Книга: Следопыты в стране анималькулей

Особое тело природы

Безоблачное тусклое небо, безжалостное солнце, трещины в сухой почве.

Страшное дыхание суховея крутит пыль на дороге, гонит колючие шары перекати-поля, гнет к земле сухую траву…

Серая, умирающая от жажды земля. Поникшие, посеревшие хлеба на полях. Горячая, сухая мгла, затянувшая горизонт. Пшеница с пустым колосом…

Год 1891-й, год страшного бедствия, постигшего Россию. Небывалая засуха опустошила весь юг страны. Смерть от голода угрожала десяткам тысяч крестьянских семей, и без того изнывавших под двойным гнетом помещиков и кулаков.

И раньше голод был частым гостем русской деревни. На тучных черноземах с каждым годом умножалось число вымирающих деревень. Но голод 1891 года был необычным. Он охватил огромную территорию — двадцать девять губерний.

Молитвы и крестные ходы не могли, конечно, напоить землю и предотвратить бедствия. И, как всегда в голодные годы, пустели деревни. Кто мог, искал спасения в бегстве. Но куда убежишь от голода? Голодная смерть настигала везде. Родители теряли детей, дети и жены — кормильцев.

Изо дня в день на раскаленную степь, на гибнущие хлеба падал с колоколен деревенских церквей унылый похоронный звон.

По-другому — звучно, басисто — гудели огромные соборные колокола в столице Российской империи Санкт-Петербурге. Под этот серебряный звон разодетые в шелк богатые барыни занимались благотворительностью — собирали медные пятаки в пользу голодающих. Нищенскими подачками пытались спасти от гибели миллионы людей.

Да, по правде сказать, что еще они могли делать, эти благотворители? Ведь царское правительство было равнодушно к судьбе народа, а официальная наука того времени провозглашала:

«Человек одинок перед лицом стихии. Не в наших силах управлять явлениями природы».

Но и тогда были люди, думавшие иначе.

«Наука не бессильна, — говорили они. — Засухи и суховеи, ветры и овраги, бури и метели — все эти враги нашего сельского хозяйства страшны нам лишь только потому, что мы не умеем владеть ими. Надо научиться управлять ими, и тогда они же будут работать нам на пользу».

Эти замечательные слова принадлежали профессору Петербургского университета Василию Васильевичу Докучаеву.

В дни, когда гул соборных колоколов, извещавших о народном бедствии, перекликался с перезвоном медяков в кружках благотворителей, сотни людей заполнили просторный зал Вольного экономического общества. Эта организация объединяла в те времена передовых ученых России. Знаменитые ученые — Менделеев, Тимирязев, Ковалевский, Костычев, Карпинский — приходили сюда, чтобы послушать Докучаева, познакомиться с выводами новой, созданной им науки — почвоведения.

И так смелы, так обоснованны были доводы лектора, что аудитория, захваченная ими, казалось, сама участвовала в единоборстве со стихией.

Вот он стоит на кафедре лектора. Высокий, широкоплечий русский богатырь в черном сюртуке. Правильные черты лица, словно отлитого из бронзы, длинная окладистая борода, высокий лоб.

Сын сельского священника, он должен был пойти дорогой отца. Об этом мечтали его родители. Но он не оправдал их надежд. Как только представилась возможность, Василий Докучаев бросил учение в духовной академии и поступил в университет. Здесь он увлекся естественными науками — химией, физикой, геологией. Его блестящие способности поражали профессоров, ему уже тогда предсказывали блестящую будущность.

И мало кто знал, с каким трудом доставались эти успехи.

Докучаев жил в крохотной каморке на далекой окраине Петербурга. Каждый день рано утром он отправлялся пешком в университет. Путь немалый — восемь километров. Но что делать, когда денег, добываемых уроками, не хватает даже на хлеб. Так и шагал он в любую погоду в рваных башмаках, надетых на босу ногу — и носки для бедного студента были недосягаемой роскошью.

