Константи́н Каэта́нович Гедро́йц (25 марта (6 апреля) 1872, Бендеры, Бессарабская губерния, ныне Молдавия — 5 октября 1932, Москва) — известный российский и советский почвовед-агрохимик, основоположник коллоидной химии почв, академик Академии наук СССР.
Важнейшая научная заслуга Гедройца состоит в приложении к изучению почвы новых идей и методов из области коллоидной и физической химии. Пользуясь ими, Гедройц разработал учение о поглотительной способности почв и классификацию почв по составу поглощённых оснований. Все свойства почвы, в конечном счете, обусловливающие её плодородие, связаны, в той или другой мере с величиной почвенного поглощающего комплекса, характером и составом поглощённых катионов почвы. Исходя из учения о поглощающем комплексе, Гедройц дал своё объяснение происхождению солонцов и процессам осолодения.
По происхождению — князь, потомок древнего литовско-польского княжеского рода Гейдройцев. Он был сыном военного врача. После смерти отца малообеспеченная семья была вынуждена отдать мальчика, несмотря на его слабое здоровье, в кадетский корпус в Киеве. После окончания кадетского корпуса в 1890 г. Константин Гедройц, как хорошо успевавший ученик, был направлен в Михайловское артиллерийское училища, откуда ушел и закончил петербургский лесной институт. Кроме того, К.К. Гедройц в 1897- 1903 гг. являлся вольнослушателем естественного отделения физико-математического факультета Петербургского университета, чтобы расширить свои знания в области химии и физики.
По окончании Лесного института К.К. Гедройц обратился к профессору П.С. Коссовичу (заведующему кафедрой почвоведения) с просьбой допустить его к работе на определенную тему для получения ученого звания лесовода первого разряда в только что открывшейся при Лесном институте Сельскохозяйственной химической лаборатории Министерства земледелия, которой заведовал П.С. Коссович. Последний поручил К.К. Гедройцу проверить электрометрический метод определения солонцеватости почв, незадолго до этого предложенный в Америке. Гедройц взялся за эту работу, закончил ее в 1899 г. и опубликовал в «Журнале опытной агрономии» в 1900 году. Этой работой было положено начало целой серии методических работ по изучению химического состава и физико-химических свойств почв, — работ, игравших большую роль и в дальнейшей деятельности К.К. Гедройца. Высоко оценив исследовательские способности Гедройца, его склонность к сосредоточенной углубленной научной работе, П.С. Коссович пригласил его младшим лаборантом в Сельскохозяйственную химическую лабораторию. При ней имелась вегетационная станция, на которой главным образом, и развивалась деятельность К.К. Гедройца в течение ряда последующих лет.
В первый период научной деятельности главное внимание К.К. Гедройца было сосредоточено на изучении потребности почв в удобрениях и разрешении ряда вопросов, вытекавших из этой темы. Основные экспериментальные работы на вегетационной станции были закончены к 1913 г. Всего по указанной теме с 1900 по 1917 гг. Гедройцем было опубликовано 26 работ, не считая восьми по изучению собственно вегетационного метода. Многочисленные вегетационные опыты, проводившиеся К.К. Гедройцем, натолкнули его на необходимость решения ряда проблем в области химии (в широком смысле этого слова) почвы и в области взаимоотношений почвы и растения – в частности, в направлении изучения почвенного раствора. Почвенный раствор рассматривался, в то время как главный, непосредственный источник питательных веществ для растений, и с его изучением связывались надежды на глубокое проникновение в закономерности, управляющие процессами питания растений.
В 1908 г. вышла в свет первая работа К.К. Гедройца, посвященная вопросам коллоидной химии в связи с проблемами почвоведения – «Коллоидная химия и почвоведение». С момента опубликования этой статьи начинается новый, второй период научной деятельности К.К. Гедройца. Научной темой этого периода было – изучение фосфорной кислоты различных удобрений для растений на различных почвах. В 1911 г. он опубликовал две статьи, специально посвященные вопросу о том, на каких почвах действует фосфорит и как искусственно подготовить почву и установить принципы метода определения ненасыщенности почв. Метод этот был окончательно разработан лишь в 1924 г.
В 1922 г. была опубликована первая обобщающая все предыдущие исследования работа К.К. Гедройца «Учение о поглотительной способности почв».
