История развития почвоведения

Знание пойменных почв, да, собственно, и всего пойменного ландшафта, явилось предпосылкой для перехода к орошаемому земледелию. Правда, первоначально оно зародилось в предгорьях в местах разливов мелких ручьев, которые люди постепенно научились регулировать, но там оно неизбежно имело карликовый характер.

В Восточном Китае находится древнейший очаг земледелия. По словам В. И. Вернадского, «в Китае сложившееся поколениями интенсивное земледелие... в довольно стационарной форме существовало в государстве более 4000 лет» (1977, с. 305). Истории китайского земледелия посвящены фундаментальные работы знаменитого русского синолога прошлого века Н. А. Бичурина, 14 лет прожившего в Пекине и в совершенстве знавшего китайский язык.

Он писал, что еще задолго до нашей эры в Китае было накоплено много сведений по земледелию, и правительство, «руководствуясь ежегодными наблюдениями полевых работ, назначало народу время пахания, средства удобрения, способы посева и уборки». Еще в XXIII в. до н. э. после большого наводнения началось «осушение земель, улучшение, разделение их на части».

Князь Юй (II в. до н. э.) «при обсушивании болот тщательно замечал почвенные пласты»; он «разделил земли по качествам почвы и местоположения на три разряда: добрые, средние и худые» (Бичурин, 1841, с. 370, 377).

В XIV--XII вв. до н. э. уже существовали в Китае особые «гадания о земледелии», в которых вопрошалось, как обрабатывать, «мотыжить» почву?

В книге песен «Ши Цзин» (II--I тысячелетие до н.э.) в стихах излагается земледельческий календарь:

Мы в третий лунный месяц чиним сохи.

Мы начинаем пахоту в четвертый.

Обед на пашню юга носят жены, дети --

И радуется бог полей.

В поэме I тысячелетия до н. э. «Наньшань» сообщается о герое, который «поднял целину, болота осушил, межи провел».

Приводится восторженное четверостишье, посвященное почве:

Дождь благодатный, снега пелена

Напоили почву, так свежа она,

Так мягка, и соки льются через край.

Вот хлебов обильный вышел урожай.

(Хрестоматия..., 1963, с. 425, 432),

К этим достопамятным временам восходят китайские поговорки о почве - о том, что «она родит десять тысяч вещей»; «есть почва - есть и богатство» (Лю-Хайпэн, 1955, с. 99).

3.2 В долинах Нила

В гигантских речных долинах Нила, Тигра, Евфрата, Инда за несколько тысячелетий (по некоторым данным, в VI тысячелетии до н. э.) уже существовала контролируемая ирригация земель, которая явилась главной функцией возникших здесь первых государственных образований. В них начали формироваться зачатки научно-практических знаний широкого аспекта (геометрия, астрономия, механика и др.), но однозначно нацеленных на обслуживание поливного хозяйства. Соответствующего уровня достигли здесь и знания о почве.

По мысли известного историка Г. Т. Бокля, «в Азии цивилизация всегда оставалась в границах обширного пояса, где богатая аллювиальная почва обеспечивала человеку богатство». К северу тянулась «бесплодная страна», которая неизменно была населена кочевыми племенами. И далее: «Из двух первичных причин цивилизации (почвы и климата) плодородие почвы оказывало в древнем мире наибольшее влияние» (1863, с. 41, 46).

Египтяне хорошо знали свои почвы, они понимали, что затопление разливами Нила полей увлажняет их, удобряет речным илом и уносит соли, накопившиеся на поверхности почвы за сухой период (Will-cocks, 1913).

По данным французского историка Г. Масперо и русского агронома и путешественника Н. Н. Клингена, уже во времена первых фараонов в Египте был в ходу строгий кадастр, т. е. расценка земель по их площади, плодородию и доходности. Почвы делились на «пшеничные», подвергаемые искусственному затоплению; водно-болотные, предназначенные для культивирования гидрофильных растений и разведения птицы; «степные», не затопляемые Нилом. Почвы виноградников и садов отмечались особо. «Налоги платились соответственно площади и качеству земли» (Клинген, 1960, с. 207).

В Двуречье были известны как упомянутые, так и некоторые другие свойства почвы, так как, в отличие от долины Нила, долины Тигра и Евфрата значительно сильнее страдали от затопления и засоления, что наложило неизгладимый отпечаток на все земледелие этого края (Helback, I960; Willcocks, 1911).

3.3 Земледелие убедийского периода

Еще в конце VI тысячелетия и в V тысячелетии до н. э. в обширной дельте Тигра и Евфрата возникла земледельческая культура так называемого убейдского периода. Система орошения здесь была приспособлена к особым условиям дельты: сначала научились обваловывать небольшие затухающие протоки и старицы и создавать небольшие искусственные лиманы; потом перешли к строительству более сложных водорегулирующих устройств. Мягкие аллювиальные почвы «позволяли использовать простые орудия -- деревянные мотыги и лопаты. Но необходим был непрерывный труд по созданию полей из грязи и болот» (Андрианов, 1978, с. 93).

Позднее в государствах Двуречья: Шумере, Ассирии, Вавилоне-- возникли колоссальные ирригационные системы, для поддержания которых требовались солидный и жестокий государственный аппарат, неустанный труд «свободных» граждан и нещадная эксплуатация рабов.

Вдоль многочисленных каналов, которые были так широки, что использовались и как транспортные артерии, простирались большие поля. О том, как они орошались, говорится в вавилонском тексте: «Рано утром пришел мощный паводок, появились огромные массы воды... заставляя всюду господствовать влажность... затопляя поля. [Тогда] работник может возделывать [то, что было лишь целиной], умелый земледелец взрыхляет почву». В шумерском земледельческом календаре дается совет следить за тем, чтобы уровень воды на затопленном поле не поднялся слишком высоко.

«Когда ты спустишь с поля воду, следи за тем, чтобы пропитанная водой почва сохранила нужное тебе плодородие» (Андрианов, 1978, с. 99 - 101). В найденных клинописях, относящихся к началу второго тысячелетия до н. э., упоминаются болотные почвы, с которых, даже если они принадлежали государству, «урожай земледельцы могли брать себе» (Хрестоматия..., 1963, с. 180). Так поощрялись освоение и мелиорация новых земель.

