Олег Писаржевский - Прянишников

• Название: Прянишников
• Автор: Олег Писаржевский
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1963

Дмитрий Николаевич Прянишников — русский агрохимик, биохимик и физиолог растений. Академик Академии наук СССР, ВАСХНИЛ и Французской академии наук, Герой Социалистического труда, основатель и директор Научного института по удобрениям (с 1948 года ВНИИ удобрений и агропочвоведения им. Д. Н. Прянишникова), член Госплана СССР и Комитета по химизации народного хозяйства.

---

Как часто впоследствии противники Прянишникова повторяли эту великолепную диалектическую формулу о взаимосвязи организма и среды. И беда не в том, что они ее повторяли, — истина нуждается в повторениях! Они вынули из нее живую душу, ее конкретное биохимическое содержание, ибо истина всегда конкретна, а утратив это драгоценное свойство предметности, она вырождается в хилую абстракцию.

В свете прянишниковских идей и многолетней работы исследователей его школы учение об азотном питании растений и животных приобрело большую цельность и законченность.

Вскоре после первых своих удач в этой области сам Дмитрий Николаевич Прянишников провел со своими учениками серию опытов с питанием растений азотнокислым аммонием, который теперь принято называть также аммиачной селитрой. При этом прояснилось исключительно важное обстоятельство, а именно то, что положительно заряженный ион — катион — аммония поступает в растение гораздо быстрее, чем отрицательно заряженный ион — анион — азотной кислоты (эти две составные части аммиачной селитры разделяются в растворе).

Этот вывод тоже полностью расходился с господствовавшими воззрениями. Химики относили азотнокислый аммоний к числу нейтральных солей; считалось, что обе его части — ион аммония и ион нитратный — поглощаются растениями в равной мере. При этом упустили самую малость: спросить само растение. А когда об этом позаботился Прянишников, неизменно выступавший во всех этих работах как настоящий агробиолог, оно ему немедленно ответило. Азотнокислый аммоний оказался физиологически кислой солью, поскольку растение поглощало ионы аммония быстрее, чем нитратные ионы. А присоединяя к себе ион водорода, которого в почве предостаточно, нитратный ион образует азотную кислоту, которая дополнительно подкисляет почвенный раствор.

Но, может быть, в этом повинны бактерии, которые нитрифицируют ион аммония, то есть превращают его в азотную кислоту.

И это возможное опровержение начальной догадки было проверено. Физиологическая кислотность азотнокислого аммония отчетливо проявлялась в столь короткое время, в течение которого биологическая нитрификация не могла успеть сыграть сколько-нибудь значительной роли. И уж вовсе была исключена возможность участия бактерий при проведении экспериментов в водных культурах.

Отсюда следовал важный вывод. Надо устранять физиологическую кислотность аммиачных солей в тех случаях, когда она может оказать вредное влияние на растения. Пусть нам читатель поверит на слово: сделать это совсем не трудно. И, наоборот, повышенная кислотность прикорневой почвенной среды может оказаться чрезвычайно полезной, если ею хитро воспользоваться для растворения нерастворимой при иных условиях и потому малопродуктивной, но зато дешевой и доступной фосфоритной муки.

Как тут не вспомнить Тимирязева с его пламенным похвальным словом Большой Науке. По мере того как раскрывался кладезь практических выводов из чисто, казалось бы, теоретических исследований Прянишникова, все новые и новые подтверждения получало старое больцмановское изречение: «Самое практичное — это хорошая теория».

Существовал еще один научный предрассудок, ниспровержение которого открывало возможности широчайшего и многостороннего использования в сельскохозяйственной практике наиболее дешевого азота именно в его аммиачной форме.

Опасения практиков, препятствовавшие широкому использованию аммиачных удобрений, имели под собой вполне реальные обоснования. Они опирались на действительные факты, которые, однако, были поверхностно, а потому и неверно истолкованы.

Чтобы понять, в чем тут дело, нужно вспомнить несколько элементарных сведений из школьных курсов химии и ботаники, а также напомнить более сложные наблюдения Прянишникова, связанные с превращениями аспарагина. Мы с ними в общих чертах уже знакомы. Известно, что белок образуется из аминокислот. В свою очередь, молекула каждой аминокислоты состоит из какой-нибудь кислоты и аммиака, а органические кислоты получаются при окислении углеводов, синтезируемых в зеленых частях растения из воды и углекислого газа под воздействием солнечной энергии.