Примерно с 1924 г. начинается третий период научной деятельности К.К. Гедройца – период крупных теоретических обобщений. Он значительно расширил и дополнил свою монографию «Учение о поглотительной способности почв», которая вышла четырьмя изданиями (1922, 1929, 1932, 1933 гг.) и написал еще одну большую обобщающую работу генетического характера, в которой предложил новую классификацию почв, основанную на составе почвенных поглощенных катионов. Эта работа вышла в двух изданиях (1925, 1929 гг.).
В 1906-1912 гг. Константин Каэтанович Гедройц участвовал в работе Выборгского общества рабочего самообразования; подвергался политическим репрессиям.
Помимо оригинальных научных трудов, перу К.К. Гедройца принадлежит огромное количество рефератов. В 1899 г. профессором П.С. Коссовичем был основан «Журнал опытной агрохимии», сотрудником которого со дня его основания был Гедройц.
Его исследования и создание учения о почвенном коллоидно-химическом комплексе на основе представлений об обменной адсорбции имели огромное практическое значение для повышения плодородия почв.
На основании полученного им большого экспериментального материала Гедройц установил, что поглощение иона почвой из раствора сопровождается выходом из нее другого иона в строго эквивалентных количествах.
По Гедройцу, носителем обменной адсорбции в почве является почвенный поглощающий комплекс, который с химической точки зрения характеризуется как комплекс нерастворимых в воде алюмосиликатных, органических и органоминеральных соединений, с физической точки зрения — «совокупность почвенных соединений, которые находятся в почве в мелкораздробленном состоянии; это высокодисперсная часть почвы, ультрамеханическая часть ее, по всей вероятности, близко совпадает с коллоидной частью почвы».
Многочисленными экспериментами Гедройц доказал, что в таком обмене участвуют только катионы, причем обменная способность их тем выше, чем больше валентность (в пределах ионов одной валентности тем выше, чем больше атомная масса). в качестве примера в таблице 1 приведены данные, полученные Гедройцем при исследовании образца черноземной почвы, насыщенной барием. Почва была обработана 0,1 н. растворами хлоридов перечисленных катионов при отношении раствора к почве 10:1.
Поскольку вытесненные количества бария эквивалентны адсорбированным количествам катионов, ясно, что адсорбционная способность катионов возрастает при переходе от лития к железу, а для катионов одинаковой валентности возрастает с увеличением атомного веса.
Как показали многочисленные исследования, важнейшие свойства почвы — водопроницаемость, влагоемкость, набухаемость, липкость, связность, структура, рН почвенного раствора — находятся в прямой зависимости от состава поглощенных катионов. Причем адсорбированные катионы могут изменять плодородие почвы не только путем изменения ее водно-физических свойств, но, как впервые показал К. К. Гедройц, оказывают непосредственное влияние на рост и развитие культурных растений. Так, полное насыщение почвенного поглощающего комплекса ионами Na+, K+ и Mg2+ приводит к гибели растений. Наличие этих катионов в небольшом количестве в почвенном поглощающем комплексе, наоборот, весьма благоприятно сказывается на росте и развитии растений. Насыщение почвенного поглощающего комплекса такими ионами, как Ва2+, Со2+, Ni2+ или Сu2+, оказалось ядовитым для всех сельскохозяйственных культур.
Катионы, адсорбированные почвой, легко вступают в обменные реакции с другими катионами почвенного раствора. Именно благодаря этому явлению состав адсорбированных почвой катионов меняется. Состав поглощенных катионов можно изменять в нужную сторону, внося в соответствующем количестве в почву вещества с соответствующим катионом, например кальцием. На этом принципе основаны такие широко известные агроприемы, как известкование кислых и гипсование солонцовых почв.
Адсорбция почвенными коллоидами анионов носит несколько иной характер. Как показали исследования, поглощение анионов зависит от состава почвенных коллоидов, реакции среды, величины электрокинетического потенциала коллоидов, а также от особенностей самих анионов. Ряд анионов (NO3-, Сl—) почвой не поглощается. В силу этого они свободно передвигаются в почве вместе с почвенной влагой. Вообще чем выше зарядность иона, тем больше его способность поглощаться почвой; например, анион фосфорной кислоты РО43- сравнительно легко поглощается почвой. Поглощение анионов почвой в значительной степени зависит от состава почвенных коллоидов. Опыт показывает, что чем больше в почве содержится глинистых минералов и полуторных оксидов, тем больше анионов она способна поглотить.
