基于化學(xué)氮肥看中國近代肥料科技的發(fā)展

肖成園

【摘 要】中國近代肥料科技的發(fā)展和整個(gè)中國社會(huì)的發(fā)展對(duì)農(nóng)業(yè)的影響是密不可分的。科技的發(fā)展就要從科學(xué)技術(shù)手段來分析其發(fā)展過程。化學(xué)肥料一直以來都是近現(xiàn)代西方農(nóng)業(yè)的主要肥料，而中國的化學(xué)肥料經(jīng)歷過一代一代農(nóng)學(xué)家和化學(xué)家的改良后，已經(jīng)在整個(gè)世界上處于一個(gè)領(lǐng)先地位，因此本篇文章就從我國近代引進(jìn)化學(xué)氮肥的思路出發(fā)，試圖分析化學(xué)氮肥在中國近代肥料科技的整個(gè)發(fā)展過程中所處的位置以及它起到的推動(dòng)作用，這方面的研究對(duì)于未來的農(nóng)業(yè)發(fā)展也有著重要意義。

【關(guān)鍵詞】氮肥；化學(xué)肥料；科技史

中圖分類號(hào)： S14-09；K25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）24-0146-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.24.070

0 引言

中國在近代時(shí)期的發(fā)展史就是現(xiàn)代與傳統(tǒng)的不斷碰撞。在農(nóng)業(yè)上的表現(xiàn)也尤為明顯，在這個(gè)時(shí)期，以糞便、油渣、骨粉等的傳統(tǒng)肥料為基礎(chǔ)進(jìn)一步發(fā)展，在此過程中以化學(xué)制品為主的新型肥料也逐漸進(jìn)入了中國社會(huì)。傳統(tǒng)的肥料制作技術(shù)和新興的化學(xué)氮肥代表著科學(xué)技術(shù)的兩個(gè)分化，而隨著時(shí)代的進(jìn)一步發(fā)展，這二者又進(jìn)一步進(jìn)行了有機(jī)融合。

在二十世紀(jì)中期，西方國家在化學(xué)方面取得了一系列重大的科技突破，化學(xué)肥料也順勢(shì)發(fā)展起來，以德國為例，在1930年德國的硫磺銨產(chǎn)量為190萬噸，這個(gè)數(shù)字是19世紀(jì)的三十倍。硫磺銨的制造技術(shù)得到提升后農(nóng)業(yè)也就隨之發(fā)展起來，各國的化學(xué)氮肥產(chǎn)量都呈現(xiàn)了幾何式的增長。土地的貧瘠在一定程度上得到了產(chǎn)量的改變。見此形勢(shì)，中國的有識(shí)之士也紛紛意識(shí)到了學(xué)習(xí)西方先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的重要性。

1 化學(xué)氮肥是近代時(shí)期最重要的化學(xué)肥料

化學(xué)氮肥是農(nóng)業(yè)科技的精華之所在，在近代，整個(gè)世界的糧食產(chǎn)量都有著極大的增長，這依靠的就是化學(xué)氮肥的廣泛使用。原有的肥料只能對(duì)施肥時(shí)間點(diǎn)周期范圍內(nèi)的土地進(jìn)行營養(yǎng)化改變，而無法長期起到增肥的效果。化學(xué)氮肥可以有效補(bǔ)充土壤中的氮含量，對(duì)于植物的生長周期不僅起著縮短的作用，也使土地的肥力得到了有效的改善。這種改善是長期有效的，兩季的作物只要施肥就可以保證正常的生長，這不僅節(jié)省了土地資源，而且也讓作物產(chǎn)量得到了飛躍性的提高。

