肥料工业之父——李比希

2023-03-15 12:24:00

是谁最早合成了“臭名昭著”的三聚氰胺?是谁最早提出“施肥原理”(养分归还学说)的概念?是谁最早提出“平衡施肥”(最小养分律)的概念?是谁最早生产含过磷酸钙的化学肥料?三聚氰胺、施肥原理、平衡施肥和过磷酸钙肥料与李比希有什么关系呢?下面,摸须有就与大家一起了解一下李比希的生平。

李比希全名为尤斯图斯·冯·李比希(JustusvonLiebig),1803年5月12日出生于德国达姆施塔特,1873年4月18日逝世于德国慕尼黑。李比希是一位德国化学家,他最重要的贡献在于农业和生物化学,他创立了有机化学。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法,因为这一创新,他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性,发明了一种用硫酸处理骨粉来生产过磷酸钙的方法,最先提出施肥的原理和最小养分律,因此也被称为“肥料工业之父”、“农业化学之父”。

李比希与三聚氰胺

中国发生三鹿奶粉事件发生后,“三聚氰胺”一度成为使用频度最高的词儿。是谁发明了三聚氰胺,是李比希最早合成了三聚氰胺,但他不应该挨骂。李比希于1834年使用双氰胺法合成了三聚氰胺,工艺路线为:由电石(CaC2)制备氰胺化钙(CaCN2),氰胺化钙水解后二聚生成双氰胺(dicyandiamide),再加热分解制备三聚氰胺。目前国内、外大多以尿素为原料生产三聚氰胺:6(NH2)2CO→C3H6N6+6NH3+3CO2。

是李比希最先合成了三聚氰胺,但他并没有想到174年后中国人大量以假蛋白的形式混入奶制品。法律已经给三鹿奶粉事件中相关责任人严厉的惩处,发明三聚氰胺的并没有错,错的是不应把它用在不该用的地方。

李比希与施肥原理

为什么要施肥?施肥的基本原理是什么?大学里专门为这些问题设置了课程“农业化学之父”“肥料工业之父”李比希的养分归还学说一直是学习和考试的重点。李比希是国际公认的植物营养科学的奠基人。他于1840年在伦敦英国有机化学年会上发表了题为“化学在农业和生理学上的应用”的著名论文,提出了植物矿质营养学说,并否定了当时流行的腐殖质营养学说。他指出,腐殖质是在地球上有了植物以后才出现的,而不是在植物出现以前,因此植物的原始养分只能是矿物质。这就是矿质营养学说的主要论点。

他还进一步提出了养分归还学说,他指出:植物以不同的方式从土壤中吸收矿质养分,使土壤养分逐渐减少,连续种植会使土壤贫瘩,为了保持土奥肥力,就必须把植物带走的矿质养分和氮素以施肥的方式归还给土壤,否则由于不断地栽培植物,势必会引起土壤养分的损耗,而使土壤变得十分贫瘩,产量很低,甚至寸草不生,如通过施肥使之归还,就能维持土壤养分平衡。养分归还学说对恢复和维持土壤肥力有积极意义。李比希提出的矿质营养学说是植物营养学新旧时代的分界线和转折点,它使得植物营养学以崭新的面貌出现在农业科学的领域之中。

李比希与平衡施肥

平衡施肥理论是当前农业部门大力推广测土配方施肥的理论依据之一,而早在1843年李比希提出的“最小养分律”就是最早的平衡施肥理论。李比希在1843年《化学在农业和生理学上的应用》一书的第3版中提出了“最小养分律”。这一理论的中心意思是,作物产量受土壤中相对含量最少的养分所控制,作物产量的高低则随最小养分补充量的多少而变化。“最小养分律”指出了作物产量与养分供应上的矛盾,表明施肥应有针对性。170多年前,李比希提出的这一卓越见解,作为农业发展的基本理论,至今仍不失其光彩。

作物产量的高低取决于养分最缺的营养元素,水桶盛水量的多少取决于那块最短的板。最小养分律是后来各种水桶定律、木桶原理、短板理论的雏形,尤其在当前的各种管理培训中,水桶短板理论成了必用的模型。也就是说,李比希的最小养分律也为后来的其它学科提供了一种很有价值的分析模型。

李比希与磷肥

1840年,李比希用稀硫酸处理骨粉,得到浆状物,其肥效比之前直接使用骨粉好。1842年,李比希的学生英国人J.B.劳斯用在英国洛桑农业试验站建立了第一个用骨粉和硫酸生产的过磷酸钙工厂,这是化学肥料工业的开端。1856年李比希提出,用硫酸处理其主要成分为磷酸三钙的天然磷矿,使矿中的磷酸三钙转化为水溶性的磷酸一钙。尽管现在化肥高浓度化成为一种趋势,但过磷酸钙这种低浓度磷肥仍在全球广泛使用。

现在看来,李比希当时在植物营养与肥料方面的理论还有许多局限性的方面:过于强调了矿质养分的作用;把腐殖质看成仅是在分解后放出CO2;误认为厩肥的作用只是供给灰分元素;错误地指责布森高关于豆科作物使土壤肥沃的正确观点。李比希仅凭肉眼观察而错过溴元素的发现,使“错误之柜”成了科学研究界的典故。尽管如此,他仍不愧为植物营养与肥料学杰出的奠基人,我们肥料行业的人还是尊他为“肥料工业之父”。

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