Через несколько лет в тот же Петербургский университет поступил Владимир Галактионович Короленко, ставший впоследствии известным писателем. В одном из своих произведений он описывает жизнь бедных студентов того времени.

«Компания наша бедствовала. Незаметно, постепенно голод сказывался истощением: ноги ныли, лица бледнели, движения становились порой вялы, на лекциях внимание притуплялось. Над мозгом точно нависла какая-то завеса… За этот год нам удалось пообедать только пять раз».

Такую жизнь вел и Докучаев. Только богатая одаренность, невероятное упорство да крепкое здоровье помогли ему преодолеть все трудности и добиться успеха.

Сразу же по окончании университета Докучаев оказался в одном ряду с крупнейшими геологами страны. А занятия геологией привели его к изучению почвы.

И вот люди, составляющие цвет русской научной мысли, приходят в зал Вольного экономического общества, чтобы слушать лекции Докучаева.

А он бросает в зал слова, полные веры в силу науки, в могущество человеческого разума:

«Я убежден, — говорит он, — что в наших силах вернуть полям их былое плодородие. Надо только изучать явления природы во взаимосвязи, смело отказываться от привычных, но устарелых взглядов на причины засух, неурожаев и голода».

Докучаев не был кабинетным ученым. К своим выводам он пришел в результате многочисленных экспедиций.

Не раз пересек он вдоль и поперек великую Русскую равнину. В летнюю жару и в лютую стужу пробирался он от одной деревни к другой, брал образцы почв, расспрашивая крестьян, внимательно прислушивался к голосу народной мудрости.

Он понимал: для того чтобы предотвратить любое стихийное бедствие, надо прежде установить его причины.

Почему, например, высыхают, оскудевают почвы степей?

Чтобы ответить на это, надо было знать, что такое почва. А науки о почве тогда еще не существовало.

Русские и иностранные ученые сходились в одном: «Почва — только рыхлый поверхностный слой земной коры, сложенный из частиц разрушенных горных пород».

Но так ли это?

Вот песчаные дюны на берегах Балтики. Мириады крошечных обломков камня, гонимых ветром. Но разве можно назвать почвой эти лишенные жизни пески?

А рядом, на стенах древней крепости, слой почвы толщиной более десяти сантиметров. Травы и даже кустарники гнездятся здесь.

Докучаев подсчитал: десять сантиметров почвы на стенах крепости наросло за семьсот семьдесят лет.

Почему за сотни и тысячи лет прибрежные пески не превратились в почву, остались по-прежнему безжизненными, а в таком, казалось бы, неподходящем месте, как каменные стены крепости, появился слой почвы, давший приют новой жизни?

Видимо, дело не только и не столько в том, из чего образовалась почва, а в том, как протекала ее история.

И Докучаев продолжает наблюдать, изучать, сопоставлять факты. Оказывается, мертвый каменный щебень до тех пор остается безжизненным, пока за дело не возьмутся микробы.

Именно они, эти крошечные обитатели страны невидимок, создали и создают почву на равнинах и плоскогорьях, в пустынях и на склонах гор. Почву, на которой зеленеют луга и колосится пшеница, шумят могучие хвойные леса и поднимаются дикие заросли тропических джунглей, цветут фруктовые сады и растут каучуковые деревья и хлопчатник, сахарный тростник и лен, финиковые пальмы и подсолнечник. Почву, которая, в конечном счете, поддерживает жизнь всех наземных животных и человека.

Перед мысленным взором Докучаева развернулась величественная картина постоянной и огромной по масштабам созидательной деятельности микроорганизмов.

Вот каменные осыпи — груда обломков известняковых или гранитных скал. Каждый обломок издали кажется совершенно гладким. Но присмотритесь — и вы увидите на ровной поверхности камня крошечные углубления, едва заметные трещины.

