Г.В. Добровольский "От почвы к биосфере"

От ПОЧВЫ К БИОСФЕРЕ
(К 150-Л Е Т И Ю СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ В .И . ВЕРНАДСКОГО)
Г.В. Добровольский, академик РАН, директ ор И нст ит ут а экологического
почвоведения МГУ им. М.В. Л ом оносова
cjesajrsjSL -?
Когда произносится имя - Вернадский, у большинства людей возникает образ мудрого
ученого, создателя учения о биосфере, крупнейшего минералога и радиогеолога. Значи­
тельно реже вспоминается почвоведение. А между тем, многое началось в научной жизни
В.И. Вернадского именно с изучения почв под руководством основателя почвоведения про­
фессора Петербургского университета В.В. Докучаева.
В 1884 г. студент Санкт-Петербургского университета
В.И. Вернадский принял участие по предложению профес­
сора Докучаева в экспедиции по изучению почв и природ­
ных условий Нижегородской губернии. Это был первый
его опыт научной работы в поле. Большое впечатление
на него произвело умение Докучаева проникать в особен­
ности природных ландшафтов, как бы читать историю их
формирования. Много лет спустя Вернадский так вспоми­
нал об этом: «По складу своего ума Докучаев был одарен
совершенно исключительной пластичностью воображения;
по немногим деталям пейзажа он схватывал и рисовал це­
лое в необычайно блестящей и ясной форме. Каждый, кто
имел случай начинать свои наблюдения в поле под его ру­
ководством, несомненно, испытывал то же самое чувство
удивления, какое помню и я, когда под его объяснениями
В.В. Докучаев
мертвый и молчаливый рельеф вдруг оживлялся и давал
многочисленные и ясные указания на генезис и на характер геологических процессов, со­
вершающихся и скрытых в его глубинах» [1].
Участие Вернадского в работах Нижегородской экспедиции было отражено в его напи­
санном в соавторстве с Докучаевым труде «К оценке земель Нижегородского уезда Ниже­
городской губернии» [2].
Позднее, в начале 90-х годов XX века Вернадский по приглашению Докучаева принял
участие в работе по изучению почв Полтавской губернии, и ему было поручено обследова­
ние почв Кременчугского уезда губернии. Работая в этом уезде, Вернадский обратил осо­
бое внимание на роль обитающих в степных почвах животных в формировании пестроты
почвенного покрова [3].
В своей работе по изучению почв в Новомосковском уезде Екатеринославской губернии
В.И. Вернадский также обратил внимание на небольшие холмики земли, насыпанные степ­
ными грызунами; он отмечает особый характер растительности на этих холмиках, повы­
шенную карбонатность насыпанной почвы, исследует ходы землероев в почвах (кротови­
нах), подсчитывает объемы перемещаемой грызунами почвы на площади каждой десятины
земли и тем самым выполняет одну из первых в почвоведении работ по изучению роли
•
110
•
• От почвы к биосфере (к 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского) •
почвообитающих животных в образовании почв и почвенного покрова степных областей [4].
В те же годы В.И. Вернадский заинтересовался деятельностью дождевых червей в поч­
вах. 24 июля 1890 г. он пишет своей жене: «Интересны для меня наблюдения над земляны­
ми червями, которых я, к своему удивлению, нашел в степях, на целине, и следы которых
открываю всюду. Ведь целая жизнь кипит среди роющих зверей - это тоже целое море, где
в верхнем слое меняется жизнь днем, ночью, в различные времена года - думается должно
и тут, и я хочу как-нибудь мало-помалу продлить эти наблюдения, - здесь абсолютная terra
incognita. Я же всё более убеждаюсь в первостепенном значении этого элемента для проис­
хождения почв» [5].