Законы вавилонского царя Хаммурапи

В 1902 г. французской археологической экспедицией был найден черный базальтовый столб, хранящийся ныне в Лувре, на котором высечены законы вавилонского царя Хаммурапи (1792 - 1750 гг. до н. э.). Один из законов касается охраны орошаемых почв: «Если человек был небрежен в отношении укрепления плотины, что на его земле, не укрепил свою плотину и в плотине образовалась брешь и вода затопила поле соседа, то... должен возместить зерно, которое он погубил» (Хрестоматия..., с. 202). В странах Двуречья тоже существовал кадастр и знали разницу в качестве почв, поэтому в Ассирии во второй половине II тысячелетия до н. э. «общинная земля... периодически переделялась путем бросания жребия» (Хрестоматия..., 1963, с.261).

Исследование глиняных клинописных таблиц с записями ведения государственного хозяйства в Шумере показало, что для каждого поля было установлено, сколько надо зерна для посева. Количества эти часто непропорциональны размерам участков, «возможно, в зависимости от различия почвы» (Тюменев, 1956, с. 340).

Однако строгие законы не могли уберечь почвы от вторичного засоления. Паводковые воды и процесс искусственного орошения не были в этом отношении эффективными, и применялся экстенсивный способ борьбы с засолением: тысячи рабов собирали поверхностный слой соли и выносили ее за пределы орошаемых участков. Этот прием просуществовал до I тысячелетия н. э., и в 869 г., после восстания и бегства рабов-негров в окрестностях Басры 50 тыс. га орошаемых земель были заброшены и превратились в солончаки. Именно такие случаи имел в виду К. Маркс, когда писал: «...культура, - если она развивается стихийно, а не направляется сознательно... - оставляет после себя пустыню...». Эти вторичные месопотамские солончаки стали мелиорировать в Ираке только сейчас.

Беспомощные перед засолением, земледельцы древней Месопотамии панически его боялись. В шумеро-вавилонских мифах засоление выступает в образе страшного крылатого дракона Асаг из подземной страны Кур.

Повелитель южного ветра Нипурта после жестокой борьбы пронзил чудовище копьем, и тут «произошло самое ужасное. Из распоротого плеча дракона хлынули горько-соленые воды и стали заполнять реки, озера... Жесток был голод, ничего не произрастало... Поля не орошались. Во всех странах исчезла свежая зелень, только сорняки произрастали повсюду». Но мифы оптимистичны. Нипурта взялся за дело, утихомирил соленые воды, построил плотины, начал орошать почву.

«Поля вновь приносят много зерна, урожай пальмовых рощ и виноградников стал обильным» (Редер, 1965, с. 57).

Сады Семирамиды

Надо сказать, что в истории Двуречья можно найти примеры как колоссальных народных бедствий из-за наводнений и засоления почв, так и удивительных успехов в области преобразования природы. Стоит вспомнить одно из семи чудес Древнего мира -- легендарные «висячие» сады ассирийской царицы Семирамиды, или Шаммурамат (IX в. до н. э.).

Сделаны они были, по преданию, на искусственных террасах, куда был принесен мелкозем, затем были высажены декоративные и плодовые деревья. Почва садов искусственно орошалась. На гробнице царицы высечена надпись: «Я заставила реки течь вокруг моих владений для удобрения земель, которые раньше были бесплодны и безлюдны» (Боровский, 1979, с. 3).

Истории орошения в Средней Азии уделили внимание очень многие исследователи, которые показали, что истоки древней ирригации прослеживаются здесь до II тысячелетия до н. э., т. е. параллельно с Египтом и Двуречьем.

Как и там, в Хорезме сначала использовались «природные каналы»-- старые русла, протоки. Затем научились строить искусственные каналы. Почвы дельты Амударьи тяжелые и не отличаются высоким плодородием, поэтому хорезмские земледельцы рано научились песковать их (песчаная пустыня была рядом) и удобрять различными отходами. Так было и в древности, и в средние века, и в близкое к нам время.

Всюду прослеживается «залегание связанных с орошением культурно-ирригационных наносов, состоящих главным образом из осевших взвешенных наносов, смешанных с искусственными удобрениями, для которых использовались отвалы из каналов, культурные наслоения древних городищ, замков, глинобитные заборы» (Гулямов, 1957, с. 88).

Наносы эти имеют мощность до 3 м, и возраст их составляет около 4 тыс. лет. Подчеркнем, что нам не известно, чтобы в Египте и Месопотамии так активно создавались искусственные почвы с относительно высоким плодородием.

История Мургабского оазиса в Туркмении рисуется в следующем виде: судя по характеру культурных наносов, ирригация здесь началась в III тысячелетии до н. э. Во II тысячелетии до н. э. произошел перерыв в орошении. Интенсивная ирригация характерна для VII в. до н. э. - XIII в. н. э., когда здесь сформировался район выращивания хлопчатника, мервских дынь, зерновых и винограда.

В XIII в. монголы разорили оазис, который в прежних границах до сих пор не восстановлен, но здесь всегда для орошения использовались наносные почвы и велись работы по их окультуриванию (Лисицина, 1965; Минашина, 1962). В древнем индийском трактате «Артхашастра», что в переводе означает «Наука о пользе», приписываемом государственному деятелю IV в. до н. э. Каутилье, сообщается о строительстве и эксплуатации прудов для орошения полей, о наказаниях за ирригационные нарушения и за затопление почв (Артхашастра, 1959). По тону эти высказывания близки к законам Хаммурапи.

3.4 Передняя Азия

Если в Индии и Китае задолго до нашей эры существовали разные виды земледелия, то это тем более справедливо для Передней Азии и обширной области Средиземноморья. Исследователь экономики и социального строя древних обществ В. М. Массон пишет, что уже «в предыстории» здесь имелось пять видов земледелия: подсечно-огневое, «предирригационное», поливное, неполивное средиземноморского типа; земледелие, «связанное с разведением клубневых и корневых растений» (Массой, 1976).

Все эти виды земледелия так или иначе связаны с определенными знаниями о почве. О первых трех видах мы уже говорили. Средиземноморское земледелие на маломощных каменистых почвах требовало, с одной стороны, их сохранения, а с другой - частых рыхлений для поддержания нужной влажности. «Клубневое земледелие» чаще базировалось на рыхлых и легких почвах.

