Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Жизнь и биография почвоведа Павла Костычева

XIV. ПО ЧЕРНОЗЕМНЫМ СТЕПЯМ РОССИИ Открытие Костычева

 

Смотрите также:

 

Биография Костычева

 

Почва и почвообразование

 

почвы

Почвоведение. Типы почв

 

Химия почвы

 

Биология почвы

 

Круговорот атомов в природе

 

Книги Докучаева

докучаев

 

Криогенез почв  

 

Биогеоценология

 

Геология

геология

Основы геологии

 

Геолог Ферсман

 

ПАВЕЛ КОСТЫЧЕВ (1845—1895)

 

Черви и почвообразование

дождевые черви

 Дождевые черви

 

Вернадский. Биосфера

биосфера

 

Геохимия - химия земли

 

Гидрогеохимия. Химия воды

 

Минералогия

минералы

 

Происхождение растений

растения

 

Биология

 

Эволюция биосферы

 

растения

 

Геоботаника

  

Общая биология

общая биология

 

Мейен - Из истории растительных династий

Мейен из истории растительных династий

 

Биографии биологов, почвоведов

 

Эволюция

 

Микробиология

микробиология

 

Пособие по биологии

 

«По всей степи — ковыль, по краям —

все туман

Далеко, далеко от кургана курган...

На все стороны путь: ни лесочка, ни гор!

Необъятная гладь! неоглядный

простор!»

И. С. Никитин

 

Государственные конные заводы выращивали лошадей для кавалерийских частей русской армии. Заводам были выделены большие участки целинных степей на юге страны, но постепенно эти прекрасные природные пастбища и покосы почему-то приходили в упадок. Лошади часто болели. На одном из наиболее известных заводов — Деркульском, находившемся в самой восточной части Харьковской губернии, — в начале восьмидесятых годов из 337 племенных лошадей заболело 158, не лучше обстояло дело и на других заводах.

 

Во «всеподданнейшем рапорте главноуправляющего государственным коннозаводством», представленном на «высочайшее имя», содержалось вынужденное признание «крайне неудовлетворительного состояния нашего коневодства в качественном отношении». Предполагалось, что во всем этом сильно повинно ухудшение пастбищ и сенокосов. Костычеву было поручено выяснить этот вопрос. Весной 1881 года он выехал из Петербурга в Харьков, думая прежде всего посетить конные заводы, находящиеся в бассейне Донца: Дер- кульский, Ново-Александровский, Беловодский.

Свои наблюдения Костычев начал делать еще из окна вагона. На юг от Орла, а особенно от Курска, потянулись настоящие черноземные степи. В этом году они представляли чудесную картину. Предшествующая зима была очень снежной, весна стояла влажная и мягкая. Почва на большую глубину напиталась влагой. На полях дружно зеленели хлеба. Нераспаханные участки были сплошь покрыты полевыми цветами. Костычев неотрывно смотрел в открытое окно вагона и вдыхал пахнувший травами степной воздух.

 

На заводах уже прослышали о том, что едет «чиновник» из Петербурга. Весьма возможно, что на глухих степных заводах его встречали почти как гоголевского ревизора. Но «чиновник» оказался каким-то «ненастоящим». Он не носил форменного мундира, его заменяла удобная для путешествий куртка. Заводское начальство было удивлено и тем, что чиновник возил с собой лопату, гербарные сетки, матерчатые мешочки, в которые он собирался класть образцы здешних почв. Он даже не хотел объезжать заводские земли на лошадях, предпочитая ходить пешком.

— Так больше увидишь, — говорил он.

На заводских землях встречались никогда не паханные участки — настоящая черноземная целина. Некоторые места совсем недавно подверглись распашке — крестьяне называли их «новями» и рассказывали, что на этих новях бывают самые лучшие урожаи. Но довольно быстро нови «портились», и урожаи снимали с них все меньшие и меньшие. Тогда «испортившиеся» пашни забрасывали; такие места в разных уездах называли по-разному: залогами, перелогами, залежами. Залоги постепенно зарастали дикой растительностью: сначала сорной — бурьянами, потом пыреем, и только лет через двадцать-тридцать здесь восстанавливалась чисто степная растительность: ковыль, типчак и их спутники. После этого землю, восстановившую свое плодородие, вновь распахивали. Такая система хозяйства называлась переложной; во времена Костычева она практиковалась еще в очень многих частях степной

России, хотя и являлась невыгодной — при ней слишком много земли «гуляло», пустовало.

 

На конных заводах Костычев увидел залоги разного возраста, целину, пашни; можно было сравнивать их между собой.

«Весною и настоящим летом, — писал Костычев в 1881 году, — мне пришлось видеть наши степи в Воронежской и Харьковской губерниях; я имел возможность наблюдать, что с ними делается после распахивания, каковы бывают в разных случаях залоги после прекращения пахоты и как они мало-помалу опять превращаются в степь. При этом более 50 ООО десятин никогда не паханных степей, разных залогов и пахоты различных лет осмотрено мною очень подробно, так что если оказывалось нужным, я возвращался на один участок по нескольку раз, для лучшего сравнения его с другими, и ходил всюду пешком, потому что при проезде можно упустить из виду много особенностей, весьма интересных».

И действительно, этих «интересных особенностей» он увидел в степи великое множество. Прежде всего степь была очень многоликой, академическое представление об однообразии, монотонности степного ландшафта оказалось неверным. «Лица, не видавшие степей, — говорил по этому поводу Костычев, — склонны представлять их себе довольно однообразными по растительности (по крайней мере, так было со мною); но достаточно одного взгляда на степь, чтобы разубедиться в этом. Я, напротив, нигде в более северных местностях не видел такого разнообразия растений, как на степях Воронежской и Харьковской губерний».