В каждое углубление, в каждую трещину попадает пыль, принесенная ветром. Вместе с пылью туда проникают и микробы. Десятками и сотнями собираются они в каменной «пещерке» и дожидаются лучших времен. Пройдет дождь, пыль в трещинах намокнет — и микробы тотчас начинают расти и размножаться. Они выделяют различные кислоты, которые растворяют и углубляют стенки их убежища.

Чем больше становится величина каменной «пещерки», тем больше может попасть в нее пыли и питательных веществ, необходимых микробам. Они размножаются еще быстрее, и еще больше становится трещина или углубление в камне.

Когда дождя долго нет, микробы голодают. Жизнь в них еле теплится. Но ведь раньше или позже капли дождя снова упадут на камень.

Так продолжается годы, десятилетия, века. Незаметно, но неуклонно микробы завершают работу, начатую солнцем, ветром и водой. Крошечные и нежные, они, словно невидимые гигантские жернова, перетирают в труху, в рухляк обломки самых крепких скал.

Мертвая природа «оживает». На поверхности камня появляется тончайшая бурая пленка — результат работы бактерий. Ученые называют ее «пустынным загаром». Это уже первый шаг в образовании почвы. Вместе с бактериями тут поселяются микроскопические водоросли и грибки. Они продолжают работу бактерий и теперь не только разрушают, но и преобразуют горную породу.

Ничто в мертвой природе не может разложить чистую глину — каолин. Но то, что не могут сделать ни вода, ни кислород, ни углекислота, делает обычная грибковая плесень. Она выделяет вещества, разрушающие даже глину.

Потом на рухляке поселятся лишайники — серые, сизые, черные, желтые. Невзыскательные, легко переносящие долгую засуху, они плотно прильнут к камню и будут продолжать дело своих предшественников — разрыхлять и разлагать горную породу.

Сделают свое дело лишайники и уступают место мхам. Зеленый бархатный ковер покрывает рухляк, появляется первая зелень на рождающейся почве.

Одна форма жизни сменяет другую на ранее бесплодных обломках камня. Но микробы остаются. Они продолжают жить и работать и под разноцветным покровом лишайников и под зеленым ковром мхов. Отмирают лишайники и мхи, а полчища бактерий разлагают их остатки на составные части, пригодные для питания других растений.

Все толще становится слой почвы, все больше в ней питательных веществ. И вот уже там, где был только мох, появляются травы. А за ними приходят кустарники.

Отмирая, они сами становятся пищей для микробов и превращаются в составную часть почвы.

Немало времени пройдет, много поколений микробов погибнет, много лишайников, мхов и трав сменят друг друга, прежде чем почва позволит укорениться даже самому маленькому деревцу. Но время это приходит.

Так было и на стенах старой крепости, где Василий Васильевич Докучаев нашел слой почвы. В разных местах — в трещинах, в промоинах крепостных стен — поселились микробы, потом лишайники и мхи. Они подготовили место для кустарников и молодых деревьев. Сильные корни кустарников и деревьев, проникая по трещинам, разрывая камни, проникали все глубже и глубже. И им деятельно помогали в этом сопровождающие их всюду микробы.

«Значит, — размышляет Докучаев, — ошибались ученые, которые считали почву размельченной горной породой. На самом деле все гораздо сложнее. Разве почва не образуется на границе живого и мертвого? Разве она не результат встречи и взаимодействия земли, воды, воздуха, растений и животных?»

Многие сотни опытов и исследований, которые он провел, неизменно отвечали на эти вопросы утвердительно.

И ученый делает вывод, поразивший воображение современников.

«Почва, — заявляет он, — это особое тело природы, созданное землей, водой, воздухом и различными организмами — живыми и мертвыми. Почва имеет историю. Она рождается, живет и развивается, как все живые организмы».

Горные породы, из которых образуется почва, имеют различный состав, и это не может не сказаться на составе будущей почвы.

