Вильямс

Односторонний взгляд на почву привел Либиха к более крупным ошибкам. На основе своей теории «полного возврата» Либих проводил опыты по применению удобрений и выяснил, что прогрессивное увеличение удобрений не ведет к соответствующему росту урожайности, что плодородие почвы не увеличивается, а уменьшается. Это и послужило для обоснования пресловутого «закона» убывающего плодородия почвы — реакционной теории, с которой Вильямс впоследствии вел такую упорную, непримиримую борьбу.

Вильямс отверг взгляды химической школы и настойчиво стал заниматься исследованиями физических свойств почвы. Он надеялся, что именно здесь, именно в изучении механического состава почв, он отыщет путь к пониманию сущности плодородия почвы. Экспериментальным исследованиям физических свойств почв Вильямс и посвятил свое пребывание в лаборатории Вольни. Четырнадцать месяцев провел Вильямс в этой лаборатории. День за днем он вел кропотливую работу по усовершенствованию метода механического анализа. Он конструировал новые приспособления для того, чтобы с предельной точностью отделять частицы почвы разного размера одни от других. Особенно сложно было выделение мельчайших, диаметром в тысячную долю миллиметра, частиц глины. Вильямс установил, что эти мельчайшие частицы обладают связностью.

Неделями длились опыты — образцы почвы взмучивались в воде, и начиналось отделение сначала самых крупных частиц, потом более мелких и, наконец, мельчайших. Долгие часы проводил Вильямс в том уголке Мюнхенской лаборатории, который он оборудовал и перестроил по своему плану. Тщательно готовил он образцы почв для предстоящего анализа: он прокаливал почву на огне в больших фарфоровых тиглях, просеивал через сита разного диаметра, отделяя крупные частицы — камни, хрящ, крупный песок. Потом начиналось отмучивание — разделение оставшейся почвы на пять групп: грубую и мелкую пыль, грубый, средний и мелкий ил. В высоких фарфоровых чашах взмученная почва кипятилась и отстаивалась по двенадцати часов. С помощью сифона своей конструкции Вильямс осторожно сливал мутную воду и подвергал ее новому кипячению и отстаиванию. А полученный осадок мелкого ила выпаривал, высушивал и взвешивал. Взмученную почву надо было кипятить и отстаивать четыре-пять раз, пока не осядут все частицы и из сифона не польется совершенно прозрачная жидкость.

Но прежде чем добиться успеха, Вильямс испытал много неудач: то все оставшиеся частицы превращались в хлопья и оседали все вместе, то непонятное движение мельчайших частиц (которое, как доказал Вильямс, представляло собой широко известное Броуновское движение) нарушало весь ход осаждения. Приходилось снова и снова менять условия проведения опытов — то повышать, то понижать температуру воды, то увеличивать, то уменьшать вес исследуемого образца почвы, тщательно фиксируя все изменения в процессе осаждения. Вильямс менял размеры и форму тиглей и фарфоровых стаканов, переделывал конструкцию сифона и упорно продолжал свои опыты, несмотря ни на какие неудачи.

Он добился своего. Ему удалось достичь высшей степени точности при определении механического состава почв. Новый метод, разработанный Вильямсом, позволял точно определить, какое количество частиц каждого размера содержит данная почва, и получать любую группу или фракцию частиц в любом количестве, какое только могло потребоваться для проведения дальнейших всесторонних физико-химических исследований.

Для того чтобы создать свой метод, Вильямс проверил все существовавшие до этого методы механического анализа. Он убедился на основе тщательной проверки в несовершенстве этих методов, несмотря на то, что они были широко распространены за границей.

Вильямс отказался от следования их приемам и исходил в своей работе из опыта своего непосредственного учителя Фадеева. Подвергнув способ Фадеева коренной переделке и усовершенствованию, Вильямс, с присущей ему скромностью, говорил, что он внес в этот метод только некоторые изменения, и назвал разработанный им способ «способом Фадеева — Вильямса». Этот способ нашел высокую оценку в первом курсе лекций по почвоведению, читавшемся H. M. Сибирцевым в середине девяностых годов студентам Ново-Александрийского института сельского хозяйства и лесоводства, руководимого Докучаевым.

Докучаев в своем кратком докладе, опубликованном в 1895 году («Почвоведение в России, его прошлое и будущее»), не забыл упомянуть об успешной работе молодого ученого. «В лаборатории Петровской земледельческой академии, — писал Докучаев, — совершенствуются методы механического и химического почвенного анализа (профессора Густавсон, Вильямс и другие)».

В 1898 году, на X съезде русских естествоиспытателей и врачей, была создана специальная комиссия по методам почвенного анализа. (Комиссия, сравнив между собой различные способы механического анализа почвы, рекомендовала, в числе немногих других, и метод, разработанный Вильямсом, «по которому получается разделение более полное и определяются илистые частицы».