Прянишников

К числу таких общих закономерностей и относится раскрытая Гедройцем физико-химическая сущность так называемой поглотительной способности почв, то есть их способности поглощать из раствора солей их основания и отдавать в обмен равное (эквивалентное) количество других оснований. Гедройц установил, какая часть почвы в действительности обладает поглотительной способностью. Ее-то он и назвал «почвенным поглощающим комплексом». Это открытие составило эпоху в почвоведении. Стерлись грани, отделявшие практическое исследование почв в поле от теоретического их изучения в лаборатории. С этого-то времени почвоведение и стало наукой экспериментальной, направленной на повышение почвенного плодородия.

К сожалению, нам не удастся здесь дать читателю представление о красоте и изяществе тех способов, с помощью которых Гедройц обошел главную трудность, возникающую перед каждым исследователем почвы как среды для жизни растений. Однако самую эту трудность необходимо хотя бы назвать. Это чрезвычайное многообразие свойств, высокая подвижность тех процессов, которые в почве происходят, и разнообразие факторов, которые в этом участвуют.

Прежде всего почва исключительно неоднородна по своему составу. Мы найдем в ней и остатки разрушенных, так называемых материнских пород, и наносы — следы работы воды или ветра, и органические соединения, поступающие в почву после отмирания растений и животных или образованные жизнедеятельностью микробов. Все эти составные части почвы представляют собой те или другие сложные химические соединения, поведение которых в каждом отдельном случае весьма своеобразно. Здесь и окислы кремния, алюминия, железа, марганца, титана, кальция, магния, натрия, фосфора, серы. Здесь и углеводы, и органические кислоты, смолы, дубильные вещества, жиры, масла, воск. Здесь остатки клетчатки — так называемой целлюлозы растений и лигнина — главной части древесины. Здесь присутствуют белковые вещества и вещества, которые входят в состав золы растений, и живые микробы, и, наконец, вода — среда, в которой совершаются все химические процессы почвы. Вода и разрушает образующие почву горные породы и выносит продукты их разрушения, то есть выполняет в почве огромную механическую работу. Она же входит в состав большинства химических соединений, в состав растений, микроорганизмов и животных, населяющих почву. Поступая в почву, вода обычно содержит растворенный в ней кислород, углекислоту и другие газы. Соприкасаясь при своем передвижении с почвенными частицами, вода вступает с ними во взаимодействие, обогащаясь солями и растворяя органические вещества. Поэтому она всегда представляет собой раствор различных минеральных и органических соединений — то, что в науке называется для краткости «почвенным раствором». Общее количество веществ, растворенных в почвенном растворе, колеблется от сотых долей процента — таковы почвенные растворы главных типов земель средней полосы — до нескольких процентов, например в почвенном растворе некоторых пустынных солонцов.

Вот что представляет собой эта горсточка праха, которую мы порой так небрежно попираем ногами и в которой Вильямс в свое время не увидел ничего, кроме безысходного хаоса!..

Но человек, влюбленный в физику настолько, что после окончания Лесного института поступил вольнослушателем в Петербургский университет и окончил его, был наилучшим образом подготовлен к тому, чтобы, столкнувшись с этим «хаосом», не растеряться перед чудовищным переплетением всех мыслимых физических и химических процессов, здесь сосредоточенных. Гедройц-физик помог Гедройцу-почвоведу сделать то, что до тех пор не удавалось никому, а именно: найти общее, что присуще было каждой из нагромождающихся друг на друга частностей. Это общее он выводил, изучая почву как целостную систему, которая организована и живет по законам, единым для всех подобных систем.

Не вдаваясь в научные подробности, можно сказать, что именно Гедройцу впервые во всех деталях удалось вскрыть наиболее характерное свойство коллоидов почвы — присущую им способность поглощать из окружающей среды и удерживать на своей поверхности довольно значительное количество ионов различных газов, воды и т. д., что отличает их от остальной массы почвы.

Почвенные коллоиды легко поглощают из почвенного раствора положительно заряженные ионы калия, натрия, кальция, марганца и другие. И вот самое важное из того, что установил Гедройц: эти так называемые катионы, в том числе и ионы водорода, полностью насыщают поверхность почвенных коллоидов, поэтому дальнейшее поглощение может происходить лишь путем обмена уже поглощенных катионов на катионы почвенного раствора. Химик может направлять этот процесс по своему желанию. Как? Это он тоже выяснил в главных чертах.