На заседании 3 апреля 1866 г. 1-го отделения Вольного экономического общества Д. И. Менделеев в своем докладе «Об организации сельскохозяйственных опытов» поддержал организацию сети географических опытов. По мысли Менделеева, опыты должны были быть проведены «в разных местностях с соблюдением возможного равенства условий». Он считал, что «опыты, производство которых и самые результаты подвержены всеобщей оценке..., необходимы для нас, как для того, чтобы ближе узнать условия русского земледелия, так и для того, чтобы избрать из научных выводов некоторые – выгодные для нашего сельского хозяйства. Такие опыты могут послужить немало и в самой науке, если будут ведены по строгим способам». Такие опыты, по мнению Д. И. Менделеева, могло провести только научное общество. Целью их должно было быть изучение углубления пахотного слоя и применения искусственных удобрений.
Из искусственных удобрений Д. И. Менделеев предлагал обратить наибольшее внимание на фосфорные удобрения и на «щелочно-поташные» (калийные).
Выбор «сженых» костей и поташа в качестве типичных фосфорных и калийных удобрений был неудачен, так как в костяной муке фосфор находится в виде гидроксилапатита, хорошо усвояемого только на кислых почвах, а поташ не только снабжает растения калием, но и оказывает сильное действие на реакцию почвы. Но в опыты Д. И. Менделеев ввел также суперфосфат, чилийскую селитру, сернокислый аммоний, гипс, навоз, известь, золу, поваренную соль, стружки, фекалии, древесные опилки.
Д. И. Менделееву удалось поставить опыты только в четырех пунктах и учесть урожаи только за два года. Это были настоящие агрохимические опыты, сопровождавшиеся подробным изучением почв. Задачей опытов была не простая констатация факта действия и недействия удобрений, но опытное изучение почвы в отношении ее состава и влияния на нее удобрения и климата.
Будучи представителем точной экспериментальной науки, Менделеев считал, что и к земледелию должны быть приложены методы точных наук. Недостаточная точность полевого опыта заставила его указать на необходимость повторности в полевом опыте и значение математической обработки результатов опыта. Особое значение Менделеев придавал изучению форм удобрений. Он писал, что на химическую форму питательных начал следует обратить главное внимание в вопросе об удобрениях.
В речи о результатах полевых опытов (1867) Менделеев четко указал на необходимость постановки опытов. Почвы истощаются, в них требуется вносить питательные вещества, но если мало навоза, то надо найти другие источники питательных веществ для растений. С этой целью и ставились опыты Вольного экономического общества с минеральными удобрениями.
Менделеев боролся за развитие сельскохозяйственного опытного дела. В агрономической науке он отводил центральное место агрономической химии.
В 1880/81 учебном году на Высших женских курсах в Петербурге Менделеев читал лекции по земледельческой химии. Сохранившиеся записи этих лекций показывают, что Менделеев говорил о составе почв, об их анализе, о питании растений и применении удобрений, а так же об обработке почвы, о земледельческих орудиях и других агрономических вопросах.
Глубокий след в истории отечественной агрохимии оставил современник Менделеева – крупнейший общественный деятель того времени Александр Николаевич Энгельгардт (1832 – 1893).
В 60-х годах Энгельгардт начал свои поиски доступного для русского сельского хозяйства фосфорного удобрения. В то время одним из основных видов фосфорных удобрений за границей была костяная мука. В 1863 г. Энгельгардт нашел простой способ разложения костяной муки при помощи поташа или золы, практически пригодный для применения в сельском хозяйстве. После этого А. Н. Энгельгардт перешел к исследованию залежей русских фосфоритов. В 1866 г. он обследовал залежи фосфоритов в средней России – в Курской, Смоленской, Орловской и Воронежской губерниях. В результате деятельности Энгельгардта и общего увлечения идеей применения минеральных удобрений в России началась разработка залежей фосфоритов.
В 1868 – 1869 гг. начали работать первые туковые заводы по размолу фосфоритной муки в с. Борки Шацкого уезда Тамбовской губернии, с. Уколово Щигровского уезда Курской губернии, с. Муравлево около Курска и в с. Болдероа близ Риги.
А. Н. Энгельгардт первый правильно подошел к делу применения минеральных удобрений и травосеяния в России. Он первый ясно сказал, что нужно одновременно и то и другое, и что нельзя их противопоставлять друг другу.
При освоении земель Энгельгардт рекомендовал сочетать фосфоритование почвы с применением сидерации. Им был хорошо разработан вопрос о применении фосфоритной муки.
Первые опыты с применением фосфоритной муки Энгельгардт поставил в 1885 г. Они показали, что там, где подзолистые почвы не были заправлены навозом, фосфорит давал прибавки урожая.
