Как Прянишников создал науку о питании растений

Прянишников доказал, что аммиак — это альфа и омега обмена веществ в растении, разработал теорию азотного обмена, обосновал применение минеральных удобрений и стал главным идеологом химизации сельского хозяйства СССР. Без его открытий не было бы ни высоких урожаев, ни продовольственной безопасности страны.

Детство и путь в науку

Из сибирской ссылки — в классики мировой науки

Дмитрий Николаевич Прянишников родился 25 октября (6 ноября) 1865 года в городе Кяхта Иркутской губернии. Его родители были ссыльными, отец служил бухгалтером. Судьба словно готовила его к тому, чтобы он сам прокладывал дорогу в жизни — без протекций, без связей, только своим умом и трудом.

В 1882 году он окончил Иркутскую гимназию с золотой медалью и поступил в Московский университет на естественное отделение физико-математического факультета. Там он попал в блестящую научную среду — слушал лекции великих учёных.

В 1887 году Прянишников окончил университет со степенью кандидата естественных наук и поступил на третий курс Петровской земледельческой и лесной академии — нынешней Тимирязевской академии. Именно здесь он нашёл своё призвание.

По представлению Климента Аркадьевича Тимирязева Совет академии утвердил Прянишникова стипендиатом высшего оклада для подготовки к научному званию. Тимирязев разглядел в молодом человеке будущего гения.

В 1889 году Прянишников окончил академию со званием кандидата сельскохозяйственных наук.

Европейская командировка и рождение учёного

Два года в лабораториях Европы

В 1892 году Прянишников был направлен в двухлетнюю командировку за границу. Он работал в лабораториях А. Коха (Геттинген), Ж. Дюкло (Пастеровский институт в Париже) и Э. Шульце (Цюрих).

Именно у Шульце Прянишников начал исследования в области превращения белковых веществ в растениях — работы, которые сделали его имя известным во всём мире.

Вернувшись в конце 1894 года, он возглавил кафедру частного земледелия (растениеводства) в Московском сельскохозяйственном институте, где проработал затем более 30 лет. Начал читать курсы «Учение об удобрении» и «Частное земледелие».

Проблема, которую никто не мог решить

К концу XIX века учёные уже знали: азот — главный элемент питания растений. Но откуда его брать?

Проблема была в том, что:

• Растения не могут усваивать атмосферный азот — им нужны соединения (аммиак, нитраты).

• Запасы азота в почве истощаются с каждым урожаем.

• Без азота нет белка — а значит, нет ни хлеба, ни мяса, ни молока.

• Европейские учёные спорили: какая форма азота лучше — аммиачная или нитратная?

Прянишников решил поставить точку в этом споре.

Открытие №1 — Тайна аспарагина

В 1896 году Прянишников защитил магистерскую диссертацию «О распадении белковых веществ при прорастании». Оппонентом был сам К.А. Тимирязев, который дал высокую оценку работе.

Что он доказал?

До Прянишникова считалось, что аспарагин — это первичный продукт распада белков. Прянишников установил, что аспарагин является побочным продуктом, образующимся в результате вторичного синтеза из аммиака.

Он показал, что аммиак — это центральное звено азотного обмена в растениях. Именно из аммиака строятся аминокислоты, а из них — белки.

В 1900 году Прянишников защитил докторскую диссертацию «Белковые вещества и их распадение в связи с дыханием и ассимиляцией».

Открытие №2 — Аммиак vs нитраты

В начале XX века среди агрохимиков шёл ожесточённый спор: какая форма азота лучше для растений — аммиачная (NH₄⁺) или нитратная (NO₃⁻)?

Одни считали, что растения обязательно должны получать азот в виде нитратов. Другие настаивали на аммиаке. Прянишников провёл серию тонких физиологических экспериментов и доказал:

• Аммиак усваивается растениями быстрее нитратов.

• Для аммиака нужна нейтральная среда и достаточное количество углеводов.

• Нитраты усваиваются и в кислой среде.

• При недостатке углеводов азот накапливается в растении и может вызвать отравление.