 

Вот когда Костычеву пригодилось его отличное знание ботаники: большинство растений он прекрасно различал прямо в поле, но иногда начинал сомневаться в правильности своего определения — такие растения им аккуратно выкапывались и гербаризировались. Зимой в ботаническом кабинете Лесного института они были определены совершенно точно.

Костычев подробно расспрашивал служащих конных заводов, а особенно встречавшихся ему крестьян о степных травах, их отношении к разным почвам, питательном значении для лошадей, С большим интересом знакомится он с богатейшим народным опытом, тщательно записывает местные названия растений. Не обходилось при этом и без путаницы. Один из наиболее распространенных степных злаков, типчак, называли и типцом, и кипцом, и метличкой, и тонконогом. Последним именем обозначали и другое, совсем не похожее на типчак, степное растение. Но Костычев отлично находил с крестьянами общий язык и быстро разбирался в местных названиях растений.

Чисто степная растительность лучше всего была выражена на ровных возвышенных местах — здесь безраздельно царили три злака: ковыль, типец и тонконог; иногда к ним присоединялся костер; в некоторых местах он рос очень обильно, в других же нельзя было найти ни одного экземпляра этого растения. Такое непонятное, на первый взгляд, явление заинтересовало Костычева, и вот почему: костер имеет более высокое кормовое достоинство, чем многие другие степные злаки. Костычев внимательно следил за агрономической литературой, он знал, что русские агрономы еще в XVIII веке рекомендовали костер для посевов, а совсем недавно ему попалась статья венгерского профессора А. Кодолани, писавшего об использовании костра в Венгрии.

 

«Несмотря на обширное распространение этой тра' вы, — говорил Костычев о костре, — и на то, что ее еще в прошлом столетии рекомендовали для культуры, ее начали возделывать недавно, — сперва в Венгрии, а затем — независимо от этого — ив России...» Костычев счел нужным сослаться «а исследования Кодолани и привести его слова о костре: «Это новое кормовое растение в венгерских равнинах, известных своим сухим климатом, настолько привлекает внимание хозяев, что можно считать уместным ознакомить их с этим растением, тем более, что оно во многих отношениях превосходит даже люцерну, которая до сих пор одна господствовала в венгерских равнинах».

Но на конных заводах никто не оеял костра специально, а в целинной степи и на залогах его было меньше, чем других злаков. Костычев внимательно присматривается ко всем тем местам, на которых он наблюдал больше костра, и замечает, что это растение чаще встречается на участках, преимущественно «не очень высоких по положению», то-есть там, где не так сухо. Можно было сделать вывод, что костер менее засухоустойчив, чем другие степные злаки. Но почему его так ценят в Венгрии именно как засухоустойчивое растение? После тщательных наблюдений и размышлений Костычев объяснил это противоречие. Костер действительно замечательное засухоустойчивое растение, которое упорно противостоит даже продолжи- тельнейшим засухам, под влиянием которых все другие кормовые растения рано погибают. Но костер очень своеобразно разрастается. Раскапывая корневую систему этого растения, Костычев увидел, что оно образует подземные побеги, отходящие от растения нередко на 30—40 сантиметров. Выйдя на свет далеко от стеблей, давших ему начало, новый стебель таким же порядком образует вокруг себя куст более молодых стеблей и так далее.

«Мне случалось, — писал Костычев, — находить такие колонии костра, которые состояли из пяти кустов, удаленных один от другого посредством длинных подземных побегов». При этом костер не боится других растений, они его заглушить не могут. Через несколько лет костер так сильно разрастается, что, по выражению Костычева, «затесняет сам себя, образуя все большее и большее число стеблей. В это время с ним могут уже конкурировать другие растения, и на поле появляется разнотравность». Так получалось на искусственных посевах костра, но, очевидно, подобные явления должны были происходить и в дикой природе.

Костычев стремился увидеть как можно больше искусственных посевов костра. Он прослышал, что они практикуются в Задонском уезде Воронежской губернии и в Елецком уезде Орловской губернии. Маршрут поездки был изменен таким образом, чтобы посетить и эти местности. Особенно много интересных наблюдений сделал Костычев в Елецком уезде. Здесь крестьяне и помещики издавна сеяли костер. В 1881 году он удался на славу и вырос до двух аршин в вышину. Елецкий костер «замечательно роскошен», писал

Костычев. Наблюдения, сделанные в других местах, здесь тоже подтвердились: костер на полях хорошо себя чувствовал лет шесть-семь, а потом посевы его ухудшались. Обобщая мнение местных знатоков травосеяния, Костычев сделал такой вывод: «Оставлять костер на одном месте более 12 лет, повидимому, уже не расчетливо».

Костычев поделился своими соображениями с местными крестьянами, но сеи ему тотчас же возразили:

— А у барыни Поповой уже пятнадцать лет как костер посеян и растет на загляденье. Ни разу не пересевали, а берут по пятисот пудов сена в один укос с десятины.

Желая проверить такое интересное сообщение и несколько усомнившись в его справедливости, Костычев ознакомился с посевами этой кормовой травы в имении помещицы Поповой. Рассказы крестьян полностью подтвердились. Но здесь костер был посеян не на «высокой степи», как в других местах, а в заливной пойме Дона. «Костер растет на таких местах необыкновенно сильно, достигая до 2V2 аршин роста; между ним нет и следов каких-либо иных трав, и не заметно ни малейшего за- теснения в нем», — такая новая запись появилась в дневнике Костычева.

Чем же объяснить особое поведение костра в этих условиях? Костычев несколько дней бродил с лопатой по пойме Дона, раскапывал корни костра, расспрашивал местных жителей и, наконец, нашел ответ на этот вопрос. «Такой рост костра, — писал он, — обусловливается тем, что весною Дон отлагает на заливных местах значительный слой ила. Вследствие этого подземные побеги костра, бывшие осенью у самой земной поверхности, весною, после спада воды, оказываются глубоко под слоем ила, и не всем из них удается пробиться на земную поверхность. Поэтому из года в год число стеблей на данном пространстве не увеличивается, трава остается не частою и растет от этого постоянно одинаково, и при особенном, выходящем из ряда вон, плодородии ила достигает гораздо больших размеров, чем на возвышенных черноземных местах».