Реакция среды также оказывает свое влияние на величину поглощения анионов почвой. Как правило, подкисление способствует большему поглощению анионов, подщелачивание почвы, наоборот, способствует ослаблению поглощения ею анионов. Например, поглощение фосфат — ионов в подзолистых почвах увеличивается в шесть раз при подкислении почвенного раствора с рН 7,3 до рН 3,5. В слабокислых, нейтральных и щелочных почвах адсорбция анионов РО43- происходит с образованием нерастворимых или малорастворимых соединений, таких, как фосфат кальция, фосфат алюминия, фосфат железа. Таким образом, процесс поглощения почвой анионов в отличие от процесса поглощения катионов происходит с образованием в ряде случаев химических соединений, в силу чего он зачастую носит необратимый характер.
Одним из важнейших свойств коллоидов почвы является их высокая поглотительная способность. Они легко адсорбируют из водных растворов (точнее из почвенных растворов) различные катионы (К+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH4+, H+) до полного насыщения поверхности коллоидных частиц. После насыщения дальнейшая адсорбция может происходить лишь путем обмена уже адсорбированных катионов на катионы почвенного раствора. Общее количество катионов, которое могут поглотить 100 мкг почвы, получило название емкости поглощения.
Емкость поглощения принято выражать в миллимолях на один килограмм почвы (ммоль/кг). Для определения емкости поглощения все катионы почвы вытесняются одним (Ва2+, NH4+) путем многократной обработки ее раствором соли этого катиона. Избыток соли, затем отмывается, а катион-вытеснитель в свою очередь вытесняется другим катионом (например, ионом водорода из раствора соляной кислоты) и уже в растворе определяется количественно. Величина емкости поглощения любых почв зависит от целого ряда факторов: содержания высокодисперсных частиц в почве, химического и минералогического состава почвенных коллоидов, а также реакции почвы.
Согласно учению академика К. К. Гедройца все почвы подразделяются на насыщенные и ненасыщенные основаниями. Насыщенные основаниями почвы не содержат в поглощенном состоянии ионов водорода и алюминия (черноземы обыкновенные и южные и некоторые другие). Ненасыщенные основаниями почвы кроме кальция и магния содержат в поглощенном состоянии значительное количество ионов водорода и алюминия. К таким почвам относятся прежде всего красноземы, подзолистые и некоторые другие.
Гедройц умел сочетать своё теоретическое учение с запросами практики. В предисловии к 3-му изданию своей книги «Учение о поглотительной способности почв» Гедройц писал: «…всё разработанное мною учение о почвенном поглощающем комплексе и о явлениях поглощения возникло у меня из стремления подойти к выяснению двух чисто практических вопросов, а именно способов мелиорации щелочных (солонцов) и кислых (оподзоленных) почв».
Гедройц не только применял и учил применять теорию к практике, но и сам охотно шёл на помощь последней. До конца дней своих Гедройц оставался активным участником социалистического строительства. Имя Гедройца присвоено Всесоюзному научно-исследовательскому институту удобрений, агропочвоведения и агротехники.
Идеи Гедройца нашли применение не только в почвоведении, но и геохимии, агрохимии, а также в разработке вопросов мелиорации почв и др. Изучение поглощающего комплекса и законов ионного обмена позволило Гедройцу подвести точную количественную базу под способы химической мелиорации почв: гипсование и известкование. Им было создано значительное количество методов химического анализа почв.
По некоторым данным, Константин Каэтанович Гедройц в 1932 году был арестован по приказу Сталина в период массовых репрессий, что, возможно, было причиной его смерти в этом же году.
Умер Константин Каэтанович Гедройц в Москве 5 октября 1932 г.
Исследования академика Гедройца были продолжены и развиты В. Р. Вильямсом, Г. Вигнером, И. Н. Антиповым-Каратаевым, С. Маттсоном, А. Н. Соколовским, Н.П. Ремезовым, С. Н. Алешиным, Н. И. Горбуновым и другими исследователями.
Источники:
3.http://helpiks.org/7-11003.html