Костычев - Игорь Крупеников

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 приходили 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 бурьянистая 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 «растительно-наземная почва»; образовался он на суше в степных условиях под воздействием растущих в степи трав. К этому взгляду примкнул и Костычев, который был уверен, что «чернозем образовался на месте его 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 почву. 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 перегноя. 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 поразительный параллелизм. И наблюдался он не в одном каком-нибудь месте, а положительно повсюду — «в губерниях Воронежской, Харьковской, Екатеринославской, 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 перегноя. Поэтому полевые наблюдения пришлось подкрепить химическими анализами. Они вполне подтвердили предположение Костычева; между количеством перегноя 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.