Со свойствами почв и видами земледелия тесно связана длительная эволюция почвообрабатывающих орудий, изобретение и дальнейшее совершенствование плуга. Металлические части плуга в Передней Азии встречаются с III тысячелетия до н. э. В Древней Месопотамии известны два типа плугов -- легкий и тяжелый. Первый применялся на легких и мелких почвах, его обычно тянули ослы. Тяжелый плуг появился позднее. Он предназначался для связных и мощных почв, в него впрягали пару, четверку или шестерку быков (Пиотровский, 1959).

Установлено, что земледелие начало развиваться в районах с легкими лёссовыми или аллювиальными почвами, т.е. там, где отсутствовал дерн (Семенов, 1974, с 216). Все последующие усложнения конструкций плуга и обилие их вариантов во многом определялись свойствами почв.

4. Зарождение знаний о почве на Руси

4.1 Занятия земледельческих племен

Первые исторические сведения о почвах Руси относятся к ее окраинам, известным грекам и римлянам. Внимание Геродота привлекли темные мощные почвы Скифии, особенно вдоль Борисфена (Днепра).

В районах Приднестровья, земледельческие племена обитали еще в IV--III тысячелетиях до н. э. Они обрабатывали почву, выращивали пшеницу и ячмень. Для их религии были характерны аграрные культы, почитание «Великой матери», под которой можно понимать и почву (Пассек, 1961).

Для более поздней Черняховской культуры установлено уже плужное земледелие, усовершенствованный плуг и рало с железными наконечниками. Под пашню осваивались значительные по тем временам площади лесостепных почв и черноземов. На землях полян (IV в. н. э.) найден сельскохозяйственный календарь на глиняном кувшине. На поверхности кувшина нанесены знаки-пиктограммы (серпы, крестцы снопов, волнистые линии, символизирующие дождь), которые отмечают этапы роста, созревания и жатвы яровых культур и желательное время дождей. Как полагают, кувшин предназначался для «святой воды», которой окрапляли почву на полях (Рыбаков, 1962).

У древних славян, начиная с VII--VIII вв., было развито пашенное земледелие и культура разнообразных сельскохозяйственных растений (рожь, пшеница, ячмень, овес, просо, гречиха, горох, конопля и др.). При археологических раскопках находят много земледельческих орудий с железными наральниками.

На юге, в «диком поле», где преобладали черноземы, возникла переложная система использования почвы в самой примитивной форме с так называемой наезжей пашней, которую обрабатывали не систематически, а время от времени «наездом», перенося поля с одного шеста на другое. В лесной зоне преобладала подсечная система земледелия. В одной из ранних русских былин выведен богатырь - оратай, или пахарь, Микула Селянинович. Из текста былины следует, что он обрабатывал северную почву с ледниковыми валунчиками.

4.2 От древнего Киева до земли архангельской

Как следует из «Лаврентьевской летописи», в которой отмечались события, происходившие на Руси начиная с IX в., дань взималась с рала и плуга. В 946 г. вятичи говорили: «Казарам... от рала даем».

По данным Г. Е. Кочина (1965) можно заключить, что земледелие в Киевской Руси стояло на достаточно высоком для своего времени уровне. Существовали уже разные системы земледелия - «наезжая пашня», перелог, подсек леса. Зарождались паровая обработка.

При этом на Севере России - Двинской и Архангельской земле - уровень сельского хозяйства и агрономических знаний был выше, чем в других частях государства. Пахотные земли здесь высоко ценились. В связи с развитием скотоводства и необходимостью в хороших кормах жители Севера проявляли большой интерес и к луговым землям. Здесь в XVI веке зародились правильные представления о вреде смыва почвы, о роли леса в борьбе со смывами. В одном историческом акте времен Ивана Грозного (1563 г.) писалось: «...а который у нас лес с головы острова и по сторонам от Двины, и того лесу не чистити и дров не сечи и лык не драти, а тот лес затулою от леду и от воды» (Соболев, 1943, с. 245).

Здесь же «у двинского народа» была создана и применялась для практических целей (в первоначальном виде, по-видимому, еще в XV столетии) особая классификация пахотных и луговых почв и угодий. Изложение этой классификации мы находим в труде историка и географа В. В. Крестинина (1729--1795 гг.) - «Исторический опыт о сельском старинном домостроительстве Двинского народа в Севере».

Во всех двинских волостях при характеристике земельных угодий, а также и почв применялись такие названия: орамые и не орамые земли, пашенная земля, пожни. Наибольший интерес в глазах крестьян представляли пахотные земли и сенокосы, или пожни. Для оценки тех и других существовали классификации: «Сельские жители около Холмогорских волостей в нынешнее время разделяют свои пашни, по доброте их, на цельные, полуцельные и плохие поля».

При этом одно поле цельной земли, на котором высевалась четверть, или мера овса, ценилось в 30 - 35 рублей. Такое же поле полуцельной земли - в 25 - 30 рублей, а поле плохой земли - в 15 - 20 рублей. Сенные покосы подобным же образом разделялись на цельные, полуцельные и плохие, причем между этими категориями также устанавливались определенные соотношения. Такая классификация применялась в окрестностях Холмогор.

В других двинских волостях, начиная с XVI в. практиковалось разделение пахотных и луговых почв на пять «статей». Луга разделялись на статьи по количеству получаемого сена, выражаемому в «кучах». Пашни разделялись на статьи более сложным образом. В первые две включались почвы, пригодные для получения высоких урожаев ячменя, видимо, считавшегося в те времена наиболее ценным хлебным растением на севере. В первую статью попадали почвы «более урожайные» и требующие большего количества семян для посева. В третью и четвертую статьи входили почвы, на которых лучше всего удавалась рожь. Разделялись между собой эти две статьи также по урожайности и по количеству семян, нужных для посева. В пятую статью зачислялись самые малоурожайные почвы, пригодные под посев ячменя (Крестинин, 1785, с. 3, 38).

Таким образом, каждая «статья» характеризовалась: определенным видом хлебного растения, лучше всего удающегося на этой почве; урожайностью этого растения; количеством семян, необходимым для посева. Двинская классификация почв-земель отличалась в принципе от той, которая применялась при «сошном письме». В последней главными были задачи налогового обложения, на севере преследовались уже и чисто агрономические цели: найти лучшие почвы для разных культур.

