НИТРИФИКАЦИЯ

С.Н. Виноградский

Смотрите также:

Биография Виноградского

Микробиология

Почва и почвообразование

Почвоведение. Типы почв

Геоботаника

 Биографии биологов, почвоведов

Эволюция

Биология

Эволюция биосферы

Геология

Основы геологии

Геолог Ферсман

Геохимия - химия земли

Гидрогеохимия. Химия воды

Минералогия

Химия почвы

Круговорот атомов в природе

Книги Докучаева

Происхождение жизни

Вернадский. Биосфера

СТАРЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИЧИНАХ НИТРИФИКАЦИИ

Нитрификация практически использовалась человеком значительно раньше, чем были разработаны ее теоретические обоснования. В XVIII веке во всей Европе было широко распространено производство селитры. Во Франции оно было регламентировано особой «Инструкцией об устройстве селитряниц, опубликованной Главным управлением селитряных и пороховых дел», Париж, 1777 г. [1]. В этой инструкции, основанной на практическом опыте, были вполне отчетливо формулированы следующие условия процесса: 1) присутствие органических веществ, содержащих азот,, перемежающихся со слоями рыхлой земли; 2) создание наилучших условий аэрации для этих слоев; 3) соответствующее увлажнение, поддерживаемое регулярным внесением влаги, предпочтительно мочи; 4) присутствие оснований в виде известняка или мыльных вод из прачечных.

Несмотря на практические сведения, имевшиеся в то время о ходе процесса в природе, теоретические представления о сущности этого явления и его возбудителях были весьма смутными. Так обстояло дело вплоть до последней трети XIX века. Для объяснения хода окисления азота ученые- агрохимики довольствовались ссылками на химические реакции, подобные осуществляемым ими в лабораториях, и не пытались подтвердить эту мнимую причинность прямыми экспериментами. Чаще всего приводилась реакция образования азотнокислого аммония, идущая в смеси аммиака с воздухом при соприкосновении с раскаленной губчатой платиной — но Кюльману (Knhlman),— или реакция образования селитры в той же смеси газов, нагретых до 100° в присутствии мела, смоченного раствором едкогф калия — по Дюма (Dumas). Приписывая пористой почве роль губчатой платины, ученые считали, что тем самым они давали исчерпывающее объяснение нитрификации. Позднее, когда Шёнбейном (Schon- bein) был открыт озон, причину окисления в природе стали искать по преимуществу в его действии. В качестве характерного примера аргументаций, выдвинутых в ту эпоху, интересно процитировать следующий отрывок из работы Мюльдера [2]:

«Действительно, опыт нас учит, что озон может окислять аммиак до азотной кислоты и воды. С установлением этого важного факта нитрификация получила удовлетворительное истолкование наряду с другими важными процессами, происходящими в почве. Озон этот исчезает в присутствии гниющих веществ, которые, разрушаясь, окисляют аммиак до азотной КЕС- .лоты» (стр. 250).

И далее, на стр. 253:

«Все опыты, в которых какое-либо пористое тело является химически активным в качестве tertium agens, т. е. вызывающим синтез без непосредственного в нем участия, важны для решения нашей проблемы, так как для плодородия почвы необходимы ее хорошая пористость и аэрация. Итак, в слое воздуха, непосредственно соприкасающемся с пористым телом, кислород должен активизироваться... и если это пористое тело в то же время выделяет аммиак, то нужно допустить возможность реакции между этими двумя веществами. По данным Дюма, на рассматриваемый процесс могут влиять вещества, имеющие щелочную реакцию, а именно — мел и едкий калий, г, особенности при высоких температурах. Исключительно благоприятные условия для течения процесса создаются тогда, когда реагирующие вещества могут вступить в соединение с другим веществом, находящимся in status nascendi».

Эта длинная цитата приведена нами как типичный для периода, предшествовавшего эпохе расцвета микробиологии, пример мышления и аргументации. Процитировав еще мнение Либиха [3], который, в соответствии со своей широкоизвестной доктриной, утверждает, что «окисление аммиака в азотистую кислоту находится в связи с окислительным разложением органического веществах», нам больше нечего сказать сколько-нибудь существенного о теориях, господствовавших в допастеровскую эпоху.

Прежде чем перейти к большим теоретическим сдвигам, причиной которых явился гений Пастера, мне кажется полезным дать краткий очерк работ Буссенго [4] в области изучения нитрификации в почве. Содержание селитры в различных образцах почв и воды, ход процесса в пахотной земле, изучение залежей селитры в Перу и в Боливии — таковы темы его выдающихся трудов. В своей работе по нитрификации в черноземных почвах i)H ставит вопрос следующим образом: все говорит о том, что в пахотных землях, равно как и в селитряницах, идет образование селитры за счет органического азота; из практики мы знаем, что присутствие крови, мочи и вообще всякого детрита животного происхождения благоприятствует образованию селитры. Тем не менее, мы еще не можем с полной уверенностью утверждать, что атмосферный азот не принимает никакого участия в ее образовании. Для выяснения этого обстоятельства образцы различных почв выдерживались в течение 11 лет в сосудах, вместимостью приблизительно в 100 л, причем процент содержащегося в них азота был предварительно определен. Повторное определение показало, что этот процент остался без изменения, хотя в хранимых почвах прошла очень интенсивная нитрификация. Отсюда был сделан вывод, что атмосферный азот не принимает никакого участия в явлении, идущем за счет органического азота.

В другой работе ученый сообщает о своих опытах по внесению удобрений в черноземную почву и в песок, смешанный с мелом. В итоге оказалось, что чернозем способствовал нитрификации всякого рода удобрений, в то время как смесь песка с мелом не оказывала на них никакого воздействия. Из этого можно было заключить, что черноземная почва обладает особым влиянием, отсутствующим у песка. Результат этот противоречил общепринятой в то время теории, согласно которой пористость среды является основным фактором, определяющим течение процесса. Однако, знаме- яитыи ученый обошел молчанием это обстоятельство, что свидетельствует о его осторожности относительно господствовавших тогда идей. Уклоняясь от их критики, он тем самым воздерживается от высказывания о действительных причинах нитрификации. Несмотря на это, его работы в значительной степени расчистили путь для будущих исследователей.

К содержанию книги: Сергей Николаевич ВИНОГРАДСКИЙ - МИКРОБИОЛОГИЯ ПОЧВЫ. ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