Кроме опытов с фосфоритом, Энгельгардт начал ставить опыты с калийными и другими удобрениями. Но на 61-м году (1893) смерть оборвала жизнь Энгельгардта. Его имение было приобретено Департаментом земледелия и преобразовано в Энгельгардтовскую опытную станцию.
С именем Энгельгардта связана организация сельскохозяйственного опытного дела в северной нечерноземной полосе России.
Говоря об истории агрохимии в России, неправильно было бы обойти молчанием влияние на ее развитие зарубежной науки. Напомним, что в конце XVIII и в начале XIX в. взгляды русских агрономических деятелей и писателей складывались в значительной мере под влиянием самого передового в то время английского сельского хозяйства. В Англию Екатериной II были посланы учиться агрономии Иван Комов и другие молодые люди. Это было вполне понятно, так как в Англии были разработаны основы плодосмена и началось широкое применение минеральных удобрений. Английские земледельцы широко применяли известь и костяную муку задолго до признания этих удобрительных средств на континенте.
В середине XIX в. исключительную популярность получило в России учение Юстуса Либиха. Его работами увлекался в 60-х годах Энгельгардт. Появление знаменитой книги Либиха «Химия в приложении к земледелию и физиологии растений» вызвало многочисленные отклики в русской агрономической печати и в русской литературе начиная с 40-х годов прошлого века.
Основные заслуги Либиха – создание теории минерального питания и обоснование необходимости производства химических удобрений – были признаны всеми.
Либих не был агрохимиком-экспериментатором и не ставил сам опытов с растениями. Поэтому К. А. Тимирязев и Д. Н. Прянишников основателем агрономической химии считают скорее Ж. Б. Буссенго, чем Либиха. Это и понятно, поскольку Буссенго проводил блестящие агрохимические опыты с растениями. Но нельзя забывать, что до выхода в свет работы Либиха в 30-х годах прошлого века Буссенго стоял на позициях гумусовой теории питания растений.
Исторической заслугой Либиха и Буссенго является то, что они научно поставили вопрос о круговороте веществ в земледелии, причем на долю Ю. Либиха выпало начать практическое воздействие на этот круговорот путем сознательного применения искусственных удобрений.
Своими работами Либих увлекал других исследователей, проводимая им пропаганда применения минеральных удобрений заставила исследователей дать ответ на вопросы: следует или не следует их применять, если следует, то какие именно удобрения, как, где и сколько. Эти вопросы ставили перед собой и Энгельгардт, и Менделеев, и хотя оба они шли своим путем и пришли к иным выводам, чем Либих, но работы их были начаты в связи с его учением.
Значительно позднее, главным образом благодаря популяризаторской деятельности К. А. Тимирязева, в России стали известны работы Буссенго, а затем Грандо и немецких агрохимиков Гельригеля, Вагнера и др. Но в основном русская агрохимия развивалась самостоятельно.
В 1880 г. началась интереснейшая в истории русского сельскохозяйственного опытного дела деятельность профессора Харьковского университета Анастасия Егоровича Зайкевича (1842 – 1931) – ученого, работы которого смогли получить у нас правильную оценку только спустя 50 лет – в эпоху строительства гигантов туковой промышленности.
До работ Зайкевича ученые, в том числе и русские исследователи чернозема, считали, что чернозем не нуждается в минеральных удобрениях. Даже В. В. Докучаев полагал, что черноземная почва не только совершенно не нуждается в минеральных удобрениях, но сама является лучшим удобрительным веществом, чем все минеральные удобрения.
А. Е. Зайкевич же не только доказал, что минеральные удобрения необходимы для черноземов, но и создал научные основы техники внесения удобрений (механизированное местное, рядовое внесение удобрения), внедрил в практику русского сельского хозяйства более передовые методы применения удобрений чем те, которые применялись в то время да и сейчас применяются в Западной Европе.
По инициативе А. Е. Зайкевича Харьковское общество сельского хозяйства без всякой поддержки со стороны правительства и земства приступило в 1880 г. к организации сельскохозяйственных опытных полей в имениях сахарозаводчиков, имевших в то время в России самое интенсивное и технически наиболее передовое крупное сельское хозяйство.
Постановка и изучение агрономических вопросов, были направлены Зайкевичем на обслуживание запросов крупного механизированного сельского хозяйства. Именно это и сделало его работы более передовыми, чем аналогичные по изучению свеклосахарного хозяйства в Западной Европе, где преобладали более мелкие хозяйства, владельцы которых не могли решать эти вопросы. Роль Зайкевича в организации сельскохозяйственного опытного дела в России велика. Русской агрохимии, агрономии и всему опытному делу пришлось вырабатывать самостоятельные пути.