Лекция для 3 курса почвоведов

Тема 3. Становление и развитие опытной агрономии в трудах зарубежных и русских ученых

Конец 18–19 века ознаменовались бурным социальным и экономическим развитием Европы и Северной Америки. В Северной Америке в 1776 году была принята знаменитая декларация Джефферсона о независимости (Джордж Вашингтон).

В 1789 году произошла Великая Французская революция  (взятие Бастилии). К этому времени относятся труды знаменитых просветителей, философов Вольтера, Дидро.

Знаменитый французский ученый Антуан Лавуазье создает основы современной химии.

Фарадей открывает явление электромагнитной индукции, в физике наступает эпоха электромагнетизма.

 В 1847 году великий физик, химик, физиолог и психолог Гельмгольц формулирует закон сохранения энергии.

 В 1839 году биолог Шванн формулирует теорию клеточного строения живых организмов.

 В 1859 году появляется труд Дарвина "Происхождение видов".

 В эти же годы увидела свет работа Маркса "Капитал".

Все эти великие открытия заложили основу новой эры в развитии естествознания. 

В первой половине 19 века перед  учеными стал вопрос - как происходит питание сельскохозяйственных растений?

Несмотря на успехи физики, в области агрономии и физиологии растений господствовали прежние взгляды, державшиеся более 1000 лет, например, теория питания растений Аристотеля. И показателем этого господства является то, что еще в 1800 году ученый Шредер (Ри́хард Ива́нович Шре́дер (1822—1903) — российский селекционер, публицист и садовод, автор многочисленных книг на эту тему; «патриарх русского садоводства». Ри́хард Ри́хардович Шре́дер (15 октября 1867^[1] — 27 апреля 1944, Ташкент) — русский и советский учёный-агроном, педагог, основатель научного сельского хозяйства в Узбекистане, а также первого в Центральноазиатском регионе НИИ (НПО) садоводства) получил премию от немецкой академии наук за то, что он подтвердил получение растениями элементов питания из воды. Но уже через четыре года известный швейцарский ученый Соссюр (Соссюр, Анри де (1829—1905) — минералог и энтомолог; сын Николы Теодора де Соссюр) доказал, что из дистиллированной воды растение не извлекает никаких элементов зольного питания, и вес растения увеличивается только за счет получения углерода из воздуха.

Но этот опыт, доказывавший минеральное питание растений, был забыт. 

На смену водной теории питания растений пришла гумусовая, основоположником которой считается немецкий ученый Альбрехт Тэер (1752-1828). Его считают основателем европейской агрономии, до сих пор выходят журналы его имени, а в холле университета имени Гумбольдта (Барон Фридрих Вильгельм Генрих Алекса́ндр фон Гу́мбольдт(нем. Friedrich Wilhelm Heinrich Alexander Freiherr von Humboldt, 14 сентября 1769, Берлин — 6 мая 1859, Берлин) — немецкийгеограф, натуралист и путешественник, один из основателей географии как самостоятельной науки)  в Германии стоит величественная статуя Тэера.

Альбрехт Тэер пришел к выводу, что источником питания растений действительно является гумус, из которого берет все необходимое для своей жизни растение. Он придавал большое значение изучению почв для успешного ведения сельского хозяйства: "На учении о почве основывается все искусство сельского хозяйства и до тех пор, пока не будут установлены истинные, определенные и ясные понятия о почве, следует отказаться от каких бы то ни было претензий на научную разработку его." 

Тэер разработал свою классификацию почв по механическому составу и одновременно по пригодности к выращиванию тех или иных сельскохозяйственных растений: он различал почвы глинистые - пшеничные, суглинистые - ячменные, песчаные - ржаные. С одной стороны, классификация Тэера кажется несколько примитивной, ведь еще древние римляне различали почвы по механическому составу.

Он организовал первую в Европе в городке Меглин в Германии высшую сельскохозяйственную академию.

Он написал трехтомный труд "Основы рационального сельского хозяйства", где высказал мысль о важности изучения почв.

Благодаря его авторитету теория гумусового питания растений привлекла не только агрономов, но и химиков.

Ученик Тэера немецкий ученый Шпренгель впервые дал обстоятельную характеристику гумусовых веществ, установил содержание углерода в гуминовой кислоте - 58% - величину, которой мы до сих пор пользуемся для пересчета содержания гумуса на углеород.

 Другой ученый, шведский химик Берцелиус, разделил гумусовые вещества почвы на гуминовую кислоту, креновую и апокреновую кислоты и гумин - нерастворимую часть гумусовых веществ.

