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化肥

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化肥简称化学肥料,它是含有经人工化学合成或机械加工制成的对植物生长有促进和增产作用的肥料。

根据古希腊传说,用动物粪便作肥料是大力上赫克里斯首先发现的。赫克里斯是众神之主宙斯之子,是一个半神半人的英雄,他曾创下12项奇迹,其中之一就是在一天之内把伊利斯国王奥吉阿斯养有300头牛的牛棚打扫得干干净净。他把艾尔菲厄斯河改道,用河水冲走牛粪,沉积在附近的土地上,使农作物获得了丰收。当然这是神话,但也说明当时的人们已经意识到粪肥对作物增产的作用。古希腊人还发现旧战场上生长的作物特别茂盛,从而认识到人和动物的尸体是很有效的肥料。在《圣经》中也提到把动物血液淋在地上的施肥方法

千百年来,不论是欧洲还是亚洲,都把粪肥当作主要肥料。进人18世纪以后,世界人口迅速增长,同时在欧洲爆发的工业革命,使大量人口涌入城市,加剧了粮食供应紧张,并成为社会动荡的一个起因。化学家们从问世纪中叶开始对作物的营养学进行科学研究。19世纪初流行的两大植物营养学说是“腐殖质”说和“生活力”说。前者认为植物所需的碳元素不是来自空气中二氧化碳,而是来自腐殖质;后者认为植物可惜自身特有的生活力制造植物灰分的成分。1840年,德国著名化学家李比希出版了《化学在农业及生理学上的应用》一书,创立了植物矿物质营养学说和归还学说,认为只有矿物质才是绿色植物唯一的养料,有机质只有当其分解释放出矿物质时才对植物有营养作用。李比希还指出,作物从土壤中吸走的矿物质养分必须以肥料形式如数归还土壤,否则土壤将日益贫瘠。从而否定了“腐殖质”和“生活力”学说,引起了农业理论的一场革命,为化学肥料的诞生提供了理论基础。

钾肥

1845年,李比希开始从事化学肥料的研究,但田间实验连遭失败。直到1850年,他受英国农业化学家T?韦的启发,把制作肥料的不溶性钾盐改为水溶性钾盐,才获得成功。当时德国北部多是沙地,一般人认为那里根本不能种植作物。但李比希把钾肥撒进沙土地,并种上作物。很多人认为:“沙里掺盐种庄稼,简直是骗人”,并把李比希看作是疯子。但一年后,沙地上竟长满了美丽的芜菁大麦、黑麦和马铃薯。在农民眼里,李比希由疯子变成了神仙

磷肥

李比希是钾肥的发明人,但他并不是第一种化学肥料的发明人。1838年,英国的乡绅L·B·劳斯发现用硫酸处理磷矿石,可生产出过磷酸钙,它对农作物有速效增产的作用。劳斯平 1842年获得磷肥的专利,这是世界上诞生的第一种化肥。同年,劳斯与另一位英国科学家J?H?吉尔伯特建立了著名的罗森斯特实验站,开展大规模的土壤肥力田间实验。劳斯和吉尔伯特反对李比希的不需要动植物肥料的说法。他们通过实验证明,用腐烂的动植物制造的肥料是土壤中氮元素的重要来源,他们还把动物骨头粉碎成骨粉,经硫酸处理,制成过磷酸钾,并证实这也是一种极为重要的肥料。

1876年,英国职员 S·G·托马斯为钢铁厂发明了生铁除磷工艺,可使铁中的磷杂质变为复合磷酸盐而得到清除。两年后,托马斯发现这种磷酸盐钢渣经粉碎后是一种很好的磷肥,它被称为“托马斯磷肥”。

氮肥

1850年前后,劳斯与吉尔伯特在罗森斯特实验站的研究实验中,曾用提取煤气时所产生的氨制成硫酸按,发明出最早的氮肥,但这种化学肥料迟迟未能投入生产和使用。在很长时间里,氮肥的化工生产远远落后于磷、钾肥。

1898年,德国化学家弗兰克和卡罗研制出了碳酸铁,但他们没有注意到这种新的化合物的用途。直到1901年,才由弗兰克的儿子发现了它,使之成为一种新的氮肥。1906年,意大利首先建立了大规模的碳酸铁化学肥料厂。而最早发明的氮肥??硫酸铁1919年才开始投产。

1904-1908年,德国物理化学家哈伯成功地以电解水产生的氢与大气中的氮混合,通过高温、高压,在催化剂的作用下,合成了氨。1909年,哈伯与C?博施合作创立了哈伯一博施氨合成法,解决了合成氨大规模生产的技术问题。1912年,哈伯与博施完成了合成氨的生产工艺流程。1913年,世界上第一个大规模合成氨工厂在德国投产。由于哈伯对合成氨的发明与工业化生产以及对世界范围内急需解决的氮肥问题作出了重大贡献,因此获得了1918年度诺贝尔化学奖。

早在1828年,德国著名化学家维勒就在世界上首次人工合成了尿素。但是,那时人们并没有认识到尿素作为一种人工氮肥的作用,当时合成尿素的重要意义在于维勒最先打破了有机化合物无机化合物的界限,首次用人工方法制取了原先认为只有在活的有机体里才能产生的有机化合物。直到1920年,德国才用氨基甲酸镇大量生产尿素,然而这时的尿素并没有作为氮肥使用,而是用作制造炸药等的原料。后来美国杜邦公司开始生产尿素,并于1935年作为化学肥料投放市场。

目前世界上生产和使用最多的化学肥料是氮、磷、钾三类化学肥料,其中又以氮肥为最。在20世纪初,人们就发现了10种元素是一般植物所必需的营养,它们是由空气供给的碳、氢、氧和由土壤供给的氮、磷、钾、硫、镁、钙和铁。到40年代,人们又征实了在10种基本的矿物质营养外,还应加上锰、硼、铜、锌、银和氯。与前10种元素相比,这6种元素仅需少量,故被列为微量元素。但它们对于作物的生长和产量来说,同样是十分重要的。近年来,加有微量元素的复合化学肥料得到了逐步推广使用。大量施用化学肥料,是20世纪50年代以来农作物增产的一项重要措施。根据西欧各国的经验,在各项增产措施中化学肥料的增产作用约占40-60%。

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