Ю. Крижанич упоминает «воеводу Петра Годунова» (Титов, 1890, с. 183), на «Чертеже Сибири» которого уже картографически просматривались зоны. Цитируется еще один автор (стр. 212) - Николай Гаврилович Спафарий-Милеску (1636 - 1708 гг.) - уроженец Молдавии, находившийся на русской службе и ездивший в 1675 - 1678 гг. в Сибирь и Китай. Его записки озаглавлены «Книга, а в ней писано путешествие царства сибирского от города Тобольска и до самого рубежа государства Китайского». Таким образом, автор был в Тобольске и, несомненно, общался с Ю. Крижаничем. П. И. Годунова в это время уже не было в живых, но Спафарий по долгу службы должен был изучать его «Чертеж» и «Список».

В записках Спафария-Милеску обильны конкретные сведения о сибирских землях и их плодородии. В верховье Иртыша есть «травяные займища... родится всякой еровой хлеб и овощь всякой русский». По среднему течению Оби места «зело хлебородные», на одном участке бассейна Кети «48 верст песков».

В Забайкалье, кроме лесов, есть и степи, где «пашенных мест много, только людей мало» и т. д. Всех путешествовавших по Сибири интересовала пустыня Гоби, о которой ходили легенды. О ней автор говорит: «степь... пустая... конца ей никто не ведает, на ней никто не живет, потому что ни кормов, ни воды, ни дров нет, только дресва и песок» (Спафарий, 1910, с. 69, 80, 85, 125, 130). Спафарий-Милеску говорит о зонах, но несколько иначе, чем Крижанич: в верховьях Иртыша идут обширные горные леса, севернее их «степь великая и песочная», а еще севернее «лес тот, который идет и по Оби реке, и по всему Сибирскому государству».

Устанавливается аналогия в чередовании поясов «по Оби и Иртышу» (Спафарий, 1910, с. 48, 70). Таким образом, есть известное совпадение взглядов Спафария-Милеску и Крижанича: элементы теории (зоны - пояса) у них сочетаются с постоянным стремлением найти хорошие, лучшие почвы для земледелия. Ю. Крижанич настаивал на усилении могущества и активности России, а для этого он предлагал многое, в том числе освоение новых отраслей сельского хозяйства, что, по его мнению, отвечало интересам абсолютной монархии и служилого дворянства (Гольдберг, 1960). Он понимал, что развитие земледелия и его модернизация требуют знания качества земельных ресурсов в разных районах страны.

5. Изучение почвы в эпоху Возрождения: от Леонардо да Винчи до Альберта Тэера

5.1 Эпоха, породившая титанов. Леонардо да Винчи

Возрождение, наступившее в Европе в XV в., оказало мощное воздействие на развитие естествознания. По словам Энгельса, «это был величайший прогрессивный переворот..., эпоха, которая нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учености». Перечисляя наиболее выдающихся представителей Возрождения, Энгельс среди других называет Леонардо да Винчи, Ф. Бэкона, Н. Макиавелли. Знаменательно, что все они интересовались почвой, хотя это было далеко не главным в их творчестве.

Леонардо да Винчи (1452--1519 гг.) - гениальный художник, мыслитель, инженер. В 1504--1506 гг., перечисляя «примеры и доказательства роста земли», он делает такую запись: «Возьми сосуд и наполни его чистой землей и поставь на крышу: увидишь, что немедленно же начнут прорастать в нем густо зеленеющие травы и, возросши, производить различные семена. И когда дети опять упадут к ногам своих старых матерей, ты увидишь, что травы, произведя свои семена, засохли, и, упав на землю, в короткий срок обратились в нее и дали ей приращение. Затем увидишь ты, что рожденные семена совершат тот же круг, и всегда будешь видеть, как народившиеся, совершив естественный свой круг, дадут земле приращение, умирая и разлагаясь» (1955, с. 424--425).

В этом отрывке мы находим гениальное предвидение концепции геобиологической сущности почвы. Здесь намечен принцип круговорота веществ, описан, вероятно, первый эксперимент по воспроизведению процесса почвообразования.

Рукопись с приведенным высказыванием была опубликована лишь в XX в., но важно, что такая мысль была четко высказана. Правда, Леонардо да Винчи, как эволюционист, сильно опередил свое время.

Двумя столетиями позже известный английский геолог и агроном Джон Вудворд, будучи сторонником так называемого плювиализма, утверждал, что до всемирного потопа «черная почва», созданная богом, равномерно распределялась по всей поверхности Земли, и лишь потоп, переместив и перемешав ее, создал современную картину распределения почв (Woodward, 1695).

В XVI - XVIII вв. почвоведение еще не оформилось в самостоятельную науку, но знания в этой области существенно расширились, возникло большое число гипотез о роли почвы в жизни растений. Почва стала восприниматься как важнейший фактор экономики. Это определялось зарождением новых капиталистических отношений, которые коснулись и сельского хозяйства, становившегося все более специализированным и товарным. Росло и желание земледельцев добиваться высоких урожаев за счет лучшего размещения сельскохозяйственных культур, рациональной обработки и удобрения почвы. В естествознании появился экспериментальный метод, развитию которого очень благоприятствовала агрономия, в частности различные опыты по улучшению почв.

Значительную роль стал играть большой объем накопленных к тому времени сельскохозяйственных знаний. Европейским ученым стали известны труды античных агрономов не только в переложении Альберта и Кресценция, но и в подлинниках. Вероятно, в Европу проникали агрономические идеи из стран Востока.

Знания о почвах по-прежнему теснее всего связывались с запросами агрономии, но возникли уже контакты с зарождающимися химией и физиологией растений. Намечались связи с геологией и минералогией, которые сами еще делали первые шаги. Сведения о почвах и их производительности в региональном разрезе привлекали внимание экономистов, философов и государственных деятелей.

Самым главным направлением в изучении почвы явилось в этот период определение ее участия в питании растений. Попытки подойти к этому чрезвычайно многолики и противоречивы. Они порождали дискуссии, что способствовало научному осмыслению проблемы, хотя долго не приводило к ее правильному решению.

5.2 Бернар Палисси (1510 -1589 гг.)