Теория гумусового питания растений продержалась довольно долго - около 50 лет. В 1840 году появилась книга Юстуса Либиха (1803-1873) "Химия в применении к земледелию и физиологии", которая явилась основой теории минерального питания растений. Во введении к этой книге автор пишет: "В последней четверти прошлого столетия в сельском хозяйстве никто не имел представления о причинах плодородия полей, так же как и о причинах потери ими этого плодородия под влиянием сельскохозяйственной культуры. Помимо значения солнечных лучей, росы и дождя сельский хозяин почти ничего не знал об условиях, необходимых для развития растения. Что касается почвы, то многие полагали, что она существует лишь для того, чтобы служить местом для произрастания растений... Полагали, что в семени и в почве заложены те силы, которые производят урожаи, и подобно тому, как человек и животное утомляются от работы и требуют восстановления своих сил, то же самое происходит и с полем; производящая сила почвы, израсходованная на выращивание плодов, может быть восстановлена путем предоставления отдыха полю и внесения в него навоза.

Вот что пишет Д.Н.Прянишников об этой книге: "Эта книга Либиха произвела огромное впечатление не только в ученом мире, но и в массе сельских хозяев; она была написана не строгим языком лекций, как книга Шпренгеля, а в форме популярной, выделяясь по блеску и смелости выводов, а потому в отличие от работ Буссенго, доступных только читателям специальных журналов, и от лекций Шпренгеля, известных только в университетских кругах, привлекла всеобщее внимание к вопросу о минеральном питании растений и имела большой успех, выходя повторными изданиями..." 

Другой ученый, основатель Ротамстедской опытной станции Рассел пишет следующее об этой книге: " в 1840 году, когда, подобно удару грома, разразился над ученым миром знаменитый доклад Либиха Британской ассоциации о положении органической химии.

Одним из основных положений Либиха было представление о почве как прежде всего кладовой зольных элементов питания растений. Он показал, что растения уносят из почвы зольные элементы с урожаем, и эти элементы надо возвращать в почву, чтобы непрерывно возделывать сельскохозяйственные культуры - обосновав тем самым "теорию возврата". 


Однако ошибкой Либиха было то , что растения черпают азот из воздуха и заботиться об этом не нужно, поэтому производство азотных удобрений не было налажено.

Эта ошибка в теории питания растений была устранена в трудах другого великого ученого Жана Батиста Буссенго (1802 -1887). 

Именно Буссенго принадлежат классические экспериментальные работы в области агрохимии и физиологии растений. В 1835 году в своем имении он начал ставить опыты по питанию растений, в том числе опыты в вегетационных сосудах по исследованию физиологии растений. Буссенго оставил нам замечательные монографии - "Полевое хозяйство в свете химии, физики и метеорологии" (1851 г.) и "Агрономия, земледельческая химия и физиология" (1860 г.). 

Буссенго доказал, что растение берет азот из почвы и из тех органических удобрений, которые вносятся в почву. Он доказал также, что бобовые растения увеличивают содержание азота в почве, но объяснить механизм этого явления он не смог, это сделал другой ученый, Герман Гельригер в 1886 году, который заметил, что этим свойством обладают растения с клубеньками, где живут бактерии, ассимилирующие азот. 

Он был одним из первых, кто начал изучение состава почвенного воздуха, понимая роль дыхания почвы. 

На основании своих количественных экспериментов по изучению баланса веществ Буссенго обосновал необходимость севооборотов, показывая, что каждая культура накладывает свой отпечаток на баланс веществ. 

К.А.Тимирязев по этому же поводу писал: "Едва ли не основной мыслью, проходящей красной нитью через все его (Буссенго) произведения, было требование прямого физиологического опыта, необходимость, как он выражался, "задавать вопрос самому растению" и получать непосредственно от него ответ.

Если учение Либиха можно назвать химическим, то учение Буссенго, по преимуществу, физиологическое.

Преклоняясь перед Буссенго, К.А.Тимирязев посвятил ему свою работу "Земледелие и физиология растений", написав: "Памяти Жана-Батиста Буссенго - основателя физиологической школы научного земледелия, посвящает эти страницы его благодарный ученик". 

Так на грани первой и второй половин 19 века в Европе завоевали признание новые науки - агрохимия и почвоведение, основывавшиеся на новых количественных химических и физиологических методах исследования. 

В 1838 году в Германии было положено начало изучению физики почв в работах Шюблера, исследовавшего водные, воздушные, тепловые свойства почв.

В 1837 году Ч.Дарвин положил начало почвенной биологии, сделав доклад "Об образовании почвенного слоя деятельностью червей", где говорил: "Я пришел к заключению, что весь растительный слой, покрывающий землю, несколько раз прошел через кишечный канал дождевых червей и еще много раз пройдет через него. Вследствие этого само название "растительный слой" оказывается неподходящим и вернее было бы назвать его "животным слоем". В 1881 году Дарвин опубликовал монографию "Образование почвенного слоя дождевыми червями и наблюдения над их образом жизни". 