И в Орловской губернии и в Воронежской Костычев брал образцы кострового сена с разнЫх участков для того, чтобы с помощью лабораторных анализов определить питательное достоинство костра, сравнить его с другими кормовыми травами.

Костычев почти ежегодно путешествовал по русским черноземным степям: каждый раз перед ним стояли все новые и новые научные и практические задачи, но он упорно продолжал собирать разные сведения о кормовых травах. Не забыл он и о костре. Наблюдения ученого охватили огромный район — от Днепра до Урала; везде здесь встречались естественные заросли костра на разных почвах, иногда удавалось найти и участки, искусственно засеянные этой травой. Были собраны богатейшие материалы о том, какие укосы дает костер в разных условиях, сколько нужно семян для посева, как нужно ухаживать за этой культурой. Через несколько лет ученый мог уже в обобщенном виде сказать об отношении костра к условиям среды: «...относительно почвы костер не разборчив; при произрастании в степных местностях на залогах он поселяется и на плотной глинистой почве, и на почве, содержащей значительное количество песку; на местах низменных с почвою влажною (например, на заливных лугах по Волге и Уралу) и на значительных возвышенностях с сухою почвою, очень хорошо вынося даже продолжительные засухи, что... замечено и в Венгрии».

Замечательные наблюдения Костычева над костром составляли, однако, мельчайшую долю тех исследований, которые провел он в степях уже в первые годы своих странствований по ним. Он установил, что степная растительность очень изменчива: в один год степь выглядит так, а в другой — совсем иначе, и зависит это от крайнего непостоянства степного климата. В 1881 году, когда Костычев впервые попал в степь, она выглядела исключительно красочно. Между дерновинками степных злаков обильно цвели клевер, шалфей, васильки, разные виды астрагалов. «Эти травы значительно увеличивают массу сена, получаемого с степных сенокосов», — отмечал Костычев. Местные крестьяне предупреждали его, однако, что такая картина наблюдается редко.

— Вот приедешь на тот год, ничего, кроме ковыля да метлички, не увидишь, — говорили они.

И Костычев решил во что бы то ни стало еще раз посетить те же самые степи и в 1882 году. Это ему удалось, и он мог наблюдать поразительную перемену, происшедшую в степи; казалось, что он попал совсем в другой край. Отправляясь по утрам в поле, Костычев отыскивал глазами курганы, которые там и сям были разбросаны по ровной степи. Он подымался на ближайший курган и долго осматривал открывавшийся вокруг широкий простор. Но он не видел ни одного яркого пятна: до самого горизонта расстилалась монотонная серая степь. «Я наблюдал степь в 1881 и в 1882 годах, — говорил Костычев, — первый из них был очень благоприятен для произрастания степных и луговых растений-; второй, напротив, был одним из самых дурных в этом отношении. Соответственно этому характер степной растительности в оба года был совершенно различен». Костычев увидел, что в сухие годы в степях, кроме злаковых трав, ничего не растет и ко времени сенокоса степь приобретает «печальный* бледнозеленый однообразный цвет». Но в сухие годы изменялся не только внешний вид степной растительности; более важным являлось сильное уменьшение укосов сена. Если в хорошие годы можно собирать на степных сенокосах до 60 пудов сена с десятины, то в плохие годы не собирали и 20 пудов. А так как засушливые годы участились, то и неудивительно, что конные заводы получали все меньше и меньше степного сена. Вот одна из причин ухудшения кормовой базы коневодства.

Но почему же все-таки степные злаки — и прежде всего ковыль, типчак и тонконог — гораздо лучше выносят засуху, чем другие травянистые растения? Костычева сильно занимал этот вопрос. В научной литературе он не нашел на него ответа. Он знал, что эти злаки имеют узкие и жесткие листья и, очевидно, мало испаряют воды, но все-таки она им нужна и особенно во время засухи, когда усиливается испарение. Значит, особенность строения надземной части этих растений не объясняет полностью их высокую засухоустойчивость, Надо было изучить корневую систему ковыля, типчака, тонконога. Таких исследований никто еще не проводил, и лишь кое-какие наблюдения над строением корневой системы некоторых злаков провел в свое вре-« мя С. П. Карелыциков с помощью Костычева. Сейчас Костычев занялся этим делом один.

Раскапывать корни было очень трудно: в почве они причудливо переплетались друг с другом, часто не удавалось решить, какому же растению принадлежит этот корень. При самой небольшой неосторожности тонкие корни легко обрывались, и все приходилось начинать сначала. Но постепенно Костычев приспособился. Прежде всего он с помощью рабочих выкапывал яму с отвесной стенкой и потом на этой ровной стенке начинал осторожно «препарировать» корни, отделять их от почвы. Потом он зарисовывал на бумаге, как идут корни у разных растений, измерял длину этих корней. Так у него собралось много наблюдений по биологии степных злаков. Он мог сделать важный вывод, что все эти степные злаки «суть растения многолетние». Каждый из них образует куст в виде широкой, плоской, круглой кочки, с весьма плотным пучком листьев; «корни их идут на значительную глубину, в виде большой густой мочки; я прослеживал их в разных местах до глубины полутора аршин. При такой глубине корней степные злаки не боятся засух, потому что пользуются влагою из большого слоя земли, и потому в их росте нельзя заметить сильной разницы в сырые и сухие годы».