В одном случае горные породы разрушаются в жарком, солнечном и сухом климате, в другом — в очень влажном или холодном. Одни условия благоприятны для развития микробов, лишайников, мхов и высших растений, другие нет. А это сказывается и на внешнем виде почвы, и на количестве питательных веществ в ней.

А раз так, то естественно было сделать еще два вывода.

Почва рождается не всегда и не везде одинаково. Ее образование может идти быстрее или медленней. Это зависит от состава горной породы и климата — температуры и влажности воздуха, — от микробов и растений, обитающих в данной местности.

Почвы в районах с различными природными условиями также должны быть разными по внешнему виду, составу и свойствам.

Это были лишь предположения. Чтобы они стали научной теорией, следовало найти доказательства, собрать сотни фактов, сопоставить их, проверить. Но Докучаев не сомневался, что доказательства найдутся.

«Возьмем в свидетели саму природу», — заявил он. И вновь отправился путешествовать по стране. На поезде, пароходе, в возке, верхом и пешком проехал и прошел он более десяти тысяч километров.

На это потребовались годы. Ведь нужно было побывать в самых глухих и бездорожных местах, останавливаться иной раз через каждый километр и рыть яму или, как говорят ученые, делать почвенный разрез.

О широте и размахе, с которыми Докучаев проводил изучение почв, говорят уже сами названия возглавляемых им экспедиций: Нижегородская, Полтавская, Смоленская, Кавказская, Крымская, Молдавская… Где только не побывал этот человек, полный неистощимой энергии! Он поднимался на высочайшие горы Кавказа, пересек Каспийское море и исследовал сыпучие песчаные барханы пустыни Кара-Кум.

И всюду он находил подтверждение своим выводам и предположениям.

Вот зона холодной тундры. Зима здесь суровая и длинная, лето короткое. Вода пропитывает верхние слои земли и не успевает испариться. В плотной, холодной почве мало воздуха. В такой почве микроорганизмы развиваются слабо, не могут разложить все органические остатки. И развитие почвы находится в зачаточном состоянии. На ней могут выжить только растения, приспособленные к суровым условиям севера: лишайники, мхи, некоторые мелкие кустарники.

Южнее — зона дремучих хвойных лесов. Здесь иные условия, иной растительный и животный мир. В почве много микробов, и процесс почвообразования заходит дальше, чем в тундре. Во влажной лесной подстилке бурно размножаются микроорганизмы, создающие бесцветные органические кислоты. Они вызывают образование так называемых подзолов — светло-серых почв, бедных питательными веществами.

Двигаясь дальше на юг, мы пересечем зону более древних серых лесостепных почв и попадем в необозримые черноземные степи.

Здесь теплое время года почти равно холодному. В рыхлую мелкозернистую черноземную почву легко проникают воздух, вода и тепло. Это содействует быстрому развитию трав и микробов. Микроскопические грибки и бактерии активно разлагают растительные остатки и накапливают в почве много питательных веществ. Черноземная почва — самая плодородная.

Еще южнее лежат каштановые почвы знойных типчаковых степей, а за ними — бурые почвы полупустыни. Чем дальше на юг от черноземных степей, тем почва все меньше отличается по цвету от горной породы, все меньше в ней микробов и питательных веществ. Если на севере развитие почвы задерживал мороз, то здесь этому развитию мешают жара и засуха.

Известно, что от экватора до полюса поверхность земного шара делят на различные климатические зоны: тропическую, подтропическую, умеренную и полярную. Каждой зоне соответствуют свои виды растений и животных, наиболее приспособленных к условиям этой зоны.

Так же и с почвой. Каждой климатической зоне соответствует своя почва, имеющая особый вид, состав и качество. Значит, так же как и климат, растительность и животные, почва подчиняется закону зональности. Она — часть единой и нераздельной природы.

Это было открытием, имеющим огромное значение для всего человечества.

Ведь только на почве можно выращивать нужные человеку растения, дающие продовольствие и сырье для промышленности. Только почва может дать корм сельскохозяйственным животным.

