Тимирязев показывает, что технические улучшения в земледелии могут повысить урожайность полей на 200—300 и даже на 400—500%. Тем самым он наносит удар по пресловутому -«закону убывающего плодородия почвы», призванному дать «научное» обоснование реакционной схемы народонаселения Мальтуса. Этот закон гласит, что каждая последующая затрата труда и средств производства на данном участке земли приносит якобы меньшую прибавку в урожайности, чем предыдущая затрата.
«Закон убывающего плодородия почвы» впервые был сформулирован в XVIII в. французским буржуазным экономистом Тюрго. Объявив этот закон «всеобщим органическим законом природы», буржуазные экономисты, в том числе известные русские апологеты капитализма Струве, Булгаков и др., использовали его для «объяснения» абсолютного обнищания народных масс в условиях капитализма.
Уничтожающая критика «закона убывающего плодородия почвы» была дана К. Марксом и В. И. Лениным. Они вскрыли антинаучный характер рассуждений буржуазных экономистов, исходивших из того, что развитие сельского хозяйства целиком определяется законами природы.
К. Маркс в третьем томе «Капитала» указывал, что плодородие почвы, помимо климатических и других моментов, зависит от различного содержания питательных веществ, необходимых растениям. Так как химические элементы, необходимые растениям, далеко не всегда находятся в доступных для них соединениях, то совершенно очевидно, что земельные участки даже с одинаковым валовым составом тех или иных элементов оказываются различными по содержанию этих элементов в усвояемой форме, т. е. различными по своему эффективному плодородию. Перевод неусвояемых или трудноусвояемых соединений в легкоусвояемые формы зависит от механических и химических приемов обработки почвы, а следовательно, от уровня развития науки и техники. «С развитием естественных наук и агрономии, — пишет Маркс, — изменяется и плодородие земли, так как изменяются средства, при помощи которых становится возможным подвергнуть немедленному использованию элементы почвы». Следовательно, плодородие почвы повышается вместе с развитием науки и техники.
Продолжая марксистскую критику «закона убывающего плодородия», В. И. Ленин полностью опроверг его. Он показал, что этот «закон» мог бы иметь под собой какое-то основание лишь при условии неизменного состояния техники. Даже при этом условии «отнюдь не всегда и не безусловно будет наблюдаться уменьшение производительности каждого такого добавочного вложения». А так как техника сельскохозяйственного производства непрерывно растет и совершенствуется, то ни о каком абсолютном «законе убывающего плодородия» не может быть и речи. Ленин показал, что «плодородие почвы» не остается неизменным и раз навсегда данным природным свойством почвы, а постоянно изменяется в зависимости не только от естественных, но и от социально-экономических условий, от уровня развития науки и техники, производительных сил и характера производственных отношений.
Один из учеников К. А. Тимирязева, В. Р. Вильяме, дал естественнонаучное обоснование ленинской критики «закона убывающего плодородия почвы». Он показал антинаучный характер закона минимума, закона максимума и закона оптимума, которые буржуазные ученые придумали для подтверждения «закона убывающего плодородия почвы». Вильяме доказал, что при прогрессивном повышении всех четырех основных условий жизни растений — света, тепла, пищи и влаги, а не какого-нибудь одного из них (да еще за счет сокращения другого, как это обычно имело место в опытах буржуазных ученых) растение не только не сокращает прибавки урожайности, а, напротив, безгранично повышает ее. Опираясь на соответствующие высказывания Тимирязева, Вильяме пишет: «Ничто не может ограничить роста урожаев, кроме величины притока солнечного света и тепла. А этот приток огромен. Сейчас мы используем лишь очень-очень маленькую часть притока света и тепла».
