Виноградарский решил более не испытывать судьбу. И, против всех правил, стал наносить на предметное стекло микроскопа едва помутневший раствор. Тут же выяснилось. В минеральном «бульоне» появились бесчисленные орды овальных, похожих на веретено существ.
«Они резвились с четверть часа, пока муть затягивала, словно туманной пеленой, жидкость в стакане, - вспоминал ученый. – Но их подвижность скоро пошла на убыль. Микроскопические существа утихомирились и стали опускаться на дно, где лежал слой углекислой магнезии».
Странно! Живые, а потребляют углерод из минеральных веществ. В ту пору все выглядело неправдоподобным. Выходило, теория минерального питания, открытая Либихом, верна не только для растений.
Впрочем, в мире микроорганизмов все происходит гораздо сложнее. Грибки, простейшие, бактерии живут за счет растений, животных и человека. Паразитируют, иногда убивают, но никогда не успокоятся пока не съедят своих «кормильцев» без остатка.
Нитромонада же оказалась отщепенкой. Она получала свой углерод из угольной кислоты крайне «хитроумным» способом. Обычно, этот элемент может быть отобран с помощью внешней энергии, например, солнечных лучей. Но в лаборатории, а тем более в почве их мало. Требовался дополнительный источник. И им стал водород, входящий в состав аммиака. Нитромонада набрасывалась на этот элемент, «поджигала» его. В результате выделялось тепло, расщеплявшее углекислоту, и микроб получал необходимое пропитание.
Так удалось открыть одно из недостающих звеньев в круговороте азота, а вместе с ним и механизм превращения минерального вещества в органическое. Но Виноградарский решил поближе познакомиться со столь «изобретательными» бактериями. И вскоре убедился: рождение нитратов, солей азотной кислоты в почве протекает не в одну, как думали раньше, а в две стадии. Первая связана с уже знакомой нитромонадой. Но она слишком слаба для полного разложения аммиака и потому делает только часть работы. В результате образовывалась не азотная, а лишь азотистая кислота. Разница между ними понятна и школьнику. У последней на один атом кислорода меньше. А, значит, и возможности невелики. Вот тогда-то и выступает на сцену азотобактер. Он добавляет «полуфабрикату» не достающий атом кислорода, и в плодородном слое рождается полноценная азотная кислота, растворяющая соединения кальция, магния и других элементов. Так появляются нитратные или азотные соли, столь любимые растениями.
Последний штрих в теорию круговорота азота внес ученик Виноградарского Василий Омелянский, выследив бактерию разрушающую белки и поставляющую аммиак нитромонадам. Цепь замкнулась. Тайны накопления азота в почве более не существовало.
Почва во весь рост. Словесный портрет чернозема. Постулаты Фаллу. Противная позиция. Следы былых биосфер. Король дипломатов и император французов. Кому владеть почвой? «Открытие» Мурчисона. Почему он такой? Вопрос ботанический.
Открытия химиков и микробиологов казалось не оставляли надежды прославиться представителям других наук. Триумфаторы беззастенчиво вторгались в святая святых медицины и агрономии. И каждое посягательство на их вотчины приводило к ниспровержению старых истин, к обновлению науки.
Плодородный слой не избег общей участи. В тоже время он раскрыл далеко не все тайны. Да и могли ли «кудесники лабораторного стола» претендовать на безраздельное владение почвой, видя в ней лишь порошок, растертый в ступке и просеянный сквозь сито, ставя знак равенства, между пахотным слоем и «четвертым царством» природы?
Ни Либих, ни Буссенго, ни Виноградарский даже не подозревали, что имели дело лишь с его верхушкой, «головой». Они работали в мягком и влажном климате Центральной и Западной Европы. Случись им попасть в сухие степи, то заметили бы, какие «фокусы» выкидывают нижние горизонты, которые не принималась химиками и биологами в расчет. Вода, пропущенная сквозь природный фильтр, стала бы соленной. «Магнитная сила» в подвалах биосферы притягивала бы только натрий. Малая толика влаги, извлеченная из них солнечными лучами, поражала бы пахотный горизонт бесплодием.
Иначе смотрели на почву геологи. Их интересовали все «слои земные», породы и минералы. Правда, поначалу, они мало интересовались самым верхним из них. Но вскоре догадались: секрет происхождения «руд и каменьев» не всегда скрыт в недрах. Иногда «на наших глазах проистекает сие великое таинство, медленно и незримо оно превращает скалы в песок, песок в глину, глину в почву». Так писал русский исследователь Василий Михайлович Севергин.