Почва кормит и одевает человека. Это знали, конечно, и раньше. Но как заставить почву давать большие урожаи?

Каждый земледелец решал этот вопрос по-своему. За многие тысячи лет человечество накопило немалый опыт возделывания и удобрения почвы. Но этот опыт был результатом таланта и случайных удач отдельных людей. Земледелие было искусством.

Благодаря Докучаеву, открывшему тайну образования и развития почв, можно было уже выбирать приемы земледелия сознательно, на научной основе. Земледелие из искусства стало наукой.

Еще при жизни Докучаева его открытия получили международное признание.

«Только благодаря русским ученым почвоведение превратилось в науку, обнимающую весь земной шар», — так говорили ученые всего мира.

А немецкие ученые на одном из международных научных конгрессов заявили:

«Придется теперь учиться русскому языку тем почвоведам, которые хотели бы стоять на современном научном уровне».

Каждой климатической зоне соответствует почва, имеющая особую историю, особые условия развития, состав и свойства. Отсюда напрашивался вывод, что даже проверенные на практике приемы земледелия, которые являются наилучшими для одной зоны, могут вовсе не годиться для другой.

Именно такой вывод и сделал сам Докучаев.

«Таежная лесная почва, — заявил он в одной из своих лекций, — одевает весь север Германии. Применительно к этой почве и создана западноевропейская агрономия.

А великая Россия вытянута от полярных стран чуть не до тропиков. Поэтому пора нашим агрономам и их руководителям — профессорам оставить нередко почти рабское следование заграничным указкам и учебникам, составленным для иной природы… Пора наконец приурочить и наше земледелие и наше скотоводство и лесоводство к различным почвенным зонам нашей родины».

Докучаев стремится на практике убедить всех в правильности этих выводов. Богатые почвы русских черноземных степей теряли плодородие, постоянные засухи приводили к неурожаям и голоду. Докучаев видит причину этого в неумелом ведении сельского хозяйства и предлагает план возвращения степям их былого плодородия.

С большим трудом удается ему организовать специальную экспедицию в Каменную степь. Здесь, на водоразделе между Волгой и Доном, он ставит опыты, которые подвели итог всей его жизни в науке.

Правда, царское правительство не дало возможности довести эти опыты до конца, но они не пропали бесследно.

Когда в наши дни мы видим в степях лесные полосы, защищающие поля от сухих ветров, плотины и водохранилища, склоны оврагов, укрепленные деревьями и кустарниками, или наблюдаем зимой за работами по снегозадержанию на полях, то каждый раз можем вспомнить имя первого русского почвоведа. Все это — меры, предложенные и проверенные им самим.

Василий Васильевич жил и работал в тяжелое время, когда передовые ученые не получали поддержки от правительства помещиков и капиталистов. Но все же не следует думать, что он был совсем одинок. Его окружало немало преданных учеников и последователей. Одновременно с ним изучением почвы занимался известный русский агроном Павел Андреевич Костычев. Сделанные им открытия, так же как и открытия Докучаева, составили основу современной науки о почве.

Последователи Докучаева — академики Василий Робертович Вильямс, Константин Дмитриевич Глинка, Владимир Иванович Вернадский, Дмитрий Николаевич Прянишников и другие русские и советские ученые дополнили и развили эту науку.

Сам Докучаев подробно описал историю почвы. Но он не успел завершить свой труд и поэтому не сказал, что будет с этими почвами в будущем.

Можно было сделать вывод, что почвы в различных зонах остаются неизменными. Именно такой вывод и поспешили сделать многие буржуазные ученые. И это разоружало человека в борьбе со стихийными силами природы.

И действительно, какой смысл орошать земли пустыни, останавливать и закреплять движущиеся пески, если они вечно были и всегда останутся бесплодными песками?

