化學肥料
化學肥料
化學肥料簡稱化肥，它是含有經(jīng)人工化學合成或機械加工制成的對植物生長有促進和增產(chǎn)作用的肥料。
根據(jù)古希臘傳說，用動物糞便作肥料是大力上赫克里斯首先發(fā)現(xiàn)的。赫克里斯是眾神之主宙斯之子，是一個半神半人的英雄，他曾創(chuàng)下12項奇跡，其中之一就是在一天之內(nèi)把伊利斯國王奧吉阿斯養(yǎng)有300頭牛的牛棚打掃得干干凈凈。他把艾爾菲厄斯河改道，用河水沖走牛糞，沉積在附近的土地上，使農(nóng)作物獲得了豐收。當然這是神話，但也說明當時的人們已經(jīng)意識到糞肥對作物增產(chǎn)的作用。古希臘人還發(fā)現(xiàn)舊戰(zhàn)場上生長的作物特別茂盛，從而認識到人和動物的尸體是很有效的肥料。在《圣經(jīng)》中也提到把動物血液淋在地上的施肥方法。
千百年來，不論是歐洲還是亞洲，都把糞肥當作主要肥料。進人18世紀以后，世界人口迅速增長，同時在歐洲爆發(fā)的工業(yè)革命，使大量人口涌入城市，加劇了糧食供應緊張，并成為社會動蕩的一個起因�；瘜W家們從問世紀中葉開始對作物的營養(yǎng)學進行科學研究。19世紀初流行的兩大植物營養(yǎng)學說是“腐殖質(zhì)”說和“生活力”說。前者認為植物所需的碳元素不是來自空氣中的二氧化碳，而是來自腐殖質(zhì)；后者認為植物可惜自身特有的生活力制造植物灰分的成分。1840年，德國著名化學家李比希出版了《化學在農(nóng)業(yè)及生理學上的應用》一書，創(chuàng)立了植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學說和歸還學說，認為只有礦物質(zhì)才是綠色植物唯一的養(yǎng)料，有機質(zhì)只有當其分解釋放出礦物質(zhì)時才對植物有營養(yǎng)作用。李比希還指出，作物從土壤中吸走的礦物質(zhì)養(yǎng)分必須以肥料形式如數(shù)歸還土壤，否則土壤將日益貧瘠。從而否定了“腐殖質(zhì)”和“生活力”學說，引起了農(nóng)業(yè)理論的一場革命，為化肥的誕生提供了理論基礎(chǔ)。
鉀肥--1845年，李比希開始從事化肥的研究，但田間實驗連遭失敗。直到1850年，他受英國農(nóng)業(yè)化學家T?韋的啟發(fā)，把制作肥料的不溶性鉀鹽改為水溶性鉀鹽，才獲得成功。當時德國北部多是沙地，一般人認為那里根本不能種植作物。但李比希把鉀肥撒進沙土地，并種上作物。很多人認為：“沙里摻鹽種莊稼，簡直是騙人”，并把李比�？醋魇钳傋印５荒旰�，沙地上竟長滿了美麗的蕪菁、大麥、黑麥和馬鈴薯。在農(nóng)民眼里，李比希由瘋子變成了神仙。
磷肥--李比希是鉀肥的發(fā)明人，但他并不是第一種化肥的發(fā)明人。1838年，英國的鄉(xiāng)紳L·B·勞斯發(fā)現(xiàn)用硫酸處理磷礦石，可生產(chǎn)出過磷酸鈣，它對農(nóng)作物有速效增產(chǎn)的作用。勞斯平 1842年獲得磷肥的專利，這是世界上誕生的第一種化學肥料。同年，勞斯與另一位英國科學家J·H·吉爾伯特建立了著名的羅森斯特實驗站，開展大規(guī)模的土壤肥力田間實驗。勞斯和吉爾伯特反對李比希的不需要動植物肥料的說法。他們通過實驗證明，用腐爛的動植物制造的'肥料是土壤中氮元素的重要來源，他們還把動物骨頭粉碎成骨粉，經(jīng)硫酸處理，制成過磷酸鉀，并證實這也是一種極為重要的肥料。
1876年，英國職員 S·G·托馬斯為鋼鐵廠發(fā)明了生鐵除磷工藝，可使鐵中的磷雜質(zhì)變?yōu)閺秃狭姿猁}而得到清除。兩年后，托馬斯發(fā)現(xiàn)這種磷酸鹽鋼渣經(jīng)粉碎后是一種很好的磷肥，它被稱為“托馬斯磷肥”。
氮肥--1850年前后，勞斯與吉爾伯特在羅森斯特實驗站的研究實驗中，曾用提取煤氣時所產(chǎn)生的氨制成硫酸按，發(fā)明出最早的氮肥，但這種化肥遲遲未能投入生產(chǎn)和使用。在很長時間里，氮肥的化工生產(chǎn)遠遠落后于磷、鉀肥。
1898年，德國化學家弗蘭克和卡羅研制出了碳酸鐵，但他們沒有注意到這種新的化合物的用途。直到1901年，才由弗蘭克的兒子發(fā)現(xiàn)了它，使之成為一種新的氮肥。1906年，意大利首先建立了大規(guī)模的碳酸鐵化肥廠。而最早發(fā)明的氮肥--硫酸鐵1919年才開始投產(chǎn)。
1904－1908年，德國物理化學家哈伯成功地以電解水產(chǎn)生的氫與大氣中的氮混合，通過高溫、高壓，在催化劑的作用下，合成了氨。1909年，哈伯與C?博施合作創(chuàng)立了哈伯一博施氨合成法，解決了合成氨大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)問題。1912年，哈伯與博施完成了合成氨的生產(chǎn)工藝流程。1913年，世界上第一個大規(guī)模合成氨工廠在德國投產(chǎn)。由于哈伯對合成氨的發(fā)明與工業(yè)化生產(chǎn)以及對世界范圍內(nèi)急需解決的氮肥問題作出了重大貢獻，因此獲得了1918年度諾貝爾化學獎。
早在1828年，德國著名化學家維勒就在世界上首次人工合成了尿素。但是，那時人們并沒有認識到尿素作為一種人工氮肥的作用，當時合成尿素的重要意義在于維勒最先打破了有機化合物與無機化合物的界限，首次用人工方法制取了原先認為只有在活的有機體里才能產(chǎn)生的有機化合物。直到1920年，德國才用氨基甲酸鎮(zhèn)大量生產(chǎn)尿素，然而這時的尿素并沒有作為氮肥使用，而是用作制造炸藥等的原料。后來美國杜邦公司開始生產(chǎn)尿素，并于1935年作為化肥投放市場。
目前世界上生產(chǎn)和使用最多的化肥是氮、磷、鉀三類化肥，其中又以氮肥為最。在20世紀初，人們就發(fā)現(xiàn)了10種元素是一般植物所必需的營養(yǎng)，它們是由空氣供給的碳、氫、氧和由土壤供給的氮、磷、鉀、硫、鎂、鈣和鐵。到40年代，人們又征實了在10種基本的礦物質(zhì)營養(yǎng)外，還應加上錳、硼、銅、鋅、銀和氯。與前10種元素相比，這6種元素僅需少量，故被列為微量元素。但它們對于作物的生長和產(chǎn)量來說，同樣是十分重要的。近年來，加有微量元素的復合化肥得到了逐步推廣使用。大量施用化肥，是20世紀50年代以來農(nóng)作物增產(chǎn)的一項重要措施。根據(jù)西歐各國的經(jīng)驗，在各項增產(chǎn)措施中化肥的增產(chǎn)作用約占40－60％。
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