Первый шаг в изучении участия почвы в питании растений был более близок к истине, чем многие последующие. Его сделал Бернар Палисси (1510--1589 гг.) - французский художник-керамист и ученый, поборник экспериментального метода в естествознании (Audiat, 1970).

Он много путешествовал, был странствующим землемером. В его опубликованных сочинениях масса самых разнообразных наблюдений относительно «строения гор» и состава различных почв, происхождения минеральных веществ.

В сочинении, посвященном питанию растений солями (Palissy, 1563), он высказал мнение, что растения питаются «солями почвы». И она важна для них именно потому, что содержит соли. По этой же причине навоз эффективен как удобрение. Когда его вносят в почву, то возвращают ей «нечто взятое из нее раньше... Когда растение сгорает, оно превращается в солоноватую золу, именуемую аптекарями и философами щелочью. В золе содержится соль, которую солома взяла из почвы; если соль возвращается, почва улучшается. Солома, будучи сожженной в поле, служит удобрением, потому что она возвращает почве те вещества, которые были взяты из нее» (Рассел, 1955, с. 17).

Он повторяет эту мысль еще раз в иной редакции: когда вносится навоз в почву, то это преследует цель вернуть ей назад «часть того, что из нее взято ...соломой и зерном». Для осуществления этого возврата необходимо вносить в почву не только навоз, но и «грязь, отбросы, экскременты», а навоз «не должен лежать на дожде» (Тиссандье, 1913, с. 138).

Палисси подчеркивает, что растения берут из почвы разные соли. Интересно, что подсечно-огневую систему земледелия он тоже воспринимает, как способ обеспечить почвы питательными солями.

Палисси пришел к таким выводам интуитивно, но главным образом используя свои наблюдения. Не будучи практическим агрономом, Палисси почти на три столетия предвосхитил идеи Либиха, склонившись к минеральному питанию растений и к необходимости возврата почве питательных веществ, взятых из нее.

Солевую теорию Палисси поддержал через 60 лет Ги де Бросс, утверждая, что почва «без соли бесполезна для плодоношения, или, вернее, соль - это отец плодородия» (Brosse, 1621). В многочисленных агрономических сочинениях XVI - XVII вв. точка зрения Палисси, однако, не нашла поддержки. Даже в лучшем из них, выдержавшем много изданий и принадлежавшем его соплеменнику и почти современнику Оливье де Серру (1539 - 1619 гг.), об этом нет ни слова.

Зато обильно повторяются мысли и рекомендации Палладия, Кресценция и др., приспособленные к природным условиям Франции. Этот автор добавляет многое к старой идее Колумеллы о том, что почва каждой местности определяет качество вина (Olivier de Serres, 1600).

5.3 Идеи Фрэнсиса Бэкона

Внимание почве уделял родоначальник английского материализма и науки нового времени Френсис Бэкон (1561 - 1626 гг.). Он утверждал, что наука, опираясь на эксперимент, должка вооружить человека властью над природой (Мельвиль, 1961). Для Бэкона «наука есть опытная наука, и состоит в применении рационального метода к чувственным данным».

Наблюдая, сколько растения потребляют воды, Бэкон пришел к выводу, что она составляет для них «основное питание», а почва лишь поддерживает их «в вертикальном положении», защищает от холода и жары и содействует их «более веселому росту». Зная, вероятно, труд Палисси, Бэкон добавлял, что каждое растение извлекает из почвы свой «особый сок», обедняя при этом ее веществами, нужными только ему или родственным растениям, но не нужными другим растениям.

В этом суждении, надо думать, сказалось знание Бэконом эффекта севооборота, который тогда уже широко применялся в английском земледелии. В трактате «Silva silvarum» (1626 г.) он пишет о селитре, называет ее «солью плодородия» и предполагает, что некоторая «субтильная часть селитры» поглощается из почвы (Прянишников, 1945, с. 11). Он описал также способ опреснения морской воды, применявшийся на северном побережье Африки: на берегу моря выкапывались ямы, в которые через толщу песка просачивалась морская вода и при этом опреснялась.

Бэкон провел эксперимент и добился такого же эффекта, пропустив морскую воду последовательно через 20 сосудов с почвой (Бэкон, 1937--1938). Таким образом, «отец новой философии» первым исследовал поглотительную способность почв.

5.4 Исследования Ван - Гельмонта (1579 - 1644 гг.)

Сторонниками водной гипотезы питания растений были голландский химик Ван-Гельмонт (1579--1644 гг.) и видный английский физик и химик Роберт Бойль (1627--1691 гг.). Ван-Гельмонт поставил знаменитый эксперимент. Он взял 200 фунтов высушенной в печи почвы, поместил ее в глиняный сосуд и посадил в него ветвь ивы, весившую 5 фунтов.

Почву в сосуде поливали дождевой или дистиллированной водой. Через пять лет дерево ивы было выкопано, оно весило более 169 фунтов (листья не убирались осенью, они оставались в сосуде). По окончании опыта Ван-Гельмонт снова высушил почву, и «получил те же самые 200 фунтов, как и в начале опыта, за исключением примерно 2 унций. Следовательно, 169 фунтов древесины, коры и корней выросли из одной только воды».

Бойль повторил этот опыт с индийской тыквой и получил сходный результат. Он подверг тыкву сухой перегонке и получил «соль, спирт, землю и даже масло», следовательно, «они могут быть произведены из воды». Такое толкование результатов опыта явилось отзвуком алхимических заблуждений, которые в это время начали уже терять свою притягательную силу.

Ван-Гельмонт упустил два момента: роль воздуха и недостаток двух унций почвы. Э. Рассел по этому поводу пишет, что в опытах с растениями и почвой «легко проглядеть жизненно важные явления и сделать из хороших опытов вывод, который представляется абсолютно здравым, но в действительности совершенно ошибочен» (Рассел, 1955, с. 18).

Мысль о водном питании растений отодвигала роль почвы на задний план, оставляя за ней лишь функцию хранителя и передатчика влаги.

Водная гипотеза просуществовала еще более ста лет, но постепенно уступала место другим воззрениям, подчас тоже ошибочным, но уделявшим почве и ее составным частям больше внимания.