Луговые растения и представители так называемого разнотравья — астрагалы, шалфей, васильки — имели совсем другую корневую систему: она не шла так глубоко, а главное, не образовывала густой мочки. Поэтому высыхание даже одного верхнего слоя почвы губительно 'влияло на развитие этих растений. В поймах рек, где неглубоко залегают грунтовые воды, луговые травы хорошо растут в любые годы. Это Костычев заметил еще в первые два года своих поездок по степным губерниям. «Луга приречные, — писал он, — обыкновенно не боятся и засухи, так что и в плохие годы иа них трава растет не хуже, чем в хорошие годы». Но таких приречных лугов на конных заводах было мало.

На целинных пастбищах Деркульского и Беловод- ского заводов Костычеву часто встречались места, обедненные степными злаками и заросшие сорными травами. Лошади эти травы не поедали.

—        Эти места, наверно, недавно пахались? — спрашивал Костычев.

—        Нет, они никогда не пахались. Мы всегда их используем как покосы и пастбища, — отвечали управляющие заводами, почему-то смущаясь.

«В чем же здесь дело?» — задумался Костычев Оказалось, что некоторые участки управляющие потихоньку сдавали «в аренду» соседним помещикам и крестьянам, у которых своих пастбищ не хватало. Эти «арендаторы» и довели некогда прекрасные степи до состояния оскудения.

В своем официальном отчете Управлению Государственного коннозаводства Костычев обратил внимание на злоупотребления корыстных управляющих. «Пастьба скота на степях, — писал он, — всегда портит их растительность. В особенности в этом отношении вред- па сдача степей в аренду под пастьбу скота: арендаторы тогда пасут скот или поздно осенью, или выгоняют его на степи рано весною, когда земля в степи размокнет или — весною — не успеет еще окрепнуть. Скот тогда продавливает землю, так что после него остаются глубокие следы: плотность степной земли этим нарушается, и степь начинает заселяться другими травами». Такие места не могут «сравняться с степями ни по качеству травы, ни по укосам».

Сдача крупных участков в аренду под пастбища действительно приносила колоссальный вред всему стеганому хозяйству. Костычев в своем отчете Управлению коннозаводства настаивал на строгом запрещении сдачи заводских пастбищ в аренду, но Управление коннозаводства положило под сукно предложение ученого. Управляющие нашли в Петербурге заступников, которые, очевидно, тоже имели кое-какой доход от этой аренды.

Во время осмотра заводов Костычев нередко наблюдал пасущихся лошадей. Он заметил, что они едят не всякие растения, а предпочитают травы «тощие», например ковыль; пырей они едят уже гораздо менее охотно, а такой «жирный» корм, как клевер, вообще избегают.

Костычев был заинтересован этим явлением. Он собрал пучки разных трав для анализа, а также решил сам узнать их вкус. Он разжевывал листья и стебли трав, не поедаемых лошадьми, и «не мог заметить никакой разницы во вкусе от злаков». Но когда зимой он исследовал химический состав разных трав, то между ними стала заметна значительная разница: в пырее содержалось в два раза больше белковых веществ и жиров, чем в ковыле. И было понятно, что лошади, с их простой пищеварительной системой, предпочитают менее «жирный» корм.

Костычев сделал важный практический вывод: лошадей зимой лучше всего кормить «степным» сеном, а летом пасти в степях.

«На степных пастбищах, — указывал он, — хорошо воспитывать лошадей». Пастбища необходимо беречь, нельзя их эксплуатировать неумеренно. Ранней весной и поздней осенью, когда почва сильно намокает, нужна особенная осторожность в использовании степных участков.

Вот вкратце к чему сводились рекомендации Костычева конным заводам по улучшению кормовой базы. Но научные и практические результаты первых поездок ученого в черноземную область были несравненно шире.

* * *

Костычеву было известно, что на залежах очень медленно восстанавливалась природная степная растительность, а вместе с нею возвращалось и прежнее плодородие почвы. Эти явления давно были подмечены землепашцами.

Сменой растений на залежах первым из ученых заинтересовался русский ботаник JI. Черняев, который Ъ 1865 году указал, что вначале на залежи, как правило, появляются «бурьяны», иначе — сорные растения, которые до этого росли в посевах хлебов, затем корневищные растения — такие, как пырей, после него — тонконог и последним приходит ковыль. Через несколько лет после его появления залежь трудно отличить от «новей», то-есть никогда не паханной степи. На все это уходило лет тридцать — тридцать пять, а то и сорок.

После того как сельское хозяйство степной полосы стало более интенсивным, более товарным, залежная система начала превращаться в тормоз для дальнейшего развития хозяйства. Дело осложнялось тем, что залежи стали чаще использовать как пастбища, а это еще больше задерживало наступление «ковыльной стадии». И при этом залежные пастбища были плохими, малопродуктивными. Создавался заколдованный круг. Научных исследований по этому вопросу почти не проводилось.

Для нечерноземной области русская агрономия разработала кое-какие рекомендации, но для степной полосы их, можно сказать, не существовало. А нужда в этом ощущалась огромная.

В 1875 году появилась в печати статья А. Филипчен- ко «Степное пастбище». Она произвела на Костычева, по его собственному признанию, очень большое впечатление. «Я твердо убежден в том, — писал А. Филипчен- ко, — что наша степь, несмотря на свой сухой климат, принадлежит к сторонам, особенно благоприятным развитию скотоводства вообще и к пастбищному откармливанию животных в особенности; в этом отношении ни северная, ни средняя Россия не могут быть с нею сравниваемы... если только степь своевременно будет надлежащим образом всесторонне исследована, если она в разнообразных- проявлениях своих будет описана и освещена научными объяснениями и если к изменению степного хозяйства сообразно изменяющимся экономическим условиям степи будет приложено научное знание».

