Отсюда Болотов делал следующие выводы об условиях, необходимых для хорошего роста растений: 1) почва должна содержать в себе в достаточном количестве все те вещества, которые входят в состав растений; 2) почва должна находиться в таком состоянии, чтобы питательные вещества из нее могли поступать в растение; 3) так как для роста растений нужны не только минеральные частицы, но и другие вещества (вода, воздух), то требуется, чтобы и они находились в оптимуме.
В соответствии с этим Болотов определял и задачи удобрения почвы: «...удобрение земель не в чем ином состоять может, как либо в приумножении в землю помянутых плодоносных и хлебородие производящих частиц, либо в отвращении и уничтожении помянутых препятствий...» [8 Там же. С. 15.]
Из всего сказанного вытекает, что во времена господства «водной теории» питания растений Болотов, обобщив опыт земледельческой практики и свой собственный, отстаивал правильные взгляды на минеральное питание растений и на условия почвенного плодородия, далеко опередив по этим вопросам науку Западной Европы того времени.
Анализ структуры урожая
А. Т. Болотов впервые в истории агрономической науки провел анализ структуры урожая зерновых злаков (озимой ржи). С этой целью определил число зерен, высеянных на десятину, по формуле
А1 = (P1∙A2)/P2,
где A1 — число зерен, высеянных на единицу площади; А2 — число зерен в пробе; P1 — вес зерна, высеянного на единицу площади; Р2 — вес пробы. В дальнейшем он провел (на пробной площадке) учет количества растений, числа стеблей, в том числе плодоносных, числа зерен в колосе (в четырех группах по величине). В опыте были получены следующие результаты: 1) высеяно на пробную площадку (кв. аршин) 520 зерен, растений в период уборки оказалось 267 (51,3% от посеянных зерен); 2) Из 267 растений раскустившихся было 87, одностебельных — 180, стеблей — 550. Таким образом, средняя кустистость в опыте была около 2, а у кустящихся растений — около 4. Если бы из всех посеянных зерен выросли растения и все они раскустились, заключал Болотов, число колосьев в поле было бы в четыре раза больше.
Подсчет колосьев показал следующее: больших оказалось 196, средних — 98, мелких — 81, очень мелких — 60 (115 стеблей были неплодущими).
В крупных колосьях Болотов насчитал 7840 зерен, в среднем по 40 зерен на колос, в средних — 2366, по 24 зерна, в мелких — 1559, по 19 зерен, в очень мелких — 425, по 7 зерен.
Недоразвитие колосьев, по его мнению, вызывает большой недобор зерна.
В заключение Андрей Тимофеевич выражал уверенность в том, что правильным возделыванием злаков можно повлиять на все элементы урожая и значительно повысить его в соответствии с потенциальными возможностями растений. В то же время он призывал определять урожайность не по коэффициенту размножения (сам-столько-то), а по абсолютному урожаю с единицы площади «... думаю, что домостроителю не того искать и не тем славиться надобно, чтобы хлеб у него, например, сам-15, 20 или 30 родился, но тем, чтобы одинаковой величины десятина земли родила через его старания или какие-нибудь новые предприятия несравненно более хлеба, нежели родит подобная ей во всем десятина при обыкновенном хлебопашестве» [9 Сел. житель. 1778—1779. Ч. 2. С. 50.].
Анализ структуры урожая озимой ржи дал Андрею Тимофеевичу обильный материал для размышлений. Почему при предварительной проверке на всхожесть хорошие семена прорастают полностью, а в поле лишь половина посеянных зерен дает плодоносящие растения? Наблюдая за появлением всходов, Болотов обнаружил значительную растянутость процесса прорастания: из некоторых зерен «шильца» пробивались на поверхность почвы уже через 4—6 дней, а у других появлялись лишь через 3—4 недели. Конечно, многое тут зависело от погоды. Но и в сравнительно одинаковую погоду все равно наблюдалась большая разница.
Начал Андрей Тимофеевич выкапывать проростки по мере их появления и внимательно изучать. И что же оказалось? Рано появляются всходы из зерен, находящихся неглубоко в почве. Они бывают более мощными, с темно-зеленой окраской. Чем на большей глубине находилось зерно, тем позднее его росток появлялся на поверхности, тем более слабым и бледным он был. Поздние всходы не успевали до зимы раскуститься и многие из них погибали, не перенеся суровых условий зимы и ранней весны. Так Болотов пришел к выводу о значении глубины заделки семян для роста и развития растений озимой ржи.
