Игорь Крупеников - Костычев

Уже в первый год существования созданной им станции Костычев сделал много анализов перегноя в черноземах Заволжья и других районов страны. В отчете станции указывается, что он провел также 16 анализов черноземных почв «для определения в них кварцевого песку, глины и веществ, растворимых в соляной кислоте». Здесь же упоминаются 19 анализов «экстрактов, извлеченных из черноземных почв аммиачными солями для проверки теории Грандо»{ГИАЛО, фонд 994, дело И, связка 379, опись 6, лист 16.}.

Эти 19 анализов вновь показали несостоятельность многих утверждений французского ученого. Костычев имел все основания заявить, что «воззрения Грандо на сущность питания растений и на состояние питательных веществ в почвах не могут быть признаны справедливыми». Мало того, что теория Грандо оказалась фактически во многом неверной, она вообще исходила из ошибочной мысли, что односторонний химический подход к плодородию почвы может обеспечить решение этого сложного вопроса. Метод Грандо, «даже если бы он оказался надежным, — указывал Костычев, — то все равно один он не мог бы дать нам достаточных сведений о почвах… он может сделаться в крайнем случае только полезной частью полного исследования почв».

Для питания растений имеют значение преимущественно лишь наиболее простые минеральные вещества. «За перегнойными же веществами относительно доставления питательных веществ растениям можно признать только роль посредника, в том смысле, что они ускоряют выветривание горных пород», — писал Костычев.

Так был разрешен один из запутанных и сложных научных вопросов. H. M. Сибирцев в своей статье о Костычеве особо отмечал, что им «были предприняты поверочные и критические исследования над органо-минеральными веществами, показавшие слабые стороны в известной теории Грандо».

Видный советский почвовед профессор С. П. Кравков (1873–1938) в своем курсе почвоведения указывает, что главную роль в опровержении неверной теории Грандо сыграл Костычев, исследования которого по этому вопросу в дальнейшем были подтверждены многими русскими и иностранными учеными.

В декабре 1879 года в Петербурге проходил шестой съезд русских естествоиспытателей и врачей. Съезды естествоиспытателей, созывавшиеся исключительно по почину передовых ученых России, были мощным и ярким выражением растущих сил отечественной науки. С трибуны шестого съезда о своем существовании заявила новая, еще мало кому известная отрасль естествознания — почвоведение. В. В. Докучаев, совместно с геологом профессором А. А. Иностранцевым (1843–1919), внес предложение «об основании в Петербурге почвенного музеума», который должен был играть роль первого научного центра по почвоведению у нас в стране. Предложение Докучаева было блестяще обосновано, и общее собрание съезда единодушно поддержало его.

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.