Не ускользнул от внимания В.И. Вернадского и вопрос о роли микроорганизмов в поч­
вообразовательных процессах. В 1899 г., на совещании по почвоведению при Агрономиче­
ской комиссии в Музее прикладных знаний в Москве, В.И. Вернадский выступил с докладом
«О роли микроорганизмов в подзолообразовании», а в 1910 году Вернадский сделал доклад
«Об оподзаливании чернозема в западинах и о большом количестве в них бактерий и диа­
томовых».
В 1921 году В.И. Вернадский вспоминал этот доклад, писал в Записке Российской ака­
демии наук: «.заним аясь наблюдением над почвами Моршанского уезда Тамбовской гу­
бернии, я обратил внимание на оподзаливание
чернозема в западинах, так называемых блюд­
цах, причем мне удалось выяснить образование
в них разложением алюмосиликатов каолинового
строения с выделением гидратов окиси алюми­
ния и железа, и в почвах этих оказалось большое
количество бактерий и диатомовых» [6].
В более поздних исследованиях почвоведов,
эта роль диатомовых водорослей в генезисе вы­
щелоченных солодей, которые воспринимались
ранее как оподзоленные почвы, была подтверж­
дена.
Все эти наблюдения и размышления В.И. Вер­
надского в его ранние годы изучения почв посте­
пенно приводили к выводу об особой геохими­
ческой роли живых организмов и продуктов их
жизнедеятельности в генезисе почв в биосфере.
Уже в 1913 г., т.е. задолго до выхода в свет его
«Биосферы», В.И. Вернадский писал: «С каждым
годом значение биохимических процессов в поч­
вах становится для нас всё яснее и они высту­
пают всё ярче на первое место в их химической
истории. И вместе с тем, всё яснее становится
М атериалы к оценке зем ель Нижегородской
нам значение почвы в биосфере - не только как
губернии: Отчет Н иж егородской губ. земству.
субстрата, на котором живет растительный и жи­
СПб., 1885. Вып. 8.
вотный мир, но как области биосферы, где наибо­
лее интенсивно идут разнообразные химические реакции, связанные с живым веществом»,
•
111
•
• От почвы к биосфере (к 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского) •
«.значение этих биохимических почвенных реакций в общей химии земной коры стано­
вится для нас с каждым годом, неожиданно для нас, всё большим. Роль почвы в истории
земной коры отнюдь не соответствует тонкому слою, какой она образует на ее поверх­
ности. Но она вполне отвечает той огромной активной энергии, которая собрана в живом
веществе почвы и способна к переносу благодаря проникающим в почву газам» [7].
Мысль о роли живого вещества в образовании почв не оставляла В.И. Вернадского
даже в самые трудные времена. Находясь в 1919 г. на Украине на Старосельской биологи­
ческой станции недалеко от Киева, В.И. Вернадский систематизировал свои наблюдения
по этому вопросу и написал замечательную обобщающую статью «Об участии живого
вещества в создании почв» [8].
Отметив в начале статье недостаточное внимание исследователей к этому вопросу,
Вернадский пишет: « . я попытаюсь на этих страницах возможно сжато наметить основ­
ные черты влияния организмов на процессы почвообразования, поскольку они выясня­
лись мне во время моей работы». Предваряя изложение этих задач, Вернадский впер­
вые дает четкое определение понятия «живое вещество»: «Под именем живого вещества
я буду подразумевать всю совокупность всех организмов, растительности и животных,
в том числе и человека. С геохимической точки зрения эта совокупность организмов име­
ет значение только той массы вещества, которая ее составляет, её химическим составом
и связанной с ней энергией» [8]. Здесь же Вернадский, упоминая термин «биосфера», пи­
шет: «В биосферу входят и почвы. В них живое вещество играет столь же господствующую
роль во всех их геохимических процессах, как и в других продуктах биосферы» (С. 194).