Тимирязев, хотя и не поднялся до понимания метафизической односторонности закона минимума, сформулированного Либихом, также сознавал, что развитие науки и техники создает все необходимые условия для безграничного роста урожайности. Об этом говорит уже тот факт, что, выступая против мальтузианских выводов Крукса, Тимирязев лучшим опровержением его прогнозов считает изобретение технического способа связывания азота. Он указывает и на другие успехи в науке, технике и сельском хозяйстве, которые уже в XIX в. привели к полному опровержению реакционного учения Мальтуса. «Девятнадцатый век, — пишет Тимирязев, — зарождался при мрачном напутствии мальтузианского учения, доказывавшего, что рост производительности земли не поспевает за ростом населения, и что роковым, неотвратимым последствием этого несоответствия являются все социальные бедствия: нищета, преступность, болезни и, наконец, возрастающая смертность, провиденциальным образом возвращающая население к прежней гармонии со средствами существования. Но когда стало возможным подвести столетние итоги, зловещее пророчество Мальтуса не оправдалось: оказалось, что, по крайней мере, в той стране, где указания науки наиболее проникали в жизнь — в Германии, население увеличилось в три раза, а средства пропитания возросли в четыре».
Касаясь этого вопроса в другой своей работе, Тимирязев после приведения указанных фактов восклицает: «Как далеки мы от зловещих предсказаний Мальтуса». Вместе с тем Тимирязев подчеркивает, что общий подъем богатства в какой-нибудь стране, конечно, ничего еще не говорит о его распределении. Тимирязев прекрасно сознает, что рост урожайности не привел к повышению уровня жизни трудящихся Германии, а увеличил лишь доходы юнкеров и капиталистов; он все более и более убеждается в том, что никакие достижения науки, никакие улучшения в технике не могут существенным образом изменить положение трудящихся, пока не будет уничтожен характерный для капитализма способ распределения материальных благ, а вместе с ним, следовательно, и весь капиталистический строй. Подвергая критике мальтузианские прогнозы, Тимирязев призывает не предаваться панике из-за надуманных ужасов в будущем, а итти на помощь тем, кто терпит нужду и голод в настоящем. Он с негодованием говорит о том, что нередко «раздаются сытые голоса, которые называют эту помощь неразумной, даже деморализующею».
Отвергая эти циничные рассуждения эксплуататоров о «деморализующей» роли оказания помощи голодающим крестьянам, Тимирязев в конце своей лекции «Точно ли человечеству грозит близкая гибель?» обращается к слушателям со следующим призывом: «Позаботимся о том, чтобы из этой светлой теплой залы нам виделась далекая холодная и темная деревня, чтобы когда погаснут эти огни и стихнет шум городской суеты, ночью, когда мы останемся с глазу на глаз со своею совестью, чтобы и тогда из мрака этой ночи к нам протягивались еще недавно могучие, а теперь, не по своей вине, беспомощные руки, чтобы в каждом неясном звуке, каждом ночном шорохе нам слышался далекий стон детей, повторяющих все то же слово — хлеба!».
Поступивший с этой, как и с многих других лекций сбор Тимирязев передал в пользу пострадавших от неурожая.
Хищническое уничтожение лесов и чрезвычайно низкий уровень агротехники в царской России привели к систематическим засухам и недородам на огромных территориях степной и лесостепной части страны. Особенно пагубной оказалась засуха 1891 г., охватившая обширную площадь Поволжья и прилегающих к нему областей. Русское крестьянство, ограбленное помещиками и капиталистами, и без того влачило жалкое существование. Стихийное бедствие лишило миллионы людей последнего куска хлеба. Огромные массы крестьянства, не получая никакой поддержки от царского правительства, буквально умирали с голода. Голод увел в могилу около полумиллиона людей. Десятки тысяч крестьянских хозяйств были доведены до полного разорения.
