Исследовательская мысль, однако, должна была найти точное естественнонаучное объяснение вредоносности хищнического, бескультурного хозяйничания. Что именно происходит с почвой, когда мы говорим: земля испорчена.
То объяснение, которое в течение нескольких десятилетий господствовало в науке, было прямолинейное объяснение немецкой агрохимической школы, возглавляемой знаменитым Юстусом Либихом (им кололи уже глаза студенту Докучаеву). Снимая жатву, утверждала эта школа, мы что-то забираем из почвы: ведь растения, убираемые нами, строили свое тело за счет почвенных веществ. Волшебных кошельков с неразменным рублем не бывает. Растрачивая, надо возмещать. Бесчисленные ученики Либиха видели три пути возмещения. Первый — исконный, с древности известный, еще при залежной системе, когда, выпахав до предела, до дна измотав участок земли, забрасывали его «в перелог» — отдыхать. Другой путь заключался в том, что надо менять растения: потребности у разных растений разные, и при плодосмене почва будет частично отдыхать. Чтобы поощрить плодосмен попестрее, во французских войсках ввели красные шаровары и синие шинели: пусть сеют марену и вайду (из которых добываются красная и синяя краски). В германских казармах кормили гороховой колбасой: пусть сеют горох. Когда выяснилось изумительное свойство бобовых обогащать землю азотом, ученые разбили все полевые растения на истощающие и улучшающие почву.
Третий путь восстановления плодородия почвы состоял в возврате ей всего взятого. Либих сам опекал фабрику «специальных удобрений» Олендорфа: там готовились удобрения для пшеницы, для картофеля, для свеклы, составленные по точнейшим научным рецептам применительно к тому, что именно эти культуры похитили из почвы.
Однако, несмотря на безукоризненность расчетов, земля отказывалась выдать расписку урожаем, что ею получено все отданное. На полях, обрабатываемых изделиями Олендорфа, иногда даже начиналось выщелачивание слишком ревностно вносимых «туков». И фабрика специальных удобрений закрылась.
Потом, вспомнив о временах Юлия Цезаря, рекомендовали еще «сидеральную» систему удобрений. Сидеральный — значит «звездный». Тимирязев не видел в этом термине никакого смысла: сидеральная система была просто система зеленых удобрений. Римляне, применявшие ее, полагали, что на растения таинственно действуют небесные светила. Выращивая после пшеницы и бобов рожь, горчицу или александрийский клевер, чтобы к осени запахать их заживо в землю, римляне думали, что удобряют поля влияниями звезд. Однако, если оставить в стороне астрологию, в зеленых удобрениях был, конечно, толк. Но опять никакого полного восстановления плодородия не получалось.
Либиху казалось ясным, что естественный отдых почвы во время перелога зависит от физико-химического процесса, от выветривания, переводящего минеральную массу почвы в состояние, пригодное служить пищей для растений. Истощенная земля — это просто земля, у которой иссякла вот эта уже приготовленная пища. Сама-то земля, сама-то масса осталась. Дайте ей отдохнуть, и она сможет еще кормить и кормить. Итак, если бы ускорить выветривание… И «либиховцы» советовали пахать так, как никто не пахал: не оборачивать пласт, а ставить его почти стоймя, чтобы со всех сторон овевал ветерок. Сметливые английские инженеры построили даже такой плуг, который взметывал узенькие пласты.
Увы! На пашне, стоящей дыбом, урожаи падали еще скорее.
А что касается плодосменной системы, то была она, бесспорно, для своего времени существенным достижением агрономической мысли. Вместе с широким введением плодосмена урожаи в самом деле значительно увеличились. Надо только сказать, что плодосменная система появилась задолго до Либиха и при своем появлении ни с какими либиховскими теориями не была связана.
У нас в России «плодоперемение» в передовых хозяйствах заводили уже в самом начале XIX столетия. В ставшем знаменитым Авчурине, Калужской губернии, Д. М. Полторацкий сеял по-новому на шестистах десятинах; на удивление современникам, он сеял травы. «Четыре поля» завел И. И. Самарин в Ярославской губернии.
Можно упомянуть и «плодосменников» В. Г. Орлова и Д. П. Шелехова. А также замечательных огородников-ярославцев, крестьян, которые еще в XVIII веке начали чередовать сахарный горошек, душистые травы с бобами и цикорием.
Клевер в Англию был, видимо, вообще завезен из Вологодского края, а в Германию клевер попал уже из Англии.