История удобрений - History of fertilizer

Мировое потребление удобрений с течением времени

В история удобрений в значительной степени сформировали политические, экономические и социальные обстоятельства в их традиционном использовании. Впоследствии произошла радикальная перестройка условий окружающей среды вслед за развитием химически синтезированных удобрения.[1][2][3]

История

Согласно имеющимся данным, египтяне, римляне, вавилоняне и первые германцы использовали минералы и / или навоз для повышения производительности своих ферм. Широкое распространение получило использование древесной золы для обработки полей.[4]

В 19 веке, гуано, который был известен и использовался в Андах не менее 1500 лет, был доставлен в больших количествах из Перу и Чили (а позже также из Намибии и других регионов) в Европу и США.

Ключевые цифры в Европе

В 1730-х гг. Виконт Чарльз Таунсенд (1674–1738) впервые изучили улучшающие эффекты четырех севооборот система, которую он наблюдал в использовании в Фландрия. За это он получил прозвище Репа Тауншенд.

Иоганн Фредрих Майер

Иоганн Фридрих Майер (1719–1798) был первым, кто представил миру серию экспериментов над этим соотношением гипс в сельское хозяйство, и многие химики последовали за ним в 19 веке. В начале 19 века, однако, сохранялись самые разные мнения относительно режима его работы, например:[5]

  • Французский агроном Виктор Иварт (1763–1831)[6] считали, что действие гипса - это исключительно действие серной кислоты, входящей в его состав; и основывает это мнение на том факте, что зола дерна, содержащая сульфат железа и сульфат глинозема, оказывает такое же действие на растительность, что и гипс.[5]
  • Французский агроном Шарль Филибер де Ластейри (1759–1849), наблюдая, что растения, корни которых находились ближе всего к поверхности почвы, больше всего подвергались воздействию штукатурки, приходит к выводу, что гипс забирает из атмосферы элементы растительной жизни и передает их прямо растения.[5]
  • Луи Огюстен Гийом Боск намекает, что септическое качество гипса (которое он считает само собой разумеющимся) лучше всего объясняет его действие на растительность; но это мнение опровергнуто экспериментами Дэви.[5]
  • Хэмфри Дэви обнаружил, что из двух свертков телячьего фарша, один смешанный с гипсом, другой оставлен сам по себе, и оба подвергались действию солнца, последний был первым, у которого были симптомы гниения. Собственное мнение Дэви по этому поводу состоит в том, что он входит в состав овощей, попадает в растения и соединяется с ними.[5]

Майер также продвигает новые режимы севооборот.[7]

Юстус фон Либих

Химик Юстус фон Либих (1803–1873) внес большой вклад в развитие понимания питания растений. Его влиятельные работы сначала осуждали виталист теория перегной, аргументируя сначала важность аммиак, а затем продвигая важность неорганических минералов для питание растений.[8] В первую очередь, работы Либиха преуспели в изложении вопросов, которые сельскохозяйственная наука должна решить в течение следующих 50 лет.[нужна цитата ]

В Англии он попытался реализовать свои теории на коммерческой основе с помощью удобрения, созданного путем лечения фосфат извести в костной муке с серная кислота.[нужна цитата ] Хотя это было намного дешевле, чем гуано который использовался в то время, он потерпел неудачу, потому что он не мог должным образом усваиваться культурами.[нужна цитата ]

Сэр Джон Беннет Лоз

Джон Беннет Лоз, английский предприниматель, (Посмотреть график своей жизни и работы) в 1837 году начал экспериментировать с воздействием различных удобрений на растения, растущие в горшках, а через год или два эксперименты были распространены на полевые культуры. Одним из непосредственных последствий было то, что в 1842 году он запатентовал навоз, полученный путем обработки фосфатов серной кислотой, и таким образом был первым, кто создал индустрию искусственного навоза.[9] В следующем году он заручился услугами Джозеф Генри Гилберт, который учился у Либиха в Гиссенский университет, в качестве директора по исследованиям Экспериментальная станция Ротамстед который он основал в своем имении. По сей день Ротамстедская исследовательская станция основанная пара до сих пор исследует влияние неорганических и органических удобрений на урожайность сельскохозяйственных культур.[10]

Жан Батист Буссинго

Во Франции, Жан Батист Буссинго (1802–1887) указали на важность количества азота в различных удобрениях.

