Эта работа толкнула Костычева на еще более интересные теоретические исследования; он, как и В. В. Докучаев, но совершенно другим путем, начал подходить к идее признания отдельных почвенных типов, из которых каждый свойствен определенной природной зоне и обладает такими особенностями, каких другие типы почв не имеют. Подобно тому как чернозем является порождением степной обстановки, образуется под покровом травянистой растительности, так и подзолистые почвы всеми своими внешними и внутренними свойствами обязаны влиянию леса. Так у Костычева оформлялась идея о существовании взаимосвязей между всеми элементами природы в каждой зоне. Почвы же, как справедливо говорил В. В. Докучаев, «…есть зеркало, яркое и вполне правдивое отражение, — так сказать, непосредственный результат совокупного, весьма тесного, векового взаимодействия между водой, воздухом, землей… с одной стороны, растительными и животными организмами и возрастом страны, с другой…»

И Костычев понимает, что каждая особенность почвы — даже такая, действует ли на ней фосфоритная мука или не действует, — должна быть выведена из всего комплекса природных условий, породивших эту почву. А это значит, что при изменении внешних условий должна обязательно измениться и почва. Выходит, что разные почвы могут переходить друг в друга.

Ученый ставит свой классический опыт по превращению чернозема в подзол. Он взял настоящий чернозем из Екатеринославской губернии, в котором было более 8 процентов перегноя, поместил в широкую стеклянную трубку 300 граммов этой почвы, на поверхность ее положил слой дубовых листьев и начал периодически поливать почву в трубке с таким расчетом, чтобы некоторое количество воды каждый раз просачивалось насквозь. Опыт продолжался целый год. По прошествии этого времени чернозем в трубке превратился в серую почву, напоминавшую цветом подзол, перегноя в ней осталось всего лишь около 2 процентов.

Куда же исчезли три четверти первоначального количества перегноя? Может быть, они растворились в воде? Химический анализ профильтровавшейся через почву жидкости показал, что это не так — в ней почти не было растворимых органических веществ. Оставалось предположить, что перегной разложился под воздействием почвенных грибов, которые сильно разрослись и в покрывающих почву дубовых листьях и в верхней части самой почвы в трубке. Выделения грибов имели кислотный характер, и эта, как ее называли, креновая кислота способствовала даже разложению минеральных веществ и оподзоливанию почвы, то-есть накоплению в ней кварцевого песка.

Этот опыт, конечно, не вскрыл всех причин и условий перехода почв друг в друга, но он впервые в истории науки экспериментально доказал возможность такого перехода. Это было важное научное открытие. Но первоначальный толчок к нему Костычев получил, решая как будто бы довольно узкий вопрос о применении фосфоритов на разных почвах. Теория и практика тесно переплелись между собою во всей деятельности выдающегося русского ученого.

XIX. КОРМОВЫЕ ТРАВЫ