кг	1281	1586
Азот в дренажных водах, кг	52,5	126,2

Лооз проводил также длительные опыты на полях орошения со сточными водами и образованием в растениях нитратов. Изучались приемы фильтрации, урожаи и состав травяной смеси, ее кормовое достоинство. Уже тогда было отмечено обильное образование в растениях нитратов, но биологическая природа этого явления еще не была известна.

Необходимо отметить и такой факт. На легкой супесчаной почве первого филиала Ротамстеда в Вобурне, открытом в 80-х гг. XIX столетия, уже во втором десятилетии применения аммиачных удобрений было обнаружено проявление их отрицательного действия (без извести). На Ротамстедской станции на суглинистой почве, богатой кальцием, удобрение с сульфатом аммония было эффективно в течение многих десятилетий. Это вызвало необходимость создания опытных полей по испытанию удобрений на различных почвенных разностях.

В 1843 г. Лооз организовал промышленное производство супер­фосфата в Дептфорде (Англия) и добился значительного успеха в этом предприятии. Второй суперфосфатный завод Лооз построил в 1857 г. Джон Лооз считается общепризнанным основателем туковой промышленности.

Всемирно известная Ротамстедская опытная станция была основана Лоозом в собственном имении в Харпендине (Англия). Первые опыты он заложил в 1837 г., а в 1843 г. начал работать в содружестве с Генри Гильбертом (проработавшим на станции в тече­ние 57 лет), который прекрасно дополнял Лооза. Если Лооз обладал большой инициативой, масштабным мышлением, выполнял агро­техническую сторону опытов, занимался предпринимательской дея­тельностью, интересовался функционированием суперфосфатного завода, на доходы от которого содержалась опытная станция, то Гильберт выполнял многочисленные анализы, писал ежегодные отчеты о Ротамстедских опытах, выступал с докладами о достиже­ниях Ротамстедской опытной станции в США, Германии, Франции, Австрии и в России (в Петербурге).

В 1893 г., когда торжественно праздновали пятидесятилетний юбилей Ротамстедской опытной станции, а деятельность Лооза и Гильберта к тому времени неоднократно была отмечена в Англии и за границей различными наградами и почетными званиями, для про­должения опытов Лооз принял решение продать суперфосфатный завод и создал основной фонд (в 100 тыс. фунтов), проценты с которого должны были обеспечить дальнейшее проведение исследо­ваний на Ротамстедской опытной станции.

Лооз умер в 1900 г., а его коллега Гильберт - в 1901 г. В 1902 г. директором Ротамстедской опытной станции стал А.Д. Холл, а с 1912 г. и до 1943 г. - Э.Д. Рассел, которого сменил У.Г. Огг.

В середине XIX столетия агрохимия начала завоевывать по­пулярность и в США, причем большое влияние на ведение научного сельского хозяйства в этом регионе оказали идеи Ю. Либиха. Его капитальный труд «Химия в приложении к земледелию и физио­логии», большое количество публикаций, направленных на популяри­зацию его идей, стали широко известны в Америке. Особый интерес к ним был проявлен в период 1840-1852 гг., поскольку уже тогда, в 40-е годы, фермеры Новой Англии и Нью-Йорка говорили об истощении почвы вследствие постоянного сбора урожаев и вынуждены были обращаться к агрохимической науке, чтобы обеспечить плодородие своих полей и предотвратить ухудшающиеся условия земледелия.

В то время для большинства американцев идеи Ю. Либиха олицетворяли агрохимию как прогрессивную науку. Поэтому первая его книга, вышедшая в США в 1841 г., имела подготовленную, полную энтузиазма аудиторию. И фермеры, и ученые были едино­душны в том, что идеи Ю. Либиха открывают новую эру в сельском хозяйстве Америки. Его книги были популярны среди широкого круга читателей, часто переиздавались, обсуждались в популярных сельскохозяйственных журналах, а термины прочно закреплялись в американской науке.

Наибольшее влияние на развитие агрохимии в Америке оказала небольшая группа молодых американских химиков, профессионально подготовленных, прошедших обучение в лаборатории Ю. Либиха. Вернувшись в США, они активно внедряли европейские методы исследования и в период с 1840 по 1880 гг. фактически создали прочный фундамент научного земледелия, развивая агрохимическую науку, создавая институты, химические лаборатории и сельско­хозяйственные опытные станции. Наибольшую активность проявляли такие исследователи, как Эбен Нортон Хорсфорд, Джон Питкин Нортон, Самуэлъ В. Джонсон.

