Этот обширный круг вопросов свидетельствует о том, что перед Докучаевым стояла задача создать не только «черноземоведение», но и основы науки о почве вообще — почвоведение. А объект для разрешения общих вопросов почвоведения — «чернозем — этот царь почв» — был исключительно благодарный.
Докучаев к этому времени накопил уже большой запас наблюдений и разрозненных фактов, характеризующих условия распространения и образования почв. Хотя этого было еще недостаточно для обобщения, способного объединить и объяснить все эти наблюдения, но все размышления Докучаева приводили его неуклонно к выводу о самостоятельном, подчиненном особым законам существовании и развитии почв. Докучаев высказал гениальную догадку о том, что почва — этот слой «благородной ржавчины» земли, дотоле не отличавшийся учеными от горных пород, — представляет собой самобытное тело природы, подобное минералам и растениям. Эта идея легла в основу обобщения всех собранных Докучаевым материалов, а в дальнейшем явилась фундаментом новой науки. Подобные гениальные догадки играли и играют огромную роль в поступательном движении мировой науки. Рождаются они не внезапно и не случайно, как иногда кажется. Так же было и с возникновением учения о почве. Докучаев постоянно, неотступно думал над загадкой происхождения почв, концентрировал все свое внимание на проблеме отличия почв от всех других геологических образований. Этим и отличался он от других ученых, занимавшихся в то время изучением почв. Многие ученые умеют талантливо собирать факты, но обобщать их и открывать ведущие закономерности той или иной науки выпадает на долю гения.
Убедившись в правильности своего взгляда на почву, Докучаев всю дальнейшую работу посвятил обоснованию и разработке основных положений своей теории. Особенно плодотворными с этой точки зрения оказались исследования чернозема.
За два года — 1877 и 1878 — Докучаев справился с возложенным на него делом и уже в октябре 1878 года сдал Вольному экономическому обществу полные почвенные коллекции и предварительные отчеты.
Карта окрестностей села Милюкова, составленная В. В. Докучаевым.
Задача, как отметил сам Докучаев, «была исполнена с формальной стороны вполне уже к концу 1878 года». Но Докучаев не мог ограничиться «формальной стороной», стоя на пороге великих открытий. Нужно было разобраться в огромном количестве материала всякого рода — от полевых описаний до почвенных образцов. Нужно было проштудировать литературу и написать большую фундаментальную работу о черноземе, которая бы решила вековой вопрос об этой, всем известной, но в сущности загадочной почве.
1879 и 1880 годы ушли на обработку собранного материала. Времени нехватало: кроме исследовательской работы, приходилось читать лекции по минералогии и кристаллографии — наукам, не интересовавшим его в тот период. По поводу демонстрации деревянных моделей кристаллов Докучаев говорил со свойственным ему грубоватым юмором: «Надоело, знаете, вертеть в руках какую-нибудь чурбашку и кричать по этому случаю караул».
Работа по обработке материалов предстояла огромная. Нужно было в свете собранных полевых материалов проанализировать все многочисленные гипотезы происхождения чернозема и подвергнуть их всесторонней критике. Творцами большинства этих гипотез были признанные авторитеты науки: Паллас, Мурчисон, Романовский, Борисяк.
Морскую гипотезу Докучаев отверг легко и самым решительным образом, опираясь на принципы актуализма, применяя в новой области взгляды Ляйеля и Кропоткина. Зачем образование чернозема — живой почвы — приписывать каким-то, ныне не существующим силам? Не правильнее ли искать объяснение причин географического размещения чернозема и его замечательного плодородия в силах, действующих и поныне?
Живо интересовавшийся достижениями четвертичной геологии, Докучаев хорошо знал, что во многих местах черноземной России в четвертичный период не было моря.
Опровержение болотной гипотезы потребовало большой дополнительной работы. Сторонники этой гипотезы утверждали, что раньше болот и озер в степи было несравненно больше, чем теперь. Используя все литературные источники, вплоть до сведений, приводимых древнегреческим историком Геродотом, обобщая свои полевые наблюдения, Докучаев установил, что сплошных болот и озер в степи не было, а следовательно, болота и озера не могли «породить» чернозема. Обе эти гипотезы — морская и болотная — были метафизичны, они рассматривали чернозем как нечто однажды возникшее и в дальнейшем не менявшееся.