西方化學(xué)氮肥的使用歷史還要從第一次世界大戰(zhàn)說起，一戰(zhàn)以后，西方世界各國進(jìn)一步加強(qiáng)了資源的利用率，積極地在周邊環(huán)境中尋求新的資源，空氣中的氮?dú)庾鳛榭諝庵泻孔畲蟮囊环N常見氣體開始被人們重視。很快，就在化學(xué)科學(xué)的基礎(chǔ)上研究出了對(duì)空氣中氮?dú)獾氖占屠梅椒?，這就使得化學(xué)氮肥銨硫酸的大量生產(chǎn)成為了可能。使用化學(xué)氮肥硫酸銨的先驅(qū)也就是當(dāng)時(shí)科技領(lǐng)先的德國，它是世界上最大的化學(xué)氮肥銨硫酸的輸出國，掌控著整個(gè)歐洲化學(xué)氮肥銨硫酸的流通，同時(shí)德國也成為了智利硝石的主要進(jìn)口國。德國的典型性從一戰(zhàn)結(jié)束后開始為德國國力的提升做出了極大地貢獻(xiàn)，化學(xué)氮肥銨硫酸的出口也為德國的鋨催化劑打開了新的突破口。一戰(zhàn)后十年左右，德國科學(xué)家哈伯用鋨催化劑將氫氣和氮?dú)庠?7.5MPa-20MPa和500°C-600°C下直接合成。到了1912年，德國巴登苯胺純堿公司在奧堡建成世界第一個(gè)日產(chǎn)30噸合成氨的裝置。除了化學(xué)氮肥銨硫酸之外，像磷肥等有機(jī)肥料也在不斷發(fā)展，但是化學(xué)氮肥在世界上仍占據(jù)著不可撼動(dòng)的主導(dǎo)地位。

2 中國近代時(shí)期對(duì)化學(xué)氮肥的引進(jìn)、研究、生產(chǎn)以及應(yīng)用

中國的近代時(shí)期也從德國等先進(jìn)國家吸取了一部分先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。在以“師夷長技以制夷”為口號(hào)的的洋務(wù)運(yùn)動(dòng)中，化學(xué)氮肥也作為一種重要的技術(shù)被引進(jìn)到國內(nèi)。這首先就是翻譯家的功勞，羅振玉翻譯了德、法、英多國的農(nóng)學(xué)著作并加以整合，編輯成了《農(nóng)學(xué)叢書》，又加入了41種中國傳統(tǒng)的農(nóng)學(xué)書籍，涉及到了大量的肥料相關(guān)的知識(shí)。為化學(xué)氮肥在中國的發(fā)展打下了最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

近代中國面對(duì)先進(jìn)的西方農(nóng)學(xué)知識(shí)，開始了大量的研究工作，將中國傳統(tǒng)的民間施肥經(jīng)驗(yàn)與《農(nóng)學(xué)叢書》中有關(guān)的化學(xué)氮肥的知識(shí)結(jié)合起來，形成了適合中國國情的新式化學(xué)氮肥。北平大學(xué)農(nóng)學(xué)院的劉守初在1935年研究了北京西郊所用牛糞、羊糞、馬糞、駱駝糞、豬糞、雞糞、鴿子糞、人糞等傳統(tǒng)有機(jī)肥料中的銨態(tài)氮。進(jìn)行了成分的比對(duì)之后劉守初發(fā)現(xiàn)硫酸銨在肥料中的作用是十分顯著了，可以說是遠(yuǎn)勝其他有機(jī)物質(zhì)，尤其是對(duì)植物莖葉的發(fā)育催化有極大的幫助。

化學(xué)氮肥是第一批我國開始進(jìn)行自主研發(fā)的外來技術(shù)，我國試圖在生產(chǎn)方面與外國的企業(yè)合作，但是被一再拒絕，在一系列的談判失敗之后，我國建設(shè)了第一個(gè)化學(xué)肥料企業(yè)，也就是永利化學(xué)工業(yè)公司，范旭東任總經(jīng)理。永利化學(xué)工業(yè)公司采用了哈伯-波許法（Haber-Bosch Process）方法從自己的原料中生產(chǎn)化學(xué)氮肥，這不僅是中國化學(xué)氮肥技術(shù)的開端，也成為了我國化工技術(shù)在近代的第一次突破性嘗試。到1926年至1937年，永利和天原兩公司陸續(xù)建成較大規(guī)模的現(xiàn)代重化工企業(yè)，開始生產(chǎn)純堿、燒堿、鹽酸、漂粉、合成氨、硫酸銨、硝酸等基本化工原料，由此初步奠基了中國化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)。1937年，永利铔廠生產(chǎn)出了中國第一包化肥——“紅三角”牌硫酸銨（時(shí)稱“肥田粉”），當(dāng)時(shí)“紅三角牌”硫酸銨在全國供不應(yīng)求。范旭東曾在《記事》里寫道：“列強(qiáng)爭雄之合成氨高壓工業(yè)，在中華于焉實(shí)現(xiàn)矣。我國先有純堿、燒堿，這只能說有了一翼；現(xiàn)在又有合成氨、硝酸、硫酸，才算有了另一翼。有了兩翼，我國化學(xué)工業(yè)就可以展翅高飛了?！币虼?，不難發(fā)現(xiàn)氮肥不僅對(duì)我國近代化肥料的發(fā)展發(fā)揮著舉足輕重的作用，而且在我國近代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展歷程中也占據(jù)著重要地位。