Эбен Нортон Хорсфорд родился в 1818 г. в штате Нью-Йорк. С 1838 по 1844 г. он жил в Албании, так как был одним из первых членов новой Американской Ассоциации геологов и натуралистов, которая была сформирована в 1840 г. В 1842 г. после ознакомления с известной книгой Ю. Либиха, он был поражен идеями немецкого ученого. В середине 50-х гг. лаборатория Хорсфорда в Кембридже¹ превратилась в школу для химиков, после окончания которой несколько выпускников отправились в лабораторию в Геттинген для повышения научной квалификации. По существу, Хорсфорд имел лучшую лабораторию в стране. Д. П. Нортон внес не меньший вклад в развитие агрохимии в США. Одна из программ его исследований предусматривала обстоя­тельный анализ золы различных растений. Анализировались их листья, стебли, мякина, солома, шелуха, зерно. Нортон считал, что тщательные анализы растений в процессе вегетации позволят опре­делить степень истощения почвы и восполнения ее плодородия удобрениями. Он был весьма увлечен проведением многочисленных агрохимических анализов. За 5 лет он вместе со студентами обстоятельно проанализировал и изучил 75 различных почв.

Кроме работ в Йельской химической лаборатории, Нортон развивал и другое направление - популяризацию научного земле­делия, стремясь своими работами привлечь в лабораторию больше студентов. С 1847 по 1852 гг. он был хорошо известен в своей стране и за рубежом как сторонник научного земледелия; пишет статьи в журналы, а в 1850 г. подготовил элементарный учебник «Элементы научного сельского хозяйства»; добавляет несколько замечаний в «Пособие для фермеров по научному и практическому сельскому хозяйству» (1851).

Несмотря на некоторые несогласия и расхождения с точкой зрения Ю. Либиха, Нортон был ему очень многим обязан, как и все агрохимики 40-х годов. Более того, взгляды Нортона в значительной степени совпадали с либиховскими позициями, изложенными во втором и третьем изданиях книги «Химия в приложении к земле­делию и физиологии».

После смерти Д.П. Нортона для агрохимии как в Йеле, так и в других местах США настал трудный период.

В 1854 г. несколько американцев, которые раньше обучались у Ю. Либиха, посетили первые опытные станции в Германии. Это послужило дальнейшему развитию агрохимического движения в США. Причем убеждать американских фермеров в важности этой науки приходилось с большим трудом. Необходимость создания институтов, химических лабораторий и сельскохозяйственных опыт­ных станций требовалось подтверждать практической их целесо­образностью, путем проведения систематических сельскохозяйствен­ных исследований. В эти трудные годы (в период 1852 - 1870 гг.) лидером агрохимической науки стал Самуэль В. Джонсон. Фермер­ский мальчик из штата Нью-Йорк, как и Нортон, студент Ю. Либиха, а впоследствии - профессор Йела, Джонсон более чем'кто-либо другой в США развил новое направление в научном земледелии. В 1860 г. Джонсон написал два популярных пособия по агрохимии и требовал организации новых институтов, которые были бы связующим звеном между теорией и практикой.

В течение 20 лет он и его коллеги проводили активную пропагандистскую работу, убеждали фермеров и законодателей в необходимости организации опытных станций. Джонсон считал, что научные учреждения необходимы для решения проблем агрохимии. И наконец, в 1875 году Джонсоном и его коллегами была организована агрохимическая сельскохозяйственная опытная станция в Коннекти­куте. Позже Джонсон работал директором опытной станции, про­должая бороться за развитие и финансирование агрохимических исследований.

Благодаря активной деятельности и большому вкладу в агрохимическую науку, а также реализацию ее достижений в земле­дельческую практику Джонсон в 50-х годах добился, чтобы агро­химия стала постоянной частью забот федерального правительства и правительств штатов.

К XX столетию каждый штат США мог уже позволить себе содержать хотя бы одну опытную станцию с разнообразным биохимическим, бактериологическим и другим научным оборудо­ванием (Маг§аге1 XV. Коззкег, 1975, с. 172 - 176).

В Европе к середине XIX столетия крупные исследователи Ж.Б. Буссенго, Д.Б. Лооз и другие, столкнулись с загадкой своеобраз­ного поведения бобовых культур, размещавшихся в севообороте, и обильным образованием нитратов в почве и растениях.

Эти явления нуждались в научном исследовании, которые и были предприняты в 80-х гг. немецким агрохимиком Германом Гельригелем (1831 - 1895 гг.).