«Не одно степное пастбище, — писал тот же автор в заключение своей статьи, — но и почти все остальные элементы степного хозяйства представляют собою ряд явлений, никем не описанных, никем не констатированных, никем не исследованных и не объясненных, и это безучастие исследователей и наблюдателей к интересам степи вообще тем более непонятно, что степь разнообразием всех отраслей ее хозяйства представляет столь интересную и поучительную картину, какую не может представить исследователю ни одно из хозяйств остальных полос империи».

Костычев оказался одним из первых ученых, внявших этому призыву. Ему еще было неясно, чем можно заменить переложную систему земледелия, он стремился пока только к тому, чтобы ускорить процесс восстановления плодородия степи.

Правильна ли мысль, что чередование растений на перелоге будет всегда одним и тем же? Неправильна, отвечал Костычев. Неправильна хотя бы потому, что слишком разнообразна степная природа. Он исследует перелоги в Воронежской и Орловской губерниях, в сухих донецких степях, на Северном Кавказе, за Волгой, а в 1884 году едет в оренбургские и казахстанские, или, как тогда говорили, «киргизские» степи. И он твердо устанавливает, что смена одних растений другими на перелогах происходит не по одной какой-нибудь схеме, а различивши путями, в зависимости от окружающих условий. А условия эти бесконечно разнообразны. «Общее правило, — говорил Костычев, — будет такое, что на залогах растет только то, что растет вокруг них».

Схема, намеченная Черняевым, во время наблюдений Костычева постоянно нарушалась. Замечалось много случаев, когда бурьянистый залог начинал прямо зарастать типчаком и ковылем, то-есть превращался в степь, минуя длительную пырейную стадию. Но это происходило только в том случае, когда залог находился «рядом со степью, когда он не очень обширен и когда возле него, кроме степи и других залогов, ничего нет». Если же вокруг залога преобладали распаханные земли или другие залоги, то на смену бурьянам прихо* дили луговые злаки, которые встречались невдалеке на низменных лугах. Постепенно луговых трав на перелоге делалось так много, что все это место по внешнему Еиду напоминало как бы настоящий луг. Однако пырей, луговой мятлик и другие луговые растения сильно иссушали почву и тем подготовляли условия для своей собственной гибели. Тогда им на смену постепенно приходили типчак и ковыль. Замечались и такие случаи, когда выпадала бурьяйистая стадия, и на перелог первыми приходили корневищные злаки.

Все эти процессы происходили сами собой, степной земледелец и не пробовал их регулировать. Познав закономерности смены разных растений на перелоге, Костычев пришел к выводу, что можно вмешиваться в эти природные процессы, придавать им такое направление, которое будет выгодным для степного сельского хозяйства. Ведь злаковые стадии наступают не сразу потому, что вначале не хватает семян степных злаков. Сорняки же, растущие в культурных посевах, приносят так много семян, что обильно распространяются и захватывают всю площадь уже на следующий год после оставления поля в залежь. Надо помешать сорнякам и помочь злакам. Как помешать сорнякам? Необходимо бороться с ними еще на пашнях. Как помочь злакам? Надо подсевать семена степных трав в год посева последней по счету сельскохозяйственной культуры. Тогда травы

уже в первый год займут поле, оставляемое в перелог.

* * *

Во время своих путешествий по степям Костычев наибольшее внимание уделял исследованию чернозема. О происхождении этой почвы было высказано множество гипотез: одни уверяли, что это отложение морского ила; другие рассматривали чернозем как остатки бывших некогда болот. Предлагались и другие, совсем уж невероятные гипотезы.

Известный ботаник академик Ф. И. Рупрехт (1814—1870), а особенно В. В. Докучаев твердо установили, что чернозем — это «растиггельно-наземная почва»; образовался он на суше в степных условиях под воздействием растущих в степи трав. К этому взгляду примкнул и Костьгчев, который был уверен, что «чернозем образовался на месте ею нахождения при посредстве таких же растений, которые на нем растут и до сих пор, и притом при всех условиях, сходных с теми, какие господствуют и в настоящее время». Иначе говоря, процесс образования чернозема идет и сейчас. Но это все же представляло собой лишь общее решение вопроса о происхождении чернозема, многое в этой важнейшей проблеме представлялось неясным.

Выполняя анализы для Докучаева, Костычев увидел, что русские черноземы содержат очень много перегноя: в самом верхнем слое до 10, а иногда и до 15 процентов. Перегной проникал и в более глубокие слои почвы, и на глубине аршина (71 см) в черноземе нередко бывало еще 2—3 процента перегноя. Получалось, что на одной десятине в метровом слое чернозема скапливалось более 40 тысяч пудов перегноя. Откуда взялось - такое огромное количество перегноя, а главное, как он попал в глубокие слои почвы?

Ф. И. Рупрехт полагал вначале, что чернозем образовался исключительно в результате просачивания в почву мелких твердых частиц перегноя. Потом Рупрехт, а вслед за ним и Докучаев пришли к мысли, что наряду с просачиванием перегноя его накопление в нижних слоях почвы происходит и от перегнивания растительных корней.

Костычев сначала сам, а потом с помощью студента Лесного института Николаева поставил лабораторные опыты по просачиванию мелких твердых частиц перегноя в цочву. Опыты дали отрицательные результаты. Еще при проверке теории Грандо Костычев высказал предположение, что в некоторых количествах органические вещества в почвах «могут просачиваться вниз в виде раствора при посредстве солей аммиака, растворяющих перегнойные вещества».

В скором времени Костычев убедился в ошибочности этого взгляда, особенно по отношению к черноземам, в которых обычно в глубоких слоях содержится много известковых солей. Соли эти, реагируя с аммиаком, будут препятствовать растворению перелноя. Кроме того, в нижних слоях черноземных почв аммиака содержится очень мало.