20世紀(jì)50年代中期，我國為了發(fā)展農(nóng)業(yè)，迫切需要發(fā)展化肥工業(yè)。1957年初，化工部提出遍地開花辦小氮肥廠的戰(zhàn)略構(gòu)想，在當(dāng)時(shí)引起了廣泛的討論。1958年，侯德榜提出了“碳化法合成氨流程制碳酸氫銨”的化肥新工藝的設(shè)想，并且親自參與設(shè)計(jì)、設(shè)備試制、安裝及試驗(yàn)，甚至親自參加爆破試驗(yàn)，確保安全可靠才同意成套設(shè)備在小氮肥廠中采用。在1962年通過技術(shù)驗(yàn)收后，碳化法合成氨流程制碳酸氫銨化肥的新工藝在全國各地迅速被推廣。其后的二十多年，全國采用這一方法建立了中、小型氮肥廠一千多個(gè)，所產(chǎn)氮肥多年來占我國氮肥產(chǎn)量的一半以上，這對(duì)我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。

歷史了解之后，從化學(xué)氮肥的實(shí)際應(yīng)用上來看，我國的化學(xué)氮肥也并非是完全有利而無害的?；瘜W(xué)氮肥畢竟是化學(xué)制品，在綠色環(huán)保方面無法與中國傳統(tǒng)的糞便肥料相提并論。化學(xué)氮肥施肥滯后的影響只能說是利弊參半。從實(shí)際應(yīng)用方面來看，化學(xué)氮肥中大量使用硫磺銨，硫磺銨獲取容易成本低。而其肥效及其顯著，但是硫酸銨中的銨在被植物根系吸收以后，無法被植物吸收的硫磺跟留在了土壤當(dāng)中，這就會(huì)使土壤漸漸的成為酸性土壤，不利于未來的種植。因此，現(xiàn)在中國沒有完全照搬化學(xué)氮肥的運(yùn)營模式，而是自己開拓思路，本著可持續(xù)發(fā)展的理念走出了屬于自己的一條化學(xué)氮肥的本土化道路，從而形成了“以傳統(tǒng)有機(jī)肥料為主，以現(xiàn)代化學(xué)肥料為輔”的發(fā)展模式。

3 結(jié)語

總而言之，化學(xué)氮肥的引進(jìn)和后續(xù)研究在中國近代肥料科技的發(fā)展中處于一個(gè)無可撼動(dòng)的重要地位，它為中國的農(nóng)業(yè)打開了新世紀(jì)的大門，也為中國的化工產(chǎn)業(yè)開啟了最初的道路?；瘜W(xué)氮肥在中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用延續(xù)至今并將在進(jìn)一步改良之后繼續(xù)沿用。它的輸入、生產(chǎn)、研究、應(yīng)用歷程在一定程度上體現(xiàn)著中國近代農(nóng)業(yè)肥料科技的現(xiàn)代化、本土化發(fā)展歷程。而這個(gè)過程在倍受列強(qiáng)欺壓的中國近代背景下頑強(qiáng)的延續(xù)了下去，在現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)當(dāng)中也走出了一條“以傳統(tǒng)有機(jī)肥料為主，以現(xiàn)代化學(xué)肥料為輔”的路子。歷史的意義在于它的參考作用，就我國農(nóng)業(yè)發(fā)展來看，化學(xué)肥料的進(jìn)一步改良仍是當(dāng)務(wù)之急，化學(xué)氮肥也必將走上屬于它的創(chuàng)新之路。

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