На следующий (1766) год он провел специальный опыт на садовом участке с различными культурами. На ровной площадке, тщательно подготовив почву, рядами вручную посеял семена на разную глубину. Семена предварительно отбирал равными по величине, форме, окраске. Осенью растения были убраны отдельно по каждому варианту и проанализированы. Результаты опыта лишь по одному варианту (с овсом) приведены нами в следующей таблице.
Глубина заделки,вершки Число посеянных зерен взошедших зерен созревших растений плодущих стеблей полученных зерен 0,5 15 12 12 98 10 643 1,0 15 И И 65 7 288 2 15 5 4 26 1833 4 15 4 2 4 353
Данные этих опытов подтвердили, что неглубокая заделка семян в почву (3—5 см на современные меры) имеет значительные преимущества перед глубокой (9 см и более): семена быстрее и более полно прорастают; растения из неглубоко посеянных семян лучше кустятся; у таких растений выше озерненность соцветий.
Болотов всегда старался результаты своих наблюдений и опытов применить на практике. Так же поступил он и в этом случае. По существовашей в его времена технологии семена рассеивались на непаханое поле, а затем заделывались сохой. Конечно, при этом много семян попадало в глубокие слои почвы и, как установил Болотов, не давало всходов. Получив данные о лучшей глубине заделки семян, он стал размышлять о том, как поправить дело, и разработал новую технологию обработки почвы и посева. Предварительно проверил ее в небольшом полевом опыте. Выбрал ровную десятину земли и разделил ее на две равные половины. На одной посеял рожь старым способом, а на второй — по своей новой технологии. Опытную половину еще раз разделил пополам, чтобы иметь два варианта. Схема опыта была такова: первая половина десятины — контроль, на участок высеяли 6 четвериков [10 Четверик — старинная объемная мера сыпучих тел, равная 26,2 л.] ржи и запахали; первая часть второй половины — поле вспахали, на него высеяли 4 четверика ржи и семена заделали тыльной стороной бороны; вторая часть второй половины — поле вспахали, посеяли 3 четверика ржи, семена заделали обычным боронованием.
Результаты опыта: 1) по абсолютной величине урожая в пересчете на десятину соответственно 62 четверика, 64 (103,3%) и 72 (112,5%); 2) по коэффициенту размножения: сам-10, сам-16 и сам-24. Разница довольно заметная. Разработанную Болотовым технологию его современники оценили по достоинству, и она быстро распространилась в России.
Современные ученые, вероятно, упрекнут Болотова в недостаточно чистой постановке опыта (контроль и опыт различались не по одному фактору, а по двум), но следует сказать, что в рассуждениях Болотова при выборе схемы опыта была своя логика. При старой технологии около половины семян не давало растений. Предложенная Болотовым технология как раз и была направлена на устранение этого недостатка. Но слишком полное устранение (скажем, ранее погибавшие 50% семян все образуют растения) может привести к противоположному результату, загущению посевов, а следовательно, и снижению урожая. Во избежание такой возможности Болотов и уменьшил нормы высева.
Член Вольного экономического общества
Большую роль в формировании Болотова как ученого и особенно как пропагандиста сельскохозяйственных знаний сыграло Вольное экономическое общество (ВЭО). Об организации этого Общества Андрей Тимофеевич узнал случайно. Весной 1766 г., в Москве, на улице незнакомец предложил ему купить книгу. Это была 1-я часть «Трудов» Общества. Купив книгу и внимательно ознакомившись с нею, Болотов очень обрадовался. Он испытывал большую потребность в общении с единомышленниками, думал о распространении своих знаний и опыта. Такую возможность и предоставляли «Труды» Общества. Оно приглашало всех желающих сообщать своп замечания, предложения по сельскому хозяйству. В конце книги были опубликованы 65 «экономических вопросов», охватывающих сведения о природных ресурсах местности, характере почв, растениях и приемах их возделывания, о состоянии скотоводства, о нравах и обычаях крестьян и др. Общество призывало желающих ответить на эти вопросы. Болотов сравнительно быстро написал ответное сочинение по своей местности (Каширский уезд Тульской провинции). Его напечатали.уже во 2-йчасти «Трудов». Это была первая печатная работа ученого. В июне 1766 г. Андрей Тимофеевич получил от Вольного экономического общества письмо с благодарностью за присланное сочинение и с просьбой о высылке новых статей. С тех пор работы молодого ученого появляются почти в каждом томе «Трудов».