 

Он начинает внимательно присматриваться к строению черноземных почв: «... при своих поездках в восточной и южной России, — писал он, — я во многих местах по возможности детально рассматривал глубокие разрезы чернозема в ямах, нарочно для этого или для других целей выкопанных, или же на обрывах оврага и в канавах...» «Я отказался от прежнего своего мнения о просачивании в почву органических веществ», — откровенно признал Костычев. Особенно много дало ему совместное изучение строения черноземов и корневой системы степных злаков. Он всегда старался точно проследить, до какой глубины идут корни ковыля, тонконога, типчака и других растений, одновременно он наблюдал, как изменяется с глубиной окраска черноземов. Между этими двумя явлениями был замечен пора

 

зительный параллелизм. И наблюдался он не в одном каком-нибудь месте, а положительно повсюду — «в губерниях Воронежской, Харьковской, Екатеринослав- ской, Уфимской, Оренбургской и в киргизских степях за Уралом».

— Во всех этих местностях, — говорил Костычев, — я с особым вниманием старался определить, какое соотношение существует между глубиной окраски почв перегноем и глубиной распространения корней, и повсюду находил, что растительные корни доходят только до той глубины, где оканчивается окраска почвы; ниже слоя, в котором окрашивание заметно еще на глаз, я почти никогда не находил ни одного мельчайшего корешка; но затем, по мере приближения к поверхности, с увеличением густоты окраски увеличивается и число растительных корней, доходя до наибольшего количества в верхнем слое, где и органических перегнойных веществ содержится больше, чем в других слоях.

 

В черноземной полосе Костычеву встречались почвы разного механического состава, то-есть с неодинаковым содержанием грубых песчаных и тонких глинистых частиц. Оказалось, что в песчаных почвах корни растений проникают на большую глубину, одновременно здесь наблюдается и более глубокая перегнойная окраска. Цвет почвы точно определить совсем не так просто: он зависит не только от того, сколько в ней перегноя, но и от других причин: от освещения, влажности, окраски материнской породы. Костычев заметил, что почва более влажная всегда кажется и более темной, чем почва сухая, даже если в ней содержится одинаковое количество перепноя. Поэтому полевые наблюдения пришлось подкрепить химическими анализами. Они вполне подтвердили предположение Костычева; между количеством перепноя и характером распространения растительных корней в почве было установлено во всех случаях замечательное совпадение. Значит, корни растений являются главным источником образования почвенного перегноя, или гумуса. Это открытие Костычева имело большое научное значение.

 

Но его сейчас же заинтересовал и другой вопрос: все ли растения принимают равное участие в образовании перегноя? Оказалось, что роль разных растений в этом важнейшем .процессе неодинакова. Однолетние растения с их мелкой и не очень разветвленной корневой системой накапливали -перегноя меньше, чем многолетние. Здесь получалось так, что разложение перегноя, особенно при практиковавшейся тогда обработке почвы, обгоняло его накопление, поэтому на старых пашнях в почве всегда содержалось меньше гумуса, чем на целинных степных участках.

Можно было думать, что особенно хорошие черноземы встретятся на пойменных лугах с их роскошной растительностью. Наблюдения — сначала в пойме Дона, а потом в долинах других рек — показали Костычеву, что это не так. На лугах всегда достаточно влаги в почве, и поэтому корни растений не идут там на большую глубину. Луговые почвы были темными, но маломощными и этим сильно отличались от настоящих степных черноземов.

В. В. Докучаев и Ф. И. Рупрехт говорили, что в лесах черноземы не образуются. Костычев разделял это мнение: действительно, в лесах, особенно в густых, растет очень мало трав, а корни деревьев имеют такое строение, что едва ли могут накопить много перегноя. Костычеву хотелось проверить это положение, и потому он стремился во время своих путешествий заглядывать и в леса. Еще во время первой поездки он увидел, что в лесах почвы почти всегда и менее темные и менее мощные, чем в степи. Особенно ярко все это подтвердилось, когда Костычев попал на Урал. За Волгой он нашел прекрасные черноземы, очень богатые перегноем. Когда в лаборатории Лесного института были проанализированы черноземы, привезенные из окрестностей Уфы, в них оказалось И, 12, 13 и даже больше процентов перегноя. Но дальше за Уфой, при приближении к Уральским горам, Костычев увидел совсем другие почвы.

 

«По направлению от Уфы к востоку, — отмечал он з своем путевом журнале, — чернозем исчезает на расстоянии 40—45 верст; здесь начинается лес, под которым... почва нисколько не окрашена перегноем. Но внутри Уральских гор, между несколькими отдельными хребтами их, есть обширное и возвышенное плато, большей частью ровное... На этом плато нет леса и, вероятно, никогда не было, потому что почва здесь черноземная». За этим плато вновь пошли густые уральские леса: почвы здесь оказались светлые и неглубокие.

За Уральским хребтом у города Троицка снова потянулись степи. И сколько здесь было целины! Вот простор необычайный для научных исследований! Едет Костычев по этой степи и все останавливает ямщика: путешественник видит такую богатую растительность, какой на Украине ему никогда не встречалось. Быстро выкапывается яма. Ну и чернозем! Невольно вспомнилось любимое выражение Докучаева: «Царь почвы — русский чернозем». В десяти верстах южнее города Верхнеуральска Костычев взял особенно большие образцы почв: для анализов и для музея при кафедре, — такой чернозем будет не вредно показать студентам

Об этой местности Костычев любил рассказывать своим ученикам:

— Растительность так роскошна, что ни прежде, ни после я ничего подобного не встречал. Сплошной ковыль был более аршина ростом, и каждый куст его заставлял невольно удивляться замечательному развитию его листьев и стеблей.