Передовые деятели русской науки приложили тогда все усилия к тому, чтобы отыскать действенные пути борьбы с засухой. В качестве одного из таких путей русские ученые еще с начала XVIII в. выдвигали применение лесонасаждений в степях, намного опережая в этом вопросе агрономическую науку Западной Европы и Америки. «Облесение степей, — говорит автор книги «Очерк истории степного лесоразведения» В. П. Доброхвалов, — явление чисто русское, отечественное. Более двух столетий русская наука и практика осваивали эту новую отрасль хозяйства, доказав, что лес в степи разводить возможно и необходимо».
Вопрос о значительном расширении лесонасаждений в степях, так же как и о других способах борьбы с засухой, с новой силой встал после засухи 1891 г. Особенно важное значение для развития теории и практики борьбы с засухой имели четыре появившиеся в этот период работы: В. В. Докучаева — «Наши степи прежде и теперь» (1892), К. А. Тимирязева — «Борьба растения с засухой» (1893), П. А. Костычева — «О борьбе с засухами в черноземной области посредством обработки полей и накопления в них снега» (1893) и А. А. Измаильского — «Как высохла наша степь» (1894).
Во многом перекликаясь между собой, эти работы в то же время рассматривали вопросы борьбы с засухой в различных аспектах. Тем самым они существенно дополняли друг друга и вырабатывали целостную систему мероприятий против этого страшного бедствия. Известно, что основное внимание Докучаева в борьбе с засухой было обращено на создание системы, как он говорил, «живых изгородей», а также прудов и водоемов. Костычев и Измаильский указывали на необходимость, наряду с защитным лесоразведением, также системы мероприятий по накоплению, сбережению и лучшему использованию влаги путем правильной обработки почвы, травосеяния и снегозадержания. Признавая огромное значение этих мероприятий, Тимирязев дополнял их требованием выведения новых наиболее засухоустойчивых сортов растений и правильного применения минеральных удобрений. Он выдвинул глубокие теоретические положения о водном режиме растений, о путях сокращения потребности растений в воде. Академик Н. А. Максимов, один из крупнейших специалистов в области изучения водного режима растений уже в наше время, писал об этой лекции: «Блестящая лекция Тимирязева „Борьба растения с засухой" не только подвела итоги тому, что было известно в науке того времени о водном режиме растений, но и во многом опередила господствовавшие представления».
Среди физиологов растений в Западной Европе царило одностороннее убеждение, что засухоустойчивость должна определяться исключительно тем, насколько экономно растение тратит воду. Проповедником такого взгляда был Шимпер. Однако последующие исследования, в особенности русских физиологов, показали ложность этого упрощенного подхода к водному режиму. Вместе с тем было дано замечательное подтверждение вывода Тимирязева о том, что транспирация растений находится в противоречии с ассимиляцией и не может быть ограничена без ущерба для углеродного питания растений. Тимирязев показал, что растение поглощает из почвы гораздо больше воды, чем это необходимо для его жизни. Прежде всего он разбирает вопрос о том, для чего растение нуждается в воде. Он различает в растении организационную и расхожую воду. К. организационной относится вода, входящая в химический состав тела растения, а также вода, находящаяся в его клетках и необходимая для нормального роста и развития особи. К расхожей относится вода, которую растение, «получая с одного конца, расходует с другого, — поглощая корнями, испаряет листьями. Вот эта-то расхожая вода, — говорит Тимирязев, — только проходящая через растение, и составляет источник всех бед для растения и стоящего в зависимости от него человека». Тимирязев показывает ложность представления, будто без обильного испарения было бы невозможно питание растения. Действительно, испарение способствует всасыванию корнями воды, а вместе с ней и минеральных солей из почвы. Однако «эти рассуждения грешат с двоякой точки зрения: во-первых, испарение и вызываемое им движение воды — не единственный нам известный механизм, доставляющий растению минеральные вещества из почвы; а во-вторых, для снабжения растения необходимым количеством минеральных веществ из почвы нет надобности в таких громадных количествах воды, как те, которые испаряются растением». Тимирязев показывает, что, благодаря диффузии, всасывание пищи корнями могло бы в значительной мере осуществляться и без всасывания воды.