Ясно, что если в растении недостает углеводов, то не сможет происходить и синтез органических кислот и белка. Поступающий из почвы через корни минеральный азот при этом не может быть использован. Он будет накопляться в клетках растений. Как мы уже знаем, он может поступать в растение в двух видах — в виде аммиака и нитратов. Если аммиачный азот, не перерабатываемый в аминокислоты, начнет накапливаться в начальный период развития растения, вскоре после появления всходов он может вызвать отравление растения. Накопление же нитратного азота до известных пределов не влечет за собой таких отрицательных последствий. Кроме того, в подобных условиях нитратный азот не переходит в аммиачный; превращение нитрата в аммиак осуществляется в растении лишь в меру потребности живого организма в аммиаке для синтетических процессов.

Отсюда следует, что нитратный азот более безопасная, а потому и более желанная пища для сельскохозяйственных культур, хотя при благоприятных условиях синтез белка из аммиачного азота происходит быстрее и с меньшей затратой энергии.

Вывод этот в общем-то верный, но он односторонен и весьма огорчителен с хозяйственной точки зрения.

Как уже было сказано, производство азотных удобрений основывается теперь почти всецело на получении аммиака за счет атмосферного азота. Дальше этот аммиак связывают либо азотной кислотой — в этом случае получают аммиачную селитру, — либо серной кислотой, соответственно получая сульфат аммония. Азотная кислота также добывается из аммиака путем его окисления. На это уходит немало энергии. В принципе вполне возможно весь аммиак окислять до азотной кислоты, а затем, нейтрализовав ее, получить целиком нитратные удобрения: кальциевую, натриевую или калийную селитру. Однако это сильно удорожило бы стоимость удобрений.

Выяснив, что аммиак при правильном применении не ядовит для растения, работы Прянишникова и его школы дали в руки агроному способы эффективного применения любых азотных удобрений, в том числе аммиачных и аммиачно-нитратных, разумеется сообразуясь с конкретными условиями сельскохозяйственного производства. Мало того, эти работы открыли путь на поля жидким азотным удобрениям: сжиженному аммиаку, аммиачной воде, аммиакатам, — производство которых вдвое дешевле, чем производство аммиачной селитры и сульфата аммония. Теория Прянишникова учит, как применять эти новые удобрения.

Вооружая практика научным пониманием действия удобрений, Прянишников завещал ему пуще всего беречься шаблона.

«Если мы сумеем осуществить оптимальные для каждого источника азота условия, — писал он, — то мы придем к принципиальному признанию их равноценности с физиологической стороны; если же мы будем их сравнивать при каких-либо одних условиях, то перевес может быть на стороне то одного, то другого источника, смотря по этим условиям». Из вывода физиологического отнюдь не вытекает пригодный одинаково для всех случаев вывод агрономический. Прянишников призывает агронома думать, исследовать, пользоваться научными приемами анализа среды. И, только «присмотревшись к реальным взаимоотношениям между удобрениями, растениями и почвой, сделать вывод, приложимый на практике».

Подчеркивая широту новых возможностей, которые подлинная наука открывает перед практикой, Прянишников добавляет: «Агроному ничего не остается, как углублять свои познания по агрохимии».

Совершенно неожиданный «выход» в практику получили и те общие физиологические сопоставления между высшими и низшими растениями и «еще более широкий параллелизм с превращением веществ в животном организме» применительно к той «альфе и омеге обмена азотистых веществ», как Прянишников характеризовал аммиак.

Как выяснилось, жвачные животные также способны использовать для построения своих тел небелковые вещества, содержащие азот: синтетическую мочевину, аммонийные соли и другие. Эффективность химических «подкормок» очень велика. На сессии Академии наук СССР в 1962 году были оглашены, например, сообщения Управления сельского хозяйства Луганской области. Скармливание жвачным животным тонны мочевины на 8—10 тонн повышает надой молока, увеличивает количество мяса, а у овец к тому же и выход шерсти. «Улучшение белкового баланса рационов крупного рогатого скота за счет мочевины поможет высвободить значительное количество концентратов для свиней и птицы», — говорит Министр сельского хозяйства СССР И. Воловченко.

Помимо азота, с 1908 года самым употребительным термином в лаборатории Прянишникова было название еще одного из числа трех основных химических элементов, на которых строится минеральное питание растений, — того самого элемента, который академик А. Е. Ферсман в своей «Занимательной геохимии» называет «элементом жизни и мысли». И точно, квинтильоны атомов этого элемента мы съедаем с каждым куском хлеба. Он проходит в природе сложнейший путь от глубинных расплавов до тонких иголочек апатита; он улавливается живыми фильтрами микроорганизмов из слабых растворов морской воды… Ну, конечно же, это фосфор!