Осенью 1883 года работа Докучаева «Русский чернозем» вышла в свет. Это была фундаментальная книга, содержащая более тридцати печатных листов текста, много иллюстраций и огромное количество аналитических данных. В истории почвоведения это была первая законченная, насыщенная фактическим материалом и в то же время глубоко теоретическая работа. В ней было доказано, что почва — своеобразное тело природы, которое должно стать объектом самостоятельной науки. В ней был дан метод полевого описания почв — тот классический метод, которым мы пользуемся поныне. Значение книги Докучаева можно вполне сравнить со значением «Основных начал геологии» Ч. Ляйеля или с «Происхождением видов» Ч. Дарвина.

Высокую оценку «Русскому чернозему» дал выдающийся продолжатель Докучаева академик Василий Робертович Вильямс:

«В. В. Докучаев впервые в истории почвоведения произвел обстоятельное систематическое, по определенному плану, обследование целой обширной области; он имел, дело не со случайными образцами почв, не с отдельными факторами развития почв, а со всей совокупностью факторов, и не только не растерялся в обилии фактов, которые он имел перед собой, а чем больше он добывал их, тем полнее, шире и увереннее становились его мысли, тем обоснованнее становились те закономерности, которые он устанавливал. Могло случиться так потому, что он умел видеть закономерную связь явлений, что почву он стал рассматривать как природное развивающееся тело…»

В книге Докучаева был разрешен вековой вопрос о происхождении чернозема и дано систематическое описание почв всей черноземной полосы России. В первой части своего труда Докучаев дал описание всех своих маршрутов по степям и лесам, почвенных разрезов и геологических профилей: от своего родного села Милюкова до южного берега Крыма и предгорий Кавказа и от Бессарабии до заволжских степей. Это был полный почвенный справочник и путеводитель по черноземной полосе Европейской России. Чисто географические достоинства этой части работы настолько велики, что если бы Докучаев остановился на ней, то и тогда его заслуга была бы бессмертной. Но он пошел дальше.

Основное содержание его работы заключено в последних трех главах: «Происхождение растительно-наземных почв», «Строение чернозема, его мощность и отношение к рельефу местности», «Возраст чернозема и причины его отсутствия в северной и юго-восточной России». В этих главах Докучаев решал многие опорные вопросы черноземной проблемы.

Прежде всего он неопровержимо установил, что чернозем не может образовываться под лесной растительностью, как полагали сторонники теории лесного чернозема; что по природе своей это почва степная, в лесах же образуются почвы иного строения, со значительно меньшим содержанием гумуса. Далее Докучаев показал, что чернозем может образовываться на всякой породе, а не только на лессовых отложениях. И, наконец, доказал, вопреки воззрениям Рупрехта, что климат оказывает огромное влияние на характер почвы. В связи с этим Докучаев писал:

«Представим себе три местности с одинаковыми (приблизительно, конечно) условиями грунта, рельефа и возраста, пусть они одновременно сделаются жилищем одних и тех же растений. Но предположим затем, что одна из них находится в той полосе России, где чувствуется сильный недостаток метеорных [14] осадков и сравнительный избыток теплоты и света, где лето длинное, а зима короткая, где растительный период хотя и носит на себе характер энергичный, но он весьма непродолжителен, где суховей в течение двух-трех суток высушивает колодцы и спаляет растительность, где нет льду, мало рек и сильное испарение; другая местность пусть залегает в том районе России, где существует (относительно) избыток влаги, много лесов и болот, где чувствуется недостаток теплоты, где зима продолжается 6–7 месяцев, а теплое время 3–4, где испарение очень слабое, где почва всегда более или менее сыра; наконец, третий участок помещается в такой полосе России, где климатические условия занимают как раз середину между двумя упомянутыми крайними случаями. Как известно, такие примерные предположенные нами климатические особенности довольно близко соответствуют: а) северной, б) крайней южной и крайней юго-восточной России и в) лучшим (средним) частям нашей черноземной полосы, причем, конечно, между ними существует целый ряд переходов. Спрашивается, мыслимо ли, чтобы при таких существенно различных условиях образовались бы одинаковые растительные почвы? Конечно, нет».

Осенью 1883 года Докучаев защищал свою работу о русском черноземе в качестве докторской диссертации. Этот, как тогда говорили, докторский диспут привлек исключительное внимание ученых кругов Петербурга. Торжественный большой актовый зал университета едва вмещал всех желающих присутствовать на диспуте. По словам ученика Докучаева А. Р. Ферхмина, «противники готовились «зарезать» автора «Русского чернозема»… Мы, ближайшие сотрудники учителя, ждали грядущих событий и с любопытством, и с некоторым невольным замиранием сердца, и все-таки с уверенностью, что Василий Васильевич себя в обиду не даст». Официальными оппонентами Докучаева были: его учитель, геолог, профессор А. А. Иностранцев и великий русский ученый Д. И. Менделеев. Последний среди петербургских ученых того времени считался особенно серьезным оппонентом, на диспутах он был грозой магистрантов и докторантов, которых часто ставил втупик неожиданностью и оригинальностью своих возражений. Но на этом диспуте Иностранцев и Менделеев были полностью на стороне соискателя и чрезвычайно высоко оценивали его работу. После Менделеева взял слово профессор-агроном П. А. Костычев, обладавший блестящей эрудицией в вопросах плодородия почвы. Он подверг разбору и критике высказанную в труде Докучаева идею о влиянии климата на образование почвы. Один из участников докторского диспута вспоминал впоследствии: «Докучаеву было нелегко отражать эти нападения, но его выручали уверенность в своей правоте и подробное знакомство со свойствами и распределением почв, приобретенное во время многочисленных экскурсий во всех концах России».

Споря по отдельным пунктам с Докучаевым, Костычев вместе с тем соглашался с целым рядом выводов докторанта и прежде всего с тем, что чернозем — почва степная, она не может образоваться под лесом. Костычев отметил, что в своих исследованиях чернозема Докучаев «сделал все, что можно было сделать при данных условиях». После Костычева выступил Заломанов, защищавший старую болотную гипотезу происхождения чернозема. Его возражение Докучаев опроверг блестяще и без особого труда. Диспут продолжался около четырех часов. По окончании диспута декан факультета, известный химик, профессор Н. Меншуткин, покивав, по обыкновению, вопросительно в сторону каждого члена факультета, получил молчаливый положительный ответ и торжественно объявил Докучаева доктором геогнозии и минералогии. Долго не смолкавшими аплодисментами, присутствовавшие поздравляли Докучаева.

Это был заслуженный триумф не только молодого «доктора геогнозии», но и молодой науки почвоведения. Триумф этим не исчерпался: Академия наук присудила Докучаеву за работу «Русский чернозем» Макарьевскую премию — высшую академическую награду того времени, а Вольное экономическое общество поднесло Докучаеву особый благодарственный адрес, заканчивающийся словами: «Вольное экономическое общество положило принести Вам от своего лица торжественную и глубокую благодарность, выражая надежду, что Вы и впредь не откажетесь приложить Ваши столь еще свежие силы, Ваши знания и опытность на славу Общества и на пользу России».