Значение живого вещества в генезисе почв сказывается, по Вернадскому, в различных
формах его воздействия на почвообразовательный процесс:
1. - живое вещество действует массой и составом заключенного в нем вещества,
2. - живое вещество обусловливает мелкоземистость почвы,
3. - оно изменяет ее структуру (разрыхляет или цементирует),
4. - оно непосредственно влияет на химические процессы, идущие в почве, превращая
их в биохимические,
5. - оно вызывает смешивание химических элементов в почве и этим обусловливается
ход всех химических реакций в почве,
6. - оно приносит вещество в состав почвы издалека, внося новый факт в соотношение
почвы с подпочвой.
Характеристику такого разностороннего влияния живого вещества на почвообразова­
тельный процесс мы не найдем и в последующих монографиях и учебниках по почвове­
дению.
В дальнейшем тексте своей статьи Вернадский обстоятельно обсуждает каждый из пе­
речисленных видов воздействия живого вещества на почву. Особенно тщательно и, оче­
видно, опять-таки впервые рассматривает Вернадский роль живого вещества в создании
мелкоземистости почвы. По его мнению, «это свойство почвы является самым основным
и резким ее отличием от всех других продуктов земной поверхности» [8] (С. 200).
По словам Вернадского, нет никаких сомнений в важнейшем значении живого веще­
ства для химических процессов в почве. «В широком понимании этого слова все эти явле­
ния можно считать биохимическими» [8] (С. 204).
Так складывались при изучении почв начальные основы учения Вернадского о биогео­
•
112
•
• От почвы к биосфере (к 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского) •
химии и месте и роли почв в биосфере. К сожалению, эта выдающаяся работа В.И. Вернад­
ского, «Об участии живого вещества в создании почв», была опубликована лишь в 1984 г.
в журнале «Наука и жизнь», т.к. при срочном отъезде в Петроград он не захватил руко­
пись с собой и она осталась в архивах Центральной библиотеки Украинской академии наук.
В полном объеме она была опубликована в книге К.М. Сытник и др. «В.И. Вернадский. Жизнь
и деятельность на Украине» [9] в 1988 г.
В 1926 г. в Ленинграде вышел знаменитый труд В.И. Вернадского «Биосфера» [10] одно из великих обобщений в области естественных наук. Однако он далеко не сразу об­
ратил на себя внимание ученого мира. Обычно подобные ситуации возникали в истории
науки, когда новые мысли и открытия опережали время, когда общество еще не было гото­
во воспринять и понять значимость этих событий. Видимо, поэтому труд В.И. Вернадского
не получил широкого отклика в первые годы после его публикации. В разговоре с акаде­
миком Л.С. Бергом Вернадский в начале 30-х годов заметил с грустной усмешкой, что его
«Биосфера» забыта [11].
Но прошло сравнительно немного времени, и во второй половине XX века учение Вер­
надского о биосфере стало научной основой понимания человечеством важности его для
жизни людей. Термин биосфера в понимании Вернадского уже не сходит со страниц науч­
ных трудов, газет и журналов, вошел в учебники не только высшей, но и средней школы.
Работая в 2 0 -3 0 -е годы века преимущественно в области геологии, геохимии, мине­
ралогии, радиогеологии, В.И. Вернадский сохранил интерес к изучению почв и их роли
в биосфере. Он настойчиво обращал внимание
почвоведов на ограниченность почвенных анали­
зов, на необходимость иной методологии подхода
к химическому анализу почв по сравнению с ана­
лизом горных пород. Вернадский указывал, что
в почве содержится значительно более широкий
набор химических элементов, чем в большинстве
горных пород, т.к. в образовании почв участвуют
живые организмы, особенно это касается биофильных рассеянных элементов, так называемых
микроэлементов.
К вопросу об анализе почв с геохимической
точки зрения Вернадский возвращался неодно­
кратно в 2 0 -3 0 -е годы XX века. Особо важное
значение имеет его статья в журнале «Почвове­
дение» в 1936 г. «Об анализе почв с геохимиче­
ской точки зрения» [12]. В ней он пишет о важном
значении «бесконечно малых» количеств хими­
ческих элементов для биологических процессов
в почвах, утверждает, что почва, как биокосное
тело, должна содержать вообще все элементы,
встречающиеся в природе, а поэтому анализиро­
Книга В.И. Вернадского «Биосфера».