5.5 Опыты Глаубера

В середине XVII в. немецкий врач и химик И. Р. Глаубер (1604 - 1670 гг.), впервые получивший азотную кислоту, предположил, что «основу» растительности составляет селитра. Он рассуждал так: раз селитра содержится в моче и кале животных, она должна быть и в их пище, т. е. в растениях. Он установил также, что внесение селитры в почву вызывает увеличение урожаев, Отсюда Глаубер сделал категорический вывод, что плодородие почвы и эффективность таких удобрений, как навоз и кости, полностью зависят от селитры. Здесь важно, что в самой почве было найдено начало ее плодородия и при этом такое начало, которое, не являясь, как теперь известно, единственным, все же играет существенную и незаменимую роль в питании растений.

Идея Глаубера, пользовавшегося большим авторитетом среди химиков, породила ряд исследований и практических предложений. Шотландец Джон Мейоу во второй половине XVII в. начал определять селитру в почве и нашел, что больше всего ее содержится весной, а по мере роста растений она расходуется. По наблюдениям Стаббса (1668) на острове Ямайка сахарный тростник растет пышнее на почвах, содержащих селитру.

Немец Балдвинус в 1681 г. утверждал на основании проведенных анализов: «Навоз полон началом селитры» (Прянишников, 1945, с. 11). Знаменитый французский физик Э. Мариотт (1620--1684 гг.) считал, что растения берут из почвы соль, селитру, серу и воду.

После этой вспышки интереса к почвенной селитре внимание к ней ослабело. Причина заключалась в том, что нередко хорошие урожаи получали на почвах, в которых при тогдашних методах анализа селитру не обнаруживали. Для объяснения плодородия почвы искали нечто более общее, более универсальное, а при господствовавшей склонности к метафизике вывод о «множественности причин» не был популярен. Тем не менее, надо признать, что работы Глаубера, Мейоу, Стаббса, а также итальянца Джовани знаменовали начало экспериментального изучения подвижного азота -- почвенных нитратов, а это уже была изначальная химия почвы.

5.6 «Землистое» начало и гумус почвы. Опыты Туля

Внимание агрономов, химиков и других натуралистов с накоплением знаний о почве все больше фиксировалось на двух компонентах почвы (кроме воды), которые могли бы явиться основой питания растений. Это были «землистое начало» и гумус почвы. К этому наука пришла не случайно. В конце XVII --начале XVIII в. в Англии усилилась интенсификация земледелия. Нужно было много овечьих пастбищ, поэтому пашни следовало обрабатывать лучше, чем раньше.

Были достигнуты значительные успехи: улучшилась обработка почвы, велась борьба с сорняками, вводились плодосменный севооборот, стойловое содержание скота, увеличивавшее количество навоза, росли урожаи.

Прославился Джетро Туль, «оксфордец с практическим складом ума», изобретатель конного пропашника. Он считал крайне важным для рационального земледелия содержание почвы в рыхлом, «мелкокомковатом» состоянии, что явилось зарождением учения о структуре почвы и ее агрономическом значении.

По мнению Туля, «истинную пищу» растений составляют не «соки земли», а очень маленькие частички почвы, отделяющиеся от нее под действием воды. Все растения питаются этими частичками одинаковым образом. Рыхление увеличивает поверхность, или «пастбище растения» (Tull, 1733). Сочинения Туля так высоко ценились, что, по словам его современника, «из них крали многие английские и целые шайки шотландских авторов» (Рассел, 1955, с. 20).

Известной поддержкой Тулю оказались более ранние исследования Вудворда, который, проверяя в специальном эксперименте водную гипотезу питания растений, установил, что добавление к воде некоторого количества «садовой земли» усиливало рост растений. На этом основании делался вывод: «Растения образуются не из воды, а из особого землистого вещества земли». Но Вудворд смотрел на дело шире и писал: «Почву можно заставить производить новые урожаи тех же растений, но лишь после того, как ее снабдят новым запасом вещества, подобного тому, которое она содержала вначале. Запас может быть создан как в результате оставления почвы под паром на некоторое время... так и благодаря заботам земледельца об удобрении почвы» (Рассел, 1955, с. 19). Налицо стремление теоретически объяснить роль пара и удобрений, но что собой представляет «землистое вещество» - пища растений - Вудворд не знал.

5.7 Накануне рождения теории гумусового питания

Используя идеи Вудворда и Туля, многого достиг английский агроном-практик Артур Юнг (1741 --1820 гг.) - автор имевших огромный успех «Писем фермера». К хорошей обработке почвы, севообороту, удобрению он еще добавил такое простое мероприятие, как создание выпуклых гряд, разделенных канавами, которые нарезались плугом для отвода излишней воды. В результате «низины с глинистой почвой» стали производить «излишки зерна» (Тревельян, 1959, с. 19, 25, 32; Young, 1770).

Прежде чем перейти к гумусовой теории питания растений, одержавшей на какое-то время победу над другими концепциями, скажем об одном экспериментаторе середины XVIII в.-- Френсисе Хомсе. Он ставил опыты с растениями в сосудах с почвой, к которой добавлялись селитра, сернокислый магний и калий. И пришел к заключению, что пища растений - это не одно единственное вещество, а, по меньшей мере, шесть: воздух, вода, земля, различные соли, масло и огонь в «закрепленном состоянии» (Ноте, 1757). Признание воды, воздуха и почвенных солей компонентами питания растений было важной догадкой. Однако добавление к числу этих компонентов «огня» побудило В. Р. Вильямса и Н. И. Саввинова назвать теорию Хома «нелепой и фантастической». Так же были расценены взгляды Амвросия Цейгера (Zeiger, 1733) и Мюнхгаузена. Первый из них полагал, что растения питаются «растительным маслом», образующимся в почве из селитры, а второй эту же роль приписывал пару, возникающему из масла, соли, огня и землистых частиц (Вильямс, Саввинов, 1953, с. 20).

Во Франции в последний век существования абсолютной монархии начался упадок сельского хозяйства, уменьшились урожаи. Это усиливало интерес к плодородию почвы, который, как мы могли убедиться, имел уже прочную научную традицию.

В 1738 г. Бордосская Академия предложила ученым конкурсную задачу на тему о плодородии почвы. Вероятно, был получен только один ответ. Его автором оказался Иоганн Адам Кюльбель, «врач польского короля». В небольшой книге (43 страницы), изданной по-латыни в Дрездене в 1740 г. и по-французски в Бордо в 1741 г., он в зачаточном виде высказал гумусовую теорию питаний растений.