 

В почве, взятой оттуда, оказалось более 16 процентов перегноя! И Костычев имел основание сказать: «рост травы на этом месте, таким образом, вполне соответствовал содержанию перегноя». При своих исследованиях непосредственно в природе он заметил еще такое очень важное явление: чем лучше и пышнее развита надземная часть травянистых растений, тем более густой и глубокой является их корневая система. Отсюда получалось, что забота о лучшем развитии надземной части растений, о большем их урожае одновременно приводит и к большему накоплению перегноя в почве. А это был удар по «закону убывающего плодородия»: большой урожай не истощает почву, а, напротив, повышает ее плодородие.

 

Костычев часто упоминал и в своих лекциях и в статьях о целинах и залежах «в губерниях Уфимской и Оренбургской и в областях Тургайской и Уральской». Он призывал к широкому вовлечению этих прекрасных земель в сельскохозяйственную культуру, говорил, что на поднятой целине и залежах посевы пшеницы «не страдают от сорных трав, почва получает при распашке мелкокомковатое строение, и вследствие про* исшедшего накопления органических веществ зерно получается, твердое, стекловидное, богатое азотом». На некоторых целинных землях «феноменально хорошо растет просо».

Одним из самых интересных выводов Костычева относительно образования чернозема были твердые доказательства ведущей роли корней растений в накоплении перегноя в почве. И эти доказательства он добыл очень быстро, еще во время самых первых своих путешествий. Из своего открытия ученый сделал много важных выводов.

 

«Только исключительным участием растительных корней, — писал он, — можно объяснить:

а)         почему лес не образует чернозема;

б)        почему в северной России и вообще на влажных почвах чернозема не образуется;

в)         почему в почвах, содержащих большие количества песка, окрашивание органическими веществами доходит до большой глубины;

г)         почему окрашивание прекращается как раз на границе распространения корней;

д)        почему органические вещества распределены в различных слоях чернозема так, как теперь, а не иначе;

е)         почему на местах с лучшей растительностью... накопляется больше перегноя даже на расстоянии одно- го-двух аршин.

Ничем другим нельзя объяснить этих фактов».

Так был решен один из важнейших вопросов, связанных с происхождением черноземов и распределением в них перегноя. Но не остались в забвении и их физические свойства. Раскапывая черноземные почвы, Костычев заметил, что они не представляют собой сплошной слитной массы, но и не распадаются на отдельные составляющие их частички песка, пыли и глины. Черноземы состоят из округлых, довольно прочных, комочков почвы диаметром от нескольких миллиметров до одного сантиметра. Такое строение степной почвы очень благоприятно — благодаря ее комковатости в нее легко проникают и воздух и вода.

 

К счастью для Костычева, первая весна и первое лето, когда он колесил по русским степям, были богаты дождями, и дождями разными — обложными и грозовыми. Наблюдая не раз грозу в начале мая, ученый видел, какие неукротимые потоки дождя низвергаются на землю. Но сама земля относилась к этой воде по-разному в разных местах. На целине вода впитывалась в почву; еще лучше, как губка, поглощала дождевую влагу молодая новь. Но на старых пашнях и на бурьянистых залогах наблюдалась совсем иная картина: вода здесь «не хотела» проникать в почву, застаивалась на ее поверхности, образовывала лужи, а через пять минут после начала ливня на этих местах, особенно если они располагались на склонах, уже текли бурные потоки мутной воды. А когда ливень оканчивался, страшное зрелище открывалось наблюдателю. Поверхность почвы была разъедена промоинами; овраги, которые были здесь и раньше, расширились и удлинились, огромные массы самой лучшей перегнойной почвы смылись с полей и нагромоздились в оврагах и соседних долинах.

Костычева эти грозные явления заинтересовали до чрезвычайности. К размывам почвы и оврагам он вни< мательно присматривался еще в детстве на карнаухов- ских полях. «Иногда такое размывание, — вспоминал он впоследствии, — происходит с замечательной быстротой. На моих глазах в Тамбовской губернии верховье оврага шириной до 4 сажен в одну весну продвинулось дальше сажен на 6; глубина оврага во вновь образовавшейся его части была около 41/г—5 сажен... Несколько лет до того и после того овраг оставался в одном положении, нисколько не увеличиваясь». Вокруг этого оврага были старые пашни. Почему же они так плохо впитывают в себя влагу? Костычев не сразу с^'ог ответить на этот вопрос, но он решил его, наблюдая пашни разного «возраста».

Подошел к этому Костычев, казалось бы, случайно, занимаясь совсем другим делом. Он ни на минуту не забывал, что загадка быстрого ухудшения новей вовсе не решена. Действительно, почему прекрасные черноземы через пять лет их использования отказываются давать устойчивые и высокие урожаи? С этим вопросом он часто обращался к практическим знатокам степного сельского хозяйства. Ответы были разные. Одни говорили:

—        За пять лет почва совершенно истощается питательными веществами — вот причина резкого падения урожаев.

Другие склонялись к иному объяснению:

—        Смотрите, на свежих новях нет сорных трав, а на старой пахоте их очень много, они-то и понижают урожай хлебов.

Оба эти объяснения показались Костычеву совершенно несостоятельными.

 

«Что касается первой причины, — говорил он, — то я не могу придавать ей того значения, какое обыкновенно приписывается ей; чернозем не может в значительной степени истощиться в какие-нибудь четыре или пять лет. Роскошное развитие сорных растений на старой -пахоте и урожаи культурных растений при благоприятной погоде показывают, что в почве, паханной пять-шесть лет, содержится вполне достаточный для роскошного развития растений запас питательных веществ».

Вторая причина, а именно постепенное разрастание сорняков на пашне, тоже не могла иметь решающего значения.

В некоторых хозяйствах, благодаря лучшей обработке, сорняков было очень мало и на старых пашнях, и тем не менее они по урожайности хлебов очень уступали новям. Выходило, что высокое плодородие новей по сравнению со старыми пашнями не было связано только с их истощенностью или с влиянием сорняков.