Металлурги Перси Гилкрист (1851–1935) и Сидни Гилкрист Томас (1850–1885) изобрел Процесс Гилкриста-Томаса, что позволило использовать высокие фосфор кислые континентальные руды для сталеплавильное производство. Футеровка из доломитовой извести конвертер вовремя превратился в фосфат кальция, которое можно было бы использовать как удобрение, известное как фома-фосфат.

Процесс Биркеланда-Эйда

В Процесс Биркеланда – Эйде разработан норвежским промышленником и ученым Кристиан Биркеланд вместе со своим деловым партнером Сэм Эйд в 1903 г. на основе метода, использованного Генри Кавендиш в 1784 г.[11] Этот процесс использовался для исправления атмосферных азот (N2) в азотная кислота (HNO3), один из нескольких химических процессов, обычно называемых азотфиксация. Затем полученную азотную кислоту использовали для производства синтетических удобрений. Завод, основанный на этом процессе, был построен в Рьюкан и Notodden в Норвегии, в сочетании со строительством большого гидроэлектростанция удобства.[12] Этот процесс неэффективен с точки зрения использования энергии, и сегодня его заменяет Процесс Габера.[13]

Процесс Габера

В первые десятилетия ХХ века Нобелевская премия -химики-победители Карл Бош из IG Farben и Фриц Габер разработал Процесс Габера[14] которые использовали молекулярный азот (N2) и метана (CH4) газа в экономически устойчивом синтезе аммиак (NH3). Аммиак, произведенный в процессе Габера, является основным сырьем для Оствальдский процесс.

Оствальдский процесс

В Оствальдский процесс это химический процесс для производства азотная кислота (HNO3), который был разработан Вильгельм Оствальд (запатентован в 1902 г.). Это основа современного химическая индустрия и обеспечивает сырье для наиболее распространенного типа производства удобрений во всем мире (например, нитрат аммония, обычное удобрение, производится путем реакции аммиака с азотной кислотой). Исторически и практически он тесно связан с Процесс Габера, который обеспечивает необходимое сырье, аммиак (NH3).

Эрлинг Джонсон

В 1927 г. Эрлинг Джонсон разработал промышленный метод для производство нитрофосфата, также известный как Odda процесс после его Odda Smelteverk из Норвегия.[нужна цитата ] Процесс включал подкисление фосфат рок (от Науру и Острова Банаба в южной части Тихого океана) с азотная кислота производить фосфорная кислота и нитрат кальция который однажды нейтрализован, может использоваться как азот удобрение.

Промышленность

Генератор аммиака

Британский

Развивающиеся науки химия и Палеонтология, в сочетании с открытием копролиты в коммерческих количествах в восточная Англия, побудили Файзона и Паккарда разработать серная кислота и завода по производству удобрений на Брэмфорд, и Снейп, Саффолк в 1850-х годах для создания суперфосфаты, которые были отправлены по всему миру из порта на Ипсвич. К 1871 г. существовало около 80 заводов по производству суперфосфата.[куда? ][15]

После Первой мировой войны эти предприятия оказались под давлением конкуренции со стороны естественного производства. гуано, в основном встречаются на Острова Тихого океана, поскольку их добыча и распространение стали экономически привлекательными.[нужна цитата ]

Межвоенный период[16] увидел инновационную конкуренцию со стороны Imperial Chemical Industries кто разработал синтетические сульфат аммония в 1923 г., Нитромел в 1927 году, и более концентрированное и экономичное удобрение под названием CCF (Concentrated Complete Fertilizer) на основе фосфат аммония в 1931 г.[17] Конкуренция была ограничена, поскольку ICI обеспечила контроль над большей частью мира. сульфат аммония запасы.

Северная Америка и другие европейские страны

Основанная в 1812 г., Мират, производитель удобрения и удобрения, считается старейшим промышленным предприятием в Саламанка (Испания).