вать почву следует «со всем ее содержанием, со
Ленинград, 1926.
всеми организмами, их остатками и другими ор­
П ервое издание на русском языке.
•
113
•
• От почвы к биосфере (к 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского) •
ганическими материалами». В сущности, в этих статьях В.И. Вернадский заложил основы
нового направления в почвоведении - учения о микроэлементах в почвах. Позднее это на­
правление получило яркое развитие в трудах почвоведов и геохимиков А.П. Виноградова,
В.В. Ковальского, Я.В. Пейве, Б.Б. Полынова, В.А. Ковды, Н.Г. Зырина, М.А. Глазовской,
В.В. Добровольского и др.
В отличие от традиционного химического анализа преимущественно твердой фазы
почв, В.И. Вернадский утверждал важность анализа газовой и жидкой фаз почв. И здесь он
был удивительным провидцем, предвосхищая актуальность изучения влияния химических
процессов в почвах на газовый состав атмосферы, на поверхностные воды суши, на состав
морской воды.
Еще в 1913 г. В.И. Вернадский утверждал, что «почва, взятая без газов, не есть почва» [7].
Прошло сто лет, и мы являемся свидетелями остроты проблемы регулирования состава
атмосферы. Исключительно значимыми оказались исследования почвоведов и микробио­
логов Г.А. Заварзина, В.Н. Кудеярова, М.М. Умарова, А.Л. Степанова в области так называ­
емого «дыхания почвы» и его роли в общем балансе содержания в атмосфере соединений
углерода, азота, кислорода, серы и других элементов в земной атмосфере.
Так же обстоит дело и с загрязнением гидросферы Земли. В начале 20-х годов XX века
В.И. Вернадский обратил внимание на тесную связь химических процессов, происходящих
в поверхностных водах суши - в грунтовых водах, озерах, реках и в морях, - с химически­
ми процессами в почвенном покрове Земли. Вот его слова: «Мы обычно не учитываем и не
представляем себе то огромное значение, кото­
рое имеет в жизни и химических реакциях океана
почвенный покров нашей суши. Почва и морская
вода химически и генетически тесно связаны» [13].
Эту же мысль Вернадский изложил и в своей
«Биосфере»: «Реки несут свои воды в море, и состав
морской воды в его солевой части в конце концов
ш ч н и к н м EillOrKOMlHllII
и главным образом обусловлен ими, т.е. обуслов­
I
лен химической работой почв» [10] (С.142).
Всесторонне рассмотрев в своем труде «Био­
. tU H l-IU iF illK tt I *'1 L fiflin
сфера» роль и влияние почв на состояние верх­
них слоев горных пород земной суши, на состав
и динамику атмосферы и гидросферы Земли,
B.И. Вернадский дал в «Биосфере» определение
почвенному покрову Земли, как «области наи­
высшей геохимической энергии живого веще­
ства, важной - по своим геохимическим послед­
ствиям - лаборатории идущих в ней химических
и биохимических процессов» (там же, С. 140-142).
По его словам «.значение почв в истории планеты
гораздо большее, чем это обычно кажется» (там же,
C. 140-141).
Всю жизнь В.И. Вернадский высоко чтил сво­
Облож ка книги
его учителя - выдающегося ученого-почвоведа,
В.И. Вернадский. «Проблемы биогеохимии».
•
114
•
• От почвы к биосфере (к 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского) •
оказавшего на него, особенно в молодые годы, огромное влияние и помогавшему ему стать
самостоятельным исследователем с широким научным кругозором. Именно широта науч­
ного мировоззрения В.В. Докучаева привлекала к нему внимание Вернадского еще в студен­
ческие годы.
