【化工科普04】从赤地千里到沃野桑田,化肥的前世今生
民以食为天,农业向来是社会生产的重要组成部分。对于农耕来说,土壤的好坏对粮食的生产有着重要影响,而化肥在其中就起着关键作用,人类使用化肥也有着悠久的历史。
在古希腊传说里,宙斯之子大力神,赫拉克勒斯为了打扫伊利斯国王奥革阿斯的牛棚,把阿尔弗俄斯和佩纳俄斯河的河水引来,冲走牛粪。而牛粪沉积在附近的土地上,使农作物获得了丰收。说明那时的人们已经意识到粪便对于农作物有增产的作用。
在犹太古书《塔木德》里提到利用绵羊、狮子、猴子、猪的血浇灌葡萄树。由此来形容人们在喝葡萄酒时,会经历四个阶段:像绵羊一样温顺,像狮子一样吹牛,像猴子一样上窜下跳,像猪一样倒在地上。
而以农立国的中国,在春秋战国时期便使用动物粪便和焚烧后的植物秸秆来提升土地肥力。后续随着人口增长和经济的稳定,农作物对于肥料的需求量进一步增加。人们学会了沤制草肥,即把杂草铲除后,把杂草堆在特定的位置,利用高温和雨水,沤烂成肥。利用的就是微生物在厌氧条件下能够分解有机物这一原理。
人们也学会了利用油料作物的种子在榨过油之后剩下的残渣,压成饼肥,例如大豆饼肥、菜籽饼肥、油麻饼肥。徐光启在《农政全书》中记载的饼肥就有十多种,并且会在田间地头专门搭建保肥储藏的砖窑。
而人们真正人工合成化肥是在工业革命之后。
1838年,英国的劳斯(L.B.Ross)用硫酸处理磷矿石制成磷肥,成为世界上第一种化学肥料。
1850年,德国的李比希(J.Von Liebig,1803~1873)发明了钾肥。
1850年前后,劳斯又发明出最早的氮肥。
......
随着科技的不断发展,化肥的品种与功能越发完善,已经发展成氮肥、磷肥、钾肥、复合肥、微量元素肥五大主要种类。
氮肥
世界化肥生产和使用量最大的肥料品种,增产效果在磷、钾等肥料之上。主要成分是氮素化合物,可以控制植物的生长与发育,增加种子中蛋白质含量,提高食品的营养价值。氮营养不足的通常表现是:植株矮小,细弱;叶呈黄绿、黄橙等非正常绿色,作物显著早衰并早熟,产量降低。
磷肥
以无机磷化物为主要成分,其中控制五氧化二磷的含量尤为重要。磷肥可以增加作物产量,改善作物品质,加速谷类作物分蘖和促进籽粒饱满;促使棉花、瓜类、茄果类蔬菜及果树的开花结果,提高结果率;增加甜菜、甘蔗、西瓜等的糖分;油菜籽的含油量。
钾肥
以含可溶性无机钾化物为主要成分,钾在植物体内含量仅次于氮,参与了60种以上酶系统的活化,光合作用,同化产物的运输,碳水化合物的代谢和蛋白质的合成等过程。钾元素可以提高光合作用的强度,促进作物体内淀粉和糖的形成,增强作物的抗逆性和抗病能力,还能提高作物对氮的吸收利用。
复合肥
指含有氮、磷、钾中两种或两种以上营养元素的化肥,复合肥具有养分含量高、副成分少且物理性状好等优点,对于平衡施肥,提高肥料利用率,促进作物的高产稳产有着十分重要的作用。根据不同作物的习性,还能配制出不同种类的复合肥,例如:水稻专用肥、玉米专用肥、毛竹专用肥、茶叶专用肥、烟草专用肥、硫酸钾果树肥、无公害蔬菜肥、桉树专用肥。
微量元素肥
微量元素包括硼、锌、钼(mù)、铁、锰、铜等营养元素。虽然植物对微量元素的需要量很少,但它们对植物的生长发育的作用与大量元素是同等重要的,当某种微量元素缺乏时,作物生长发育受到明显的影响,产量降低,品质下降。例如:
缺硼会使作物花少而且小,结实率或坐果率降低,空壳率高。
缺锌会使果树叶片基部叶脉失绿,间节短,叶片小,丛生呈簇状,俗称“小叶病”。
缺铁会让茎叶叶脉间失绿黄化,严重时变白,继续发展则叶片脱落,植株生长停滞并死亡。
据联合国粮农组织(FAO)统计,化肥在对农作物增产的总份额中约占40%到60%。我国能以占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口,可以说化肥起到举足轻重的作用。
原始社会的人们刀耕火种,用焚烧树木的方式提升土地肥力,待肥力降低便弃置,烧毁新的土地。而科学合理的使用化肥,恰恰体现人们放弃蛮荒的征服自然,选择了可持续性的与自然和谐共生。
化肥,让地瘠民贫、饿殍遍地变得沃野千里、国富民足。
图文来自网络资料整理