Другие европейские и североамериканские компании по производству удобрений увеличили свою долю рынка, вынудив английские компании-первопроходцы слиться, превратившись в Fisons, Packard и Prentice Ltd. в 1929 году.[нужна цитата ] Вместе они производили 85000 тонн суперфосфата в год в 1934 году на своем новом заводе и в глубоководных доках в г. Ипсвич. К Второй мировой войне они приобрели около 40 компаний, включая Hadfields в 1935 году,[нужна цитата ] и два года спустя большой Англо-континентальный завод по производству гуано, основан в 1917 году.[нужна цитата ]

Послевоенная среда характеризовалась гораздо более высоким уровнем производства в результате "Зеленая революция "и новые виды семян с повышенным потенциалом абсорбции азота, особенно сорта с высоким откликом кукурузы, пшеницы и риса. Это сопровождалось развитием сильной национальной конкуренции, обвинениями в картелях и монополиях на поставку и, в конечном итоге, новой волной слияний и поглощений. Оригинальные названия больше не существуют, кроме как холдинговых компаний или торговых марок: агрохимикаты Fisons и ICI являются частью сегодняшнего Yara International[18] и АстраЗенека компании.

Основными игроками на этом рынке стали российская компания по производству удобрений. Уралкалий (указаны на Лондонская фондовая биржа ), бывший мажоритарный владелец которой Дмитрий Рыболовлев, оценивается Forbes как 60 место в списке самых богатых людей в 2008.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Смил, Вацлав (2004). Обогащая Землю: Фриц Габер, Карл Бош и трансформация мирового производства продуктов питания. MIT Press. ISBN  9780262693134.
  2. ^ Кертис, Гарри А. (1924). «Удобрения: мировое предложение». Иностранные дела. 2 (3): 436–445. Дои:10.2307/20028312. JSTOR  20028312.
  3. ^ Брэнд, Чарльз Дж. (1945). «Некоторая история удобрений, связанная с Первой мировой войной». История сельского хозяйства. 19 (2): 104–113. JSTOR  3739556.
  4. ^ Генрих В. Шерер «Удобрения» в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, 2000, Wiley-VCH, Weinheim. Дои:10.1002 / 14356007.a10_323.pub3
  5. ^ а б c d е Джон Армстронг, Джесси Буэль. Трактат о сельском хозяйстве, современном состоянии искусства за рубежом и дома, а также теории и практике земледелия. К тому же добавлена ​​диссертация о кухне и саду. 1840. с. 45.
  6. ^ ВидетьВиктор Иварт во французской Википедии
  7. ^ Гюнтер Рудольф Голде (1975) Католики и протестанты: модернизация сельского хозяйства в двух немецких деревнях. п. 15
  8. ^ Чисхолм, Хью, изд. (1911). "Либих, Юстус фон". Британская энциклопедия. 16 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
  9. ^ В эту статью включен текст из публикации, которая сейчас находится в всеобщее достояние: Чисхолм, Хью, изд. (1911). "Лоз, сэр Джон Беннет ". Британская энциклопедия. 16 (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 300.
  10. ^ «Классические эксперименты». Rothamsted Research. Получено 1 сентября 2014.
  11. ^ Аарон Джон Идэ (1984). Развитие современной химии. Courier Dover Publications. п. 678. ISBN  0486642356.
  12. ^ Дж. Дж. Ли (2004). Лучшее в мире решение: история азота и сельского хозяйства. Oxford University Press, США. стр.134–139. ISBN  0195165829.
  13. ^ Тревор Илтид Уильямс; Томас Кингстон Дерри (1982). Краткая история технологий двадцатого века c. 1900-с. 1950. Издательство Оксфордского университета. С. 134–135. ISBN  0198581599.
  14. ^ Haber & Bosch Самые влиятельные люди 20 века, к Юрген Шмидхубер
  15. ^ «Яды в основе современного сельского хозяйства - Яра». 20 мая 2006 г. Архивировано с оригинал 20 мая 2006 г.
  16. ^ «Отчет конкурсной комиссии» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 27 марта 2009 г.. Получено 18 ноября 2009.
  17. ^ «Удобрения». GANSG - Сельскохозяйственные торговцы и предприятия по производству удобрений. Получено 1 октября 2016.
  18. ^ "История Yara на Yara.com". Архивировано из оригинал 28 сентября 2007 г.. Получено 18 ноября 2009.