В годовщину со дня кончины В.В. Докучаева Вернадский писал о нем в 1904 г.: «Это была
крупная, своеобразная фигура, резко выделявшаяся на фоне бледной русской общественно­
сти; и всякий, кто с ним сталкивался, чувствовал влияние и сознавал силу его своеобразной
индивидуальности. В истории естествознания в России в течение XIX века немного найдется
людей, которые могли бы быть поставлены наряду с ним по влиянию, какое они оказывали
на ход научной работы, по глубине и оригинальности их обобщающей мысли» [1] (С. 5).
Сказанные Вернадским слова о Докучаеве в полной мере могут быть отнесены и к само­
му Вернадскому с той лишь разницей, что многие их труды относятся к разному времени Докучаева к веку XIX, Вернадского к концу XIX и первой половине XX века. И если Докучаев
создал в XIX веке почвоведение как новую естественно-историческую науку, то Вернад­
ский, начав с почвоведения и минералогии, создал биогеохимию и дал великое обобщение
естествознания XX века - учение о биосфере Земли и ее связи с Космосом.
Литература
1. Вернадский В.И. Страница из истории почвоведения (Памяти В.В. Докучаева) / /
журн. Научное слово, 1903. № 6. С. 3 -2 4 . То же / / Труды по истории науки в России.
М.: Наука, 1988. С. 268-285.
2. Докучаев В.В., Вернадский В.И. и др. К оценке земель Нижегородского уезда
Нижегородской губернии / / Материалы к оценке земель Нижегородской губернии.
Спб., 1885. Вып. VIII, С. 34-37.
3. Вернадский В.И. Кременчугский уезд / / Материалы к оценке земель Полтавской
губернии. Естественно-историческая часть. Спб., 1892. Вып. XV.
4. Вернадский В.И. Путевые заметки о почвах бассейна р. Чаплынки Новомосковского
уезда Екатеринославской губернии / / Труды Вольного экономического общества, 1899.
№ 3. С. 22-29.
5. Вернадский В.И. Письма Н.Е. Вернадской 1889-1892. М.: Наука, 1991. С. 82.
6. Вернадский В.И. Записка об изучении живого вещества с геохимической точки зрения / /
Известия Российской Акад. Наук, 6-я серия. 1921. Т. 15.
7. Вернадский В.И. К вопросу о химическом составе почв / / журн. Почвоведение, 1913.
№ 2 -3 . То же, Избр. соч. Т. V, изд. АН СССР, 1960. С. 304.
8. Вернадский В.И. Об участии живого вещества в создании почв / / В книге: Сытник К.М.,
Апанович Е.М., Стойко С.М. В.И. Вернадский. Жизнь и деятельность на Украине. Киев:
Наукова Думка, 1984, второе изд. 1988. С. 186-214.
9. Сытник К.М., Апанович Е.М., Стойко С.М. В.И. Вернадский. Жизнь и деятельность
на Украине. Киев, Наукова Думка, 1984, второе изд.1988.
10. Вернадский В.И. Биосфера. Научное химико-техническое изд. Ленинград, 1926.
С. 140. То же, Избр. соч. Т. V, изд. АН СССР, 1960. С. 97.
11. Гумилевский Лев. Вернадский. Серия ЖЗЛ, М.: Изд. ЦК ВЛКСМ «Молодая гвардия»,
1961.
•
115
•
• От почвы к биосфере (к 150-летию со дня рождения В.И. Вернадского) •
12. Вернадский В.И. Об анализе почв с геохимической точки зрения// Почвоведение. 1936,
№ 1. С. 8 -1 6 . То же, Избр. соч. Т. V, изд. АН СССР, 1960. С. 316-324.
13. Вернадский В.И. Живое вещество в химии моря. Научное химико-техническое изд.,
Петроград, 1923. То же, Избр. соч. Т. V, изд. АН СССР, 1960. С. 160-182.
•
116
•