Вывод Прянишникова: нет абсолютного преимущества нитратного питания перед аммиачным — всё зависит от условий. Идеальный вариант — комбинация обеих форм.

Открытие №3 — Люпин и зелёное удобрение

Идея биологической азотфиксации привела Прянишникова к пропаганде зелёного удобрения.

Он доказал, что бобовые растения (горох, клевер, люпин) способны усваивать атмосферный азот с помощью клубеньковых бактерий. И среди них люпин — один из лучших.

Почему люпин?

• Он способен произрастать на песчаных почвах.

• Он даёт большую зелёную массу.

• Он обогащает почву азотом.

• Он — идеальное зелёное удобрение для северных областей России.

Прянишников ввёл в культуру многолетний люпин и активно пропагандировал его использование.

Сегодня, в эпоху органического земледелия, этот подход переживает второе рождение.

Открытие №4 — Теория и практика удобрений

Прянишников не был кабинетным учёным. Он сочетал фундаментальную науку с практикой.

• Разработал теорию минерального питания сельскохозяйственных культур.

• Обосновал применение минеральных удобрений.

• Изучал калийные удобрения в связи с разработкой Соликамских месторождений.

• Исследовал фосфорные удобрения и использование фосфоритов.

• Разработал систему известкования почв.

Его главный труд — «Агрохимия» (1934) — стал настольной книгой для агрономов. Его монография «Азот в жизни растений и в земледелии СССР» (1945) подвела итог полувековым исследованиям.

Открытие №5 — Химизация страны

Прянишников был не только учёным, но и государственным деятелем.

С 1919 по 1948 год он работал в Госплане РСФСР и СССР, ВСНХ, Комитете по химизации, Наркомате земледелия, Президиуме ВАСХНИЛ.

Он принимал активное участие в составлении трёх предвоенных пятилетних планов развития химической промышленности. Он был главным экспертом по размещению азотнотуковых заводов, освоению месторождений апатитов, фосфоритов и калийных солей.

Результат: в СССР была создана мощная промышленность минеральных удобрений — одна из крупнейших в мире. И в этом — огромная заслуга Прянишникова.

Педагог и создатель школы

Прянишников был выдающимся педагогом. Он руководил кафедрами в Тимирязевской академии и Московском университете.

Впервые в истории высшего образования в России он привлёк к научной работе большое число студентов, введя в практические занятия вегетационные опыты.

Он создал отечественную школу агрохимиков. Его учениками могут считаться все агрономы, изучавшие агрономическую химию по его книге «Агрохимия».

Гражданский подвиг

Прянишников был известен не только научными, но и человеческими качествами — порядочностью и гражданским мужеством.

В годы репрессий он несколько лет пытался спасти своего коллегу Николая Вавилова из тюрьмы. Он добивался личного приёма у Берии и его заместителя Кобулова, писал письма Сталину, выдвигал Вавилова на выборах в Верховный Совет.

Это был поступок настоящего учёного и человека — в то время, когда страх парализовал всех.

Признание — мировая сила

Прянишников получил всемирное признание:

• 1926 — Ленинская премия.

• 1929 — академик АН СССР.

• 1936 — академик ВАСХНИЛ.

• 1941 — Сталинская премия.

• 1945 — Герой Социалистического Труда.

• 1945 — премия имени К.А. Тимирязева.

• Член Французской академии наук.

Он опубликовал 450 научных работ, в том числе 48 книг и брошюр. Его труды переводились на многие языки мира.

Наследие Прянишникова

30 апреля 1948 года Дмитрия Николаевича Прянишникова не стало.

Но его дело живёт:

• Его имя носит Всероссийский НИИ удобрений и агропочвоведения.

• Его имя носит улица в Москве (улица Прянишникова).

• Его «Агрохимия» переиздаётся до сих пор.

• Его теория азотного питания — основа современного земледелия.

• Его система удобрений кормит страну.

Каждый колос пшеницы, каждое зерно, каждый кусок хлеба — прямое следствие 60-летней работы Прянишникова. Он вдохнул жизнь в азот и накормил страну.