Книга начинается с того, что почвы по плодородию сильно различаются, и это можно видеть по неодинаковой продуктивности растений. Но общеизвестно, что «от природы плодородная почва ничего не производит, если она время от времени не орошается дождем». (Из этого правильного положения Ван-Гельмонт в свое время сделал неверный вывод о роли воды). В ней должен быть растворен органический «питательный сок». Кюльбель проводил эксперименты по поливке растений чистой водой и вытяжками из почвы, к которым он не прибавлял солей.

Почвенный «питательный сок» усиливал рост растений. Кюльбсль считал, что в воде он тоже есть, хотя и в крайне малом количестве, но это компенсируется огромной массой воды, которую используют растения. Как растения растут на «голых камнях»? Там в трещинах есть «немного почвы, которую туда приносят ветер и дождь», а также мелкие животные,- «оставляя свои экскременты» (Kuelbel, 1741, р. 3, 5, 7, 41, 43). Экспериментальная работа Кюльбеля считается важным вкладом в историю почвоведения и агрохимии (Ehwald, 1960).

О химическом составе «питательного сока», который можно считать воднорастворимым гумусом, у Кюльбеля нет ни слова. Но его идея была поддержана.

6. Гумусовая теория питания растений

6.1 Исследования Валериуса: первое определение гумуса

Крупным авторитет в агрономии середины XVIII в. был швед И. Г. Валлериус, автор капитального сочинения «О химических основах земледелия», изданного впервые в Швеции в 1761 г. на латинском языке.

Он сделал серьезную для своего времени попытку решить вопрос о питании растений, исходя из результатов их химического анализа в сопоставлении с химическим составом почвы (Ярилов, 1910а; Poggendorf, 1863). Взвесив роль всех исследованных веществ, Валлериус пришел к выводу, что пищей растений («nutritiva») служит перегной, или гумус, или «тучность» почвы. Остальные ее составные части играют роль фиксаторов или растворителей «тучности» («instrumentalia»).

Известь, например, помогает растворению гумуса, а глина -- его закреплению и удержанию в почве (Wallerius, 1761).

Валлериусу принадлежит первое определение понятия «гумус». Он писал: «Гумус есть земля... рыхлая, окрашенная в большинстве случаев в черный цвет; по мерс впитывания воды сильно разбухает (расширяется) и делается губкообразным, при высыхании же становится пылеобразным ...имеет очень большое значение в развитии растений как средство, способствующее поглощению и задержанию «тучности» в окружающей среде».

О происхождении гумуса Валлериус говорит коротко: «гумус происходит путем разрушения растительности» (История плодородия почв, 1940, с. 21). Эта мысль не нова, но дефиниция гумуса была большим шагом вперед, так как до этого понятие о нем отличалось неопределенностью.

Поддержка «гумусовой теории» пришла еще с одной стороны. Из России и придунайских стран стали поступать вести о сказочном плодородии распространенных там черноземов. Подтверждением этого может служить выдержка из «Флориновой экономии» - популярного сельскохозяйственного сочинения XVIII в., многократно переиздававшегося. Даже в России оно в период с 1738 по 1794 г. издавалось пять раз: «Есть такие черноземные места в Венгрии, равно как на Украине и в низовых местах, на которых никогда навозу не кладут, и такие земли за лучшие в свете почитаются» (Флоринова экономия, 1794, с. 121).

6.2 А. Тэер - популяризатор теории гумусового питания

Крупную роль в становлении гумусовой теории питания растений, равно как и вообще в истории почвоведения и агрономии, сыграл немецкий ученый Альбрехт Даниель Тэер (1752 - 1828 гг.), профессор Берлинского университета, организатор сельскохозяйственного училища в Меглине.

Его исследования были основаны на достижениях английского плодосменного земледелия, важных практических опытах И. X. Шубарта (1734--1784 гг.) по введению травосеяния в Германии, сопровождающихся ростом и стабилизацией урожаев. Тэер придал гумусовой теории широкий характер и настойчиво ее пропагандировал в своих трудах, особенно в книге «Основы рационального земледелия», впервые изданной в 1809 - 1810 гг. (Thaer, 1853). Русское издание по частям вышло в 1830 - 1835 гг.

Успеху идей Тэера содействовало появление ряда экспериментальных исследований по химии гумуса. А. Тэер четко расчленяет понятия «перегной», или гумус, и «чернозем»: «перегной не является землей и назван землей только потому, что находится в порошистом состоянии».

Тэер утверждал, что перегной «есть произведение силы органической» и состоит из углерода, водорода, азота и кислорода с примесью фосфора, серы и некоторых других элементов.

Важным было и открытие Соссюра, что перегной содержит меньше кислорода и больше углерода и азота, чем растения. Значение гумуса состоит в том, что «в сущности плодородие почвы совершенно зависит от него, ибо после воды он единственное, что доставляет пищу растениям».

Минеральные вещества, например известь, мергель, гипс, некоторые соли, положительное влияние которых на растение общеизвестно, не питают его, а лишь улучшают физические свойства почвы или оказывают «возбуждающее действие» -- подобно пряностям в человеческой пище. В труде Тэера содержится много других сведений о гумусе, в частности дается первая классификация его форм: сырой, грубый, кислый, вяжущий, вересковый, торф; рассматривается отношение гумуса к глине и песку.

Философия А. Тэера хорошо выражена в следующих словах: «Так как перегной есть произведение жизни, то он есть также и условие ее, он дает пищу органическим телам. Без него невозможна жизнь... Итак, смерть и разрушение необходимы для воспроизводства новой жизни» (История плодородия почвы, 1940, с. 24, 56).

При всей правильности этой мысли, как таковой, она без необходимых оговорок была метафизична. Получалось, что круговорот органического вещества в природе замкнут, и никакой связи между миром органическим и минеральным нет. По Тэеру, суть жизни такая: «живое - мертвое», тогда как правильнее говорить: «живое - неживое».

Гумусовая теория в трактовке Тэера просуществовала до 1841 г., но, будучи однобокой и даже неправильной, она содействовала в сильной степени развитию знаний о почве и приданию им более строгого характера: возникла химия гумуса, были изучены его состав и свойства, вообще методы химии прочно вошли в арсенал средств исследования почвы.