Гельригель разъяснил причины своеобразного поведения бобовых в исследованиях Буссенго (30-е годы XIX века), проведя ряд опытов, весьма близких к опытам Буссенго. Однако его опыты проводились в 1886 г., т.е. в тот период, когда повсеместно было уже признано учение Пастера о бактериях².

Гельригель установил ряд важных научных положений:

• Бобовые, развиваясь на почве, содержащей соответствующие бактерии образуют на корнях клубеньки, после чего получают способность усваивать свободный азот воздуха.

• Бобовые не только увеличивают в почве количество органического вещества, но еще являются азотособирателями. После удачного посева клевера почва может получить азота и органического вещества в количестве, соответствующем внесению не менее 30 - 35 т навоза на 1 га.

Открытие Гельригеля, объяснившее основной вопрос об особенностях питания бобовых растений азотом, завершает I этап развития точных знаний, лежащих в основе современного учения о питании растений.

Анализ состояния агрохимической науки и ее фундаментальной части - учения о питании растений позволяет заключить, что ис­пользование углерода за счет углекислоты воздуха было установлено и достаточно доказано экспериментальным путем уже в начале XIX столетия. Что же касается экспериментального подтверждения правильности теории корневого питания растений минеральными веществами и азотом, то это было сделано к середине XIX столетия.

Подводя итоги рассмотрения развития учения о питании растений, а также фундаментальных и прикладных положений агро­химии в XIX веке и проанализировав вклад западноевропейских ученых в решение этих задач, следует отметить, что в известной книге Ю. Либиха «Химия в приложении к земледелию и физиологии» была высказана основная мысль всего труда: «Исключительно не­органическая природа доставляет растениям первоначальную их пищу». Книга написана в популярной форме, отличалась блестящим изложением, смелостью выводов и резкостью критики. Поэтому она произвела сильное впечатление в ученом мире, в массе хозяев-практи- ков, а также в широких кругах читающей публики.

Окончательно вопрос о минеральном питании растений был разрешен в конце 50-60-х годов благодаря работе опытных станций и агрономических лабораторий. Разработка же метода искусственных культур позволила установить, какие элементы действительно необ­ходимы растению и какие находятся в золе случайно* Особенно большой вклад в развитие метода искусственных культур внесли такие исследователи, как Кноп (в Мекерне), Вольф, Ноббл и Сакс 44 (в Таранде), а также Штекгард - профессор вновь утвержденной в 1847 г. кафедры агрономической химии в Таранде (Германия).

Применение метода искусственных культур позволило наи­более объективно оценить необходимость и эффективность каждого зольного элемента для питания растений и дало возможность с уверенностью сказать хозяевам, что в употребляемых ими удобрениях существенно и что составляет балласт.

«Этим путем были введены значительные поправки к выводам Либиха, сделанным на основании метода аналитического; так, пред­положение о замещаемости оснований друг другом не оправдалось; калий нельзя заменить ни натрием, ни литием, цезием, рубидием. Также кремнекислоту пришлось вычеркнуть из списка безусловно необходимых для растений веществ. Можно сказать, что 60-е годы подарили науке целую новую главу о минеральном питании, и разработкой этой главы физиология обязана именно агрохимическим опытным станциям» (Прянишников, т. I, с. 170).

Анализируя развитие учения о питании растений и в целом агрономической химии, Д.Н. Прянишников (1927) констатировал, что вначале теории были односторонними, преувеличивали значение какого-либо одного фактора, приходившие на смену теории отрицали все старое и, в сущности, были противоположными. Впоследствии, благодаря эксперименту, возникла необходимость рассматривать все факторы в совокупности, отводя каждому соответствующую роль. Так, Тэер считал, что главное — перегной, а зольные вещества почти ничто в питании растений. Либих же, наоборот, был склонен не придавать значения углероду и азоту перегноя. Опыты же Буссенго заставили считаться с азотом почвы и азотом удобрений, с влиянием перегноя на физические свойства почвы, со значением зольных веществ (Кноп и др.). Затем, наряду с факторами физическими и химическими, возникла необходимость в признании фактора биологи­ческого (Гельригель, Шлезинг, Виноградов и др.), действующего то в благоприятном для земледелия направлении (нитрификация, усвоение атмосферного азота), то в неблагоприятном (денитрификация). По­этому оценить то или иное удобрение или агротехнический прием возможно только по сумме влияния всех факторов при реализации на практике.

«Если первоначально развитие учения о питании растений в основном проходило на Западе, то в последующем видное место в этой области, как и в развитии агрохимии вообще, стали занимать работы наших русских ученых» (Прянишников, т. I, 1963, с. 89).