 

Открытие Костычева — установление им особого физического строения почвы на новях — было простым и гениальным и сыграло почти ни с чем не сравнимую роль в дальнейшем развитии научной агрономии и почвоведения. В чем же состояло это открытие? Предоставим слово самому Костычеву:

«...плодородие нови объясняется совершенно иною причиною: достаточно рассмотреть хорошенько пласты, чтобы убедиться в особенном механическом строении почвы на новях, резко отличающемся от строения почвы на пашнях более старых.

Если взять в руки кусок пласта в середине лета на первый год посева по поднятой нови, то даже при значительной величине его он не разламывается; если, взявши его в одну руку, сильно ударить его острым краем лопаты (лопата со мною была очень острая, стальная), то он не разрубается при этом, и лопата или соскальзывает с него, или углубляется в него незначительно.

При такой связности больших частей пласта они не представляют цельных больших комьев, но состоят из одних только мелких комочков — величиною, по большей части, от чечевицы до крупной горошины; все эти комочки связаны между собой по всевозможным направлениям — вроде бус — нитями корней бывших степных злаков.

Такое строение пластов в высшей степени благоприятно для посеянных на нови растений. Пласт вследствие значительной плотности отдельных его комочков остается сверху всегда рыхлым (что я наблюдал во всех виденных мною случаях) даже после очень сильных дождей; дожди не могут разбить или размочить отдельных очень плотных комочков, составляющих пласт, тогда как те же дожди на мягких землях образуют порядочную корку. От этого влага в нижней части пласта держится долее, внутренность пласта всегда доступна атмосферному кислороду, а земля тотчас же под пластом постоянно остается сырою...

 

Такое строение почвы, — замечает Костычев, — только и может быть на новях; никакие меры ни при каких условиях не могут придать мягкой земле такого строения, так как в подобной земле отдельные комочки никогда не могут быть так прочны, как на нови... поэтому состояние нови вполне соответствует идеальному требованию относительно... того, чтобы весь пахотный слой, начиная с поверхности его, оставался постоянно рыхлым».

«Идеальное» строение почвы сохраняется т нови и на второй год ее обработки, но постепенно почвенные комочки разрушаются, и на шестой год, по наблюдениям Костычева, «нельзя уже отличить недавнюю новь от давнишней мягкой пахоты».

Что же создает комковатое, как мы теперь говорим, структурное, строение почвы? Корни многолетник трав, отвечал Костычев. Мы сейчас благодаря трудам советских ученых глубже понимаем этот вопрос, но все же суть его остается прежней: прочная комковатая структура почвы может быть создана только под влиянием корневых систем растений — многолетних и однолетних.

 

После наступления злаковой стадии постепенно восстанавливалась структура почвы, и она получала свое прежнее плодородие — вновь приобретала такие физические свойства, которые способствовали созданию в ней хорошего водного и воздушного режима. Питательными веществами черноземы тоже хорошо .обеспечены. Еще в одной из своих ранних студенческих работ Костычев писал, что нужно одинаково внимательно изучать и химические и физические свойства почвы.

Но сейчас он увидел, что этого недостаточно: необходимо особенно тщательно изучать биологические процессы, совершающиеся в почве, и их влияние на ее «физику» и «химию». Летом 1881 года Костычев на примере своих личных исследований доказал огромную эффективность такого широкого комплексного подхода к почве и к происходящим в ней явлениям. Он нашел объяснение причинам засух, так губительных именно для черноземных пашен. Он увидел пути, еще не проторенные, но ясные для разработки мер, настоящих и радикальных, по борьбе с засухой, по созданию системы повышения плодородия почвы. Этими исследованиями Костычев заложил фундамент нового направления в почвоведении — направления биологического и вместе с тем агрономического.

 

Повидимому, Костычев и сам чувствовал, какие большие и важные научные открытия он сделал. Он поспешил, по своему обыкновению, сделать их всеобщим достоянием. Можно думать, что еще в поле он написал статью о своих путешествиях весной и летом 1881 года. Во всяком случае, уже в июльской и августовской книжках журнала «Сельское хозяйство и лесоводство» появилась составившая эпоху в науке статья Костычева. Он так спешил, что не сумел придумать для нее подходящего названия. Называлась она просто: «Из степной полосы Воронежской и Харьковской губерний», а в скобках было добавлено: «Наблюдения и исследования над почвой и растениями».

 

Приходится удивляться тому, что Костычев за короткое время — в несколько месяцев — сумел сделать много крупных научных открытий, обобщить их, написать прекрасную научную работу, прийти к важнейшим практическим выводам. Он обладал громадной трудоспособностью и не меньшей наблюдательностью, умел шаг за шагом прослеживать наиболее тонкие явления природы, был прекрасно осведомлен в новейших достижениях разных наук — ботаники, химии, агрономии. Эти черты в характере Костычева правильно подметил его современник — профессор Н. М. Сибирцев. «По складу своего мышления и по направлению своих работ, — говорил он о Костычеве, — это был тонкий, остроумный, настойчивый и последовательный аналитик. Изучить явление от начала до конца, от корня до последних разветвлений, не оставить без рассмотрения ни одной детали, исследовать шаг за шагом все нити и изгибы вопроса, всюду применяя строго выдержанные методы меры и веса, — вот задачи, которые ставил себе Костычев и которые выполнялись им с неизменно сосредоточенным вниманием и соответствующим успехом».

 

 

 

К содержанию книги: ЖЗЛ. Игорь и Лев Крупениковы "Павел Андреевич Костычев"

 

 

Последние добавления:

 

 Б.Д.Зайцев - Почвоведение

 

АРИТМИЯ СЕРДЦА

 

 Виноградский. МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ

 

Ферсман. Химия Земли и Космоса

 

Перельман. Биокосные системы Земли

 

БИОЛОГИЯ ПОЧВ

 

Вильямс. Травопольная система земледелия