6.3 Успехи геологии: новый взгляд на почвы. Первые попытки классификации

Другие аспекты изучения почв в XVI - XVIII вв. не отмечены такими успехами. В вопросах общего понимания почвы, ее разделения на группы (классификации) слишком давлел авторитет античных авторов. Такие понятия в применении к почве, как жирная и тощая, мокрая и сухая и т. д., обычны в агрономических сочинениях вплоть до XVIII в.

Успехи геологии, начавшей классифицировать рыхлые горные породы еще со времени знаменитого Г. Агриколы (1494 - 1555 гг.), отразились и на понимании почвы как геолого-петрографического образования.

Еще в XVII в. английские геологи В. Фолькингам и Джон Эвелин, описывая напластования земной коры, выделили верхние ее слои, т. е. почвы, как особые рыхлые землистые образования, обращая внимание на их агрономические свойства.

Наиболее детальная разработка такого рода принадлежит Мартину Листеру, который в 1673 г. предложил подробную классификацию песчаных и глинистых поверхностных пород - почв Англии. Принцип этой классификации по отношению к пескам был такой: сначала они разделялись гранулометрически на тонкие, грубые и скелетные; далее шло разделение по окраске, с применением широкой цветовой гаммы: белые, серые, бурые, красновато-бурые и даже серебристые (silver-like) и золотистые (gold-like).

Заключалось все это графой, указывающей на географическое распространение тех или иных видов песков. «Глины», куда входили и суглинки, разделялись на тонкие, жирные, или «салоподобные», грубые и пылеватые, «камнеподобные, когда сухие» и т. д. Использовались также цветовой и географический принципы. Начались первые опыты по размучиванию глин и песков, но практически определения велись глазомерно.

Существовали и другие модификации этой классификации (Fussell, 1933). В 1765г. Гирш разделял почвы Германии на суглинистые, песчаные, каменистые, но отдельно называл и такие их виды, как черные, серые, красные. Словом, в какой-то мере эти классификации были бинарными -- гранулометрическими и цветовыми.

Как курьез можно привести классификацию А. Цейгера (30-е годы XVIII в.), который делил почвы по четырем темпераментам людей: сангвинические, или черные; холерические, или глинистые; меланхолические, или суглинистые; флегматические, или песчаные.

Кроме того, он выделял почвы смешанные, состоящие из комбинаций этих видов (Вильямс, Саввинов, 1953). Карл Линней (1707 - 1778 гг.) и Валлериус в попытках классифицировать почвы, основываясь на учете некоторых их петрографических и гранулометрических особенностей, не ушли далеко от своих английских коллег. Правда, Валлериус выделял отдельно почву «черную пыловатую» или «черную плодоносную» (humus communis arta), которая «происходит наипаче от сгнивших растений» (Ярилов, 1910).

У названных ученых мы не находим суждений о вертикальном профиле почвы, хотя геологи должны были бы обратить внимание на него. Зачатки подхода к этому вопросу есть в уже упоминавшейся «Флориновой экономии», изданной первоначально на латинском языке (Florini, 1750).

Рассуждая об очень давних временах, когда судили о почве по «Вергилиевой яме», автор предлагает взглянуть на строение почвы: «Верхняя земля под литерою А есть самая черная и лучшая... За нею следует белая земля, под литерою В, которая третью часть толщины перед первой имеет. Третий слой... под буквою С бывает твердый и крупный, а иногда самый мелкий; литерою D объявляется песок», а если глина, то она «литерою Е означена... бывает иногда каменный слой под литерою F. Наконец, следует подошвенный камень» (Флоринова экономия, 1794, с. 117).

Перед нами некоторое подобие строения подзолистой почвы. Пример очень интересный, хотя автор и не догадывался о генетической связи между выделенными им слоями. Но даже формально после него никто до В. В. Докучаева не прибегал к такой индексировке почвенных горизонтов.

Говоря об общем понимании почвы как целого и о классификациях почв, мы снова приходим к Тэеру, и тут находим у него новое слово. Тэеру принадлежит первое научное определение почвы, которое мы дадим в несколько сокращенном виде: «Поверхность нашей планеты, состоящая из рыхлой искрошенной материи, именуемой нами почвой, слагается из смеси чрезвычайно разнообразных веществ...»

Главные составные части этой смеси: кремнезем, глинозем, известь, иногда магнезия, к которым иногда присоединяется немного железа и других простых веществ. Но... плодородная, т. е. пригодная для производства полезных растений, почва содержит еще весьма сложное вещество, которое... настолько отличается от настоящих земель, что никоим образом не должно быть смешиваемо с ними. Вследствие этого нам показалось необходимым ввести для него особое обозначение, а именно - латинское слово «humus» (Тэер, 1830-1835, т. III, с. 2).

6.4 Классификация почв Тэера. Развитие науки о почве и запросы общества (XVI - XVIII вв.)

А. Тэер предложил классификацию почв, которая оставила далеко позади аналогичные построения английских ученых. Самыми крупными таксонами в ней явились шесть классов: песчаная почва, суглинок, глинистая, мергель, известковая, перегнойная (болотная). В первых четырех классах выделено 13 родов, например рыхлый песок, глинистый песок, средний суглинок, тяжелый суглинок и т. д.

Здесь перед нами почти точный прообраз современной гранулометрической классификации почв и даже используемая и теперь терминология. В классификацию были введены количественные критерии: для каждого рода пределы содержания в процентах глины, песка, извести и перегноя, учитывались мощность почв и относительная их производительность, т. е. элементы бонитировки.

Изучение, а точнее сбор сведений по производительности и географии почв в XVI - XVIII вв. было тесно сопряжено с интересами господствующих классов, кадастрами и налоговой политикой, освоением новых земель, хлебной торговлей. Не удивительно, что в это время почве уделяли большое внимание государственные деятели, историки, политэкономы. Еще в начале XVI в. знаменитый Никколо Макиавелли (1469 - 1527 гг.) рассматривал почву с государственной точки зрения. По словам Энгельса, он «был государственным деятелем, историком, поэтом и, кроме того, первым достойным упоминания военным писателем нового времени».

...