О чем мечтал Менделеев


Особое вещество клеток, образующих тело человека и животного — протоплазма, состоит главным образом из белка. Основой же белка, его главной составной частью является азот.

Для поддержания жизни человек должен ежедневно потреблять в пище не менее 90 граммов белка, что соответствует примерно 15 граммам азота. Если же белок совершенно отсутствует в пище или же содержится в ней в недостаточном количестве, то организм начинает разрушать свои собственные органы, содержащие белок. Разрушая собственную ткань для удовлетворения своей потребности в азоте, человек в конце концов погибает голодной смертью. То же относится и к организмам животных. Воистину азот — это источник жизни, и недаром Энгельс, характеризуя жизнь, указывал, что жизнь — это способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка. Где же берут люди и животные свое белковое питание? Единственным источником белкового — азотного — питания как для человека, так и для животного служат растения.

Откуда же берется связанный азот у растений? Как питается растение? Долго эти вопросы оставались в науке открытыми. Долго здесь догадки и фантазии заменяли науку.

Лишь в 40-х годах прошлого столетия французскому ученому Буссенго впервые удалось научно ответить на этот вопрос. Наиболее полно и убедительно вопрос об азотном питании растений был раскрыт в трудах русских агрохимиков и в первую очередь академика Д. Н. Прянишникова, давшего «путевку в жизнь» наиболее важному и широко распространенному азотному удобрению — аммиачной селитре. Ученые рядом убедительных опытов доказали, что растения берут необходимый им для питания азот из почвы и не способны сами по себе усваивать атмосферный азот. Далее, они показали, что, для того чтобы растения усваивали азот из почвы, он должен находиться в ней в форме солей, хорошо растворяющихся в воде. В этих солях азот обычно химически связан с такими элементами, как кислород, кальций, натрий, калий. Место натрия и калия в этих солях может занимать аммиак. Аммиак в свою очередь представляет азот, химически связанный с водородом. Именно азотные соли растения прекрасно усваивают, перерабатывая их в белковые вещества своих клеток. И, очевидно, без процессов, связывающих атмосферный азот в виде химических соединений, усваиваемых растениями, на земном шаре не могла бы возникнуть жизнь. Итак, появление жизни на Земле связано с образованием на ее поверхности азотных соединений. Вот почему Д. И. Менделеев, мечтая о том времени, когда азот воздушного океана можно будет использовать для нужд человека, писал: «Вопрос о способах превращения азота воздуха в почвенные азотистые соединения или в ассимилируемый азот, способный поглощаться растениями и давать в них сложные (белковые) вещества, составляет один из таких вопросов, которые представляют великий теоретический и практический интерес».

И в своей знаменитой книге «Основы химии» он пишет, гениально предвидя будущее: «...должно думать, что настанет время, когда будут уметь приготовлять из азота воздуха разнообразные азотные соединения. Это будет весьма важным успехом для практической жизни, потому что, имея соединения азота и употребляя их как удобрительные вещества, легко можно достигнуть весьма высоких урожаев культурных растений».

Думая о счастливом будущем человечества, Менделеев вновь и вновь возвращается к вопросу о практическом способе связывания атмосферного азота и дает практически наказ химикам, в котором пишет: «Одну из задач прикладной химии составляет отыскание технически выгодного способа получить из азота воздуха его соединения, заключающие ассимилируемый азот... Будущность сельского хозяйства много зависит от открытия подобного способа».

Как же осуществляется в природе процесс связывания атмосферного азота в химические соединения?