Среди коллег он слыл домоседом и занудой. Ну, какой землевед той поры не побывал в Сибири, на Урале, в Средней Азии и на Кавказе? Василий Михайлович же кочевал между Чудским озером и Дерптом (ныне Тарту), делая скучные пометки в своем дневнике: «почва темно-серая, при осязании грубая, под воздействием кислоты не вскипает, перемешена с мелкими зернышками бело-серого кварца». Какого романтика вдохновят подобные записи?
Севергин не подозревал об обмене элементами между растениями и плодородным слоем, не имел не малейшего представления о деятельности микроорганизмов. До их открытий еще оставались десятки лет. Но разглядел новое «царство естества» таким, как его описывал Ломоносов в
«Слоях земных», и первым начал собирать коллекцию почв. Ведь они заслуживали внимания не меньше, а, пожалуй, и больше многих других даров природы.
Русский геолог преследовал вполне практическую цель. «Привести знания о земле в такой порядок, дабы единым взглядом обозреть все доселе в Российской империи открытое». Трудность состояла в том, что добиться такого порядка оказалось совсем нелегко. Названий не счесть. В западных губерниях почвы величали и по белоруски, и по польски, и по немецки, и по латыни.
Ох, уж эта латынь. «Ученые немцы», засевшие в Дерптском университете, почитали святыней язык древних римлян. Но сведения, полученные от крестьян при опросе и чиновников при составлении «ревизской сказки» совсем не вязались с заумными «solum, solus». Приходилось прибегать к натяжкам. А Севергин, ставивший точность превыше всех добродетелей, терпеть их не мог. Поэтому у него чернозем уже не един в трех лицах, как у Ломоносова. А лишь богатая перегноем почва. «Сложная земля, -признает он, делая очередную запись,- вся переплетена корнями, вся из тлена рожденная и сама есть тление. Да, и не так ужо она черна. В сухом виде буровата, вид имеет тусклый, руки марает».
Словесный портрет не очень-то удается ученому. Не существовало еще в русском языке ни четких формулировок, ни цветной палитры, с помощью которой сегодня создаются яркие описания плодородного слоя. И Василий Михайлович возлагает надежды на эксперимент. Испытывает чернозем огнем. Высушенная почва «медленно тлеет, при опускании в воду бухнет, при перегонке дает воду, масленый, вонючий спирт и толику красноватого масла». Те же продукты получаются и перегонке растений. Значит, «сия земля соединяет минеральное царство с царством произрастаний». Знакомый вывод, увы, не каждый геолог в начале девятнадцатого столетия соглашался с ним.
«Живой классик» Ф.Фаллу утверждал совершенно обратное: «Почва не имеет ничего общего с растениями, ни с любыми другими органическими веществами. Она может быть сравнима лишь с неорганическими минералами».
Тогда же отчего плодородный слой так неоднороден? То он тонок, то лежит на поверхности толстым слоем, то «жирен» от перегноя, то сер, то сух и безжизнен. Фаллу молчал. Он не знал ответа. И лишь бубнил старую, как мир «истину»: «Почва – лоно, в коем развиваются нежные растения. Вся жизнь ее обязана пустотам и физическому состоянию. Почва – легкий налет пыли на поверхности планеты, «ржавчина», самая благородная ржавчина, которая может образоваться в природе».
А как же открытия Либиха, Буссенго, Виноградарского? Геология, увы, мало интересовалась сельским хозяйством. Ее не касались ожесточенные споры между агрономами и химиками, химиками и микробиологами. У геологов хватало своих забот. Молодая наука о строении нашей планеты искала свое «место под солнцем». Потому-то и заявляла свои «исключительные права» то на недра, то на почвы. Глубины земные у нее по праву старших оспаривали горняки. На верхние горизонты претендентов нашлось еще больше. И среди прочих, биологи. Ее представители заняли во всем противную геогнозии позицию. Почва у них была «живой», «вопросом ботаническим». Хотя встречались и оппортунисты.
Профессор Фердинанд Зенфт из Иеннского университета решил проверить «постулат» Фаллу о «благородной ржавчине». «Ведь ни пыль, ни ржавчина не появляются сами по себе», - справедливо рассудил он. К тому же ученый справедливо подозревал: на Земле ничто не происходит без влияния живых организмов. Здесь он был солидарен с Пастером. Но, чтобы подозрения превратились в уверенность, нужны наблюдения! И Зенфт начинает пристально следить за изменения на склоне Хесельбергской горы близ Эйзенаха.