По-другому подошли к этому вопросу советские ученые. Они утверждали, что в природе нет покоя, что все в ней находится в постоянном движении и развитии. Это закон, из которого не может быть исключений. Значит, не может оставаться неизменной и почва.

Так оно и оказалось на самом деле. Советские почвоведы доказали, что почва не только различна в разных климатических зонах, но она, как растения и животные, постоянно изменяется и развивается.

Даже в холодной тундре, где на каменном рухляке поселяются микробы, лишайники и мхи, почва не остается неизменной. Живые существа из года в год разрыхляют и изменяют здесь горную породу, и состав почвы постоянно меняется.

Значит, развитие и изменение почв происходило не только в прошлом, оно происходит и в настоящее время. Только процесс этот протекает так медленно, что человек за свою короткую жизнь не может заметить эти изменения. А раз так, то при разумном вмешательстве человека можно замедлить или, наоборот, ускорить происходящие в почве процессы. Можно также придать развитию почвы другое, нужное человеку направление.

Можно, например, задержать движущиеся пески пустыни, посадить на них засухоустойчивые растения. А оросив почву пустынь, изменив условия ее развития, можно выращивать на ней такие растения, которые ранее могли произрастать в других, более влажных зонах.

Можно также осушить болота, которые всегда считались негодными, «бросовыми» землями. Тогда богатства, накопленные микробами в почве болот в виде питательных веществ, позволят получать высокие урожаи.

Нужно только знать законы образования и развития почв и обрабатывать почву не по одному шаблону, а применительно к условиям каждой почвенно-климатической зоны.

Есть древняя народная сказка о скатерти-самобранке. Досталась чудесная скатерть мужику-бедняку. Созвал он друзей-приятелей. «Вот как захотели они есть, мужик сказал: „Развернись!“ Вдруг скатерть развернулась, и на ней всяких закусок и напитков наставлено великое множество. И начали они пить, гулять, веселиться. А как все наелись-напились, мужик говорит: „Свернись!“ Скатерть свернулась».

А почва? Разве она не похожа на такую скатерть? Быть может, именно почва и подсказала древним земледельцам поэтическую мечту о скатерти-самобранке.

Тонким покровом одела почва нашу землю, как праздничная скатерть одевает обеденный стол. И, как скатерть-самобранка, она кормит все живые существа, населяющие землю. Каждый находит на ней яства по своему вкусу и желанию.

Беда в одном: не всегда и не везде почва одинаково щедра, не всегда и не везде обильны ее дары. Вот и родилась мечта о почве, которая, как скатерть-самобранка, по одному слову земледельца отдавала бы все свои сокровища.

Василий Васильевич Докучаев первым указал путь к осуществлению этой мечты.

Конечно, сказка и действительность — вещи разные. В действительности почвы не подчиняются никакому волшебному слову. Но мудрое слово науки может сделать труд земледельца сознательным и более продуктивным.

Всюду на склонах гор и в пустыне, на месте бывшего болота и в плодородной украинской степи — ученые тщательно изучают состав почв и происходящие в них процессы, и все полнее открывается перед человечеством огромная роль почвенных микроорганизмов.

В каждом кубическом сантиметре серой лесной почвы ученые нашли около миллиарда микробов. А в плодородной черноземной почве их было уже несколько миллиардов.

Конечно, каждый микроб очень мал и практически почти невесом. Если вес бактерии среднего размера обозначить цифрой, то она будет выглядеть так: 0,0000000004 миллиграмма.

Но когда попробовали подсчитать общий вес почвенных микроорганизмов, то даже специалисты были поражены. Общий вес микробов, живущих на одном гектаре плодородной почвы толщиной в тридцать сантиметров, равен нескольким тоннам.

Значит, изучать почву — это, прежде всего, познавать жизнь и потребность ее невидимых обитателей.

Так сошлись дороги двух различных отрядов ученых — почвоведов и микробиологов. Они сомкнули свои ряды и вместе двинулись вперед, по дорогам страны невидимок.