Россия в первой половине 19 века продолжала оставаться страной, для которой еще в значительной мере были характерны черты феодализма, и в первую очередь крепостное право, невыгодное для работника и владельца, не способствовавшее правильному использованию земли. Большое влияние на развитие России оказала война с Наполеоном, вследствие которой значительная часть офицерского дворянства - наиболее образованной части общества - побывала во Франции, где господствовал дух свободолюбия, активной общественной жизни. Это в значительной мере повлияло на мировоззрение передовой, образованной части общества. Появляются декабристы из среды образованного дворянства. 

В 1804 году в Московском университете был введен новый Устав, который провозглашал его автономность, независимость. "Дней Александровых прекрасное начало" - писал об этих временах Пушкин. В университете была провозглашена самоуправляемость, высшим органом стал совет профессоров университета, который избирал ректора. 

В области сельского хозяйства и в области налоговой системы тоже начали происходить изменения - в нечерноземных губерниях барщина (неоплачиваемый труд) заменялась оброком (налог). 

В Центрально-черноземных областях до 1861 барщина - самый неэффективный метод хозяйствования, с трехпольным севооборотом и серыми хлебами. Значительно быстрее внедрялись новые системы земледелия, новые сельскохозяйственные культуры в южных губерниях России, где развивалась торговля не только хлебом, но и техническими культурами. Все это давалось не легко, сопровождалось крестьянскими восстаниями, с 1825 по 1861 год было зарегистрировано 1186 восстаний, в 1826 г. этими восстаниями было охвачено 26 губерний. 

Некоторые прогрессивные помещики вводили новые системы землепользования. Таково знаменитое имение Полторацких в Калужской области Овчурино, где был введен четырехпольный оборот с травами, использовались английские сельскохозяйственные машины. Так же обстояло дело в имении Лемиковского в Миргородском уезде на Полтавщине, где впервые применялась мелиорация лугов, лесопосадки, использовались новейшие методы повышения плодородия почв.

В 1819 году возникает и начинает действовать Московское общество сельского хозяйства, одновременно с деятельностью Вольного Экономического общества.

В 1833 году Россию постигает одна из первых сильных засух, повлекшая за собой неурожай, и это заставляет Николая I по докладу президента Вольного экономического общества учредить Комитет по усовершенствованию земледелия в России.

Этот комитет принял меры к организации распространения сельскохозяйственных знаний, в университетах и лицеях были учреждены кафедры сельского хозяйства. В Московском университете преподавание агрономичеких дисциплин начал М.И.Афонин.

С этим временем в области агрономии, почвоведения связаны имена М.Г.Павлова и Я.А.Линовского. 

Михаил Григорьевич Павлов (1792-1840 гг.) заведовал кафедрой агрономии в Московском университете с 1820 по 1839 год, с небольшим перерывами, связаннными с его поездкой за границу, где он учился у Тэера.

 Михаил Григорьевич Павлов оставил такие известные работы, как "Курс сельского хозяйства" (1837), "Земледельческая химия" (1825), "О главных системах сельского хозяйства с приноровлением к России" (1821). 

В своих воззрениях на роль почвы в жизни растений Павлов был последователем Тэера. Будучи широко образованным ученым, он понимал важность смены сельскохозяйственных культур, критиковал господствовавшую в Росии трехпольную систему земледелия.



Павлов организовал под Москвой первое опытное поле, так называемый "Бутырский хутор", который в течение длительного времени было одной из лучших опытных станций.

Ярослав Альбертович Линовский (1818-1846) прожил всего 28 лет, заведовал кафедрой агрономии в течение только двух лет (1844-1846), и тем не менее стал выдающимся деятелем русской агрономии. Он в течение двух лет совершенствовался в своих знаниях за границей, стал магистром в области ботаники и зоологии, а в 1846 г. за диссертацию на степень магистра сельского хозяйства и лесоводства на тему "Критический разбор мнений ученых об условиях плодородия земли с применением общего вывода к земледелию". Само название диссертации говорит о его методологическом подходе к всему запасу знаний, которым обладали тогда ученые и практики сельского хозяйства. 

Он критически рассматривает взгляды Тэера, Шюблера, Либиха.

Свои рекомендации Линовский изложил в своей знаменитой книге "Беседы о сельском хозяйстве". Это систематическое изложение его взглядов на те правила и законы, которые должны быть положены в основу сельского хозяйства. Линовский читал лекции в Московском университете, и его лекции, как и лекции Павлова, привлекали огромное внимание. Чернышевский писал, что его лекции были "блестящими по форме изложения и глубокими с точки зрения науки". 

Деятельность этих двух профессоров - Павлова и Линовского - в 20-40-е гг. составила славу Московского университета в области агрономических знаний. 

Итак, первая половина 19 века ознаменовалась становлением двух важнейших агрономических дисциплин - агрохимии и физиологии растений. Тимирязев впоследствии говорил, что современное земледелие стало таким только благодаря достижениям агрохимии и физиологии растений в первой половине 19 века