化肥在农业生产中的利弊分析 (化肥发展历程)

中国是世界上人口最多的国家,也是世界上最大的农业国,同时也是有着几千年悠久的农耕历史的国家。自古以来,施肥就是农业生产过程中非常重要的一项活动。古人有云 “庄稼一枝花,全靠粪当家”,肥料对于农业的保产增产是非常重要的。

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咱们再讲今天的主题化肥之前,先来给大家回顾一下传统农家肥。传统农家肥有大致以下几类:第一种大家很熟悉,是人和牲畜的排泄物,经过堆肥发酵之后施用在农田中,味道非常难闻,但是效果是传统农家肥中最好的一种;第二种肥料相对来说味道会好一些,大家可能更容易从感官上接受,就是绿肥。绿肥一般会使用树叶或者农作物的秸秆进行一个堆肥发酵,也是堆肥发酵之后施用在农田中增加土壤的肥力;第三种就是杂肥,杂肥就是因地制宜了,比如说鸡鸭的毛、人吃过之后剩下的泔水,还有、豆饼、鱼的骨头、其他的动物的骨骼等等一起堆在一起来进行发酵,这叫杂肥;第四种相对来说比较少,叫做矿物肥。因为不同的地理位置上土壤的肥力不太一样,土壤的构成也不一样,有些偏酸有些偏碱,所以古人也发现在一些农田中,比如施用了石灰、石膏、硫磺、骨灰或者草木灰之类的会调节一下土壤的酸碱度,可以让土壤的肥力增加。

传统农家肥一直施用了几千年,一直到大概二三十年前在我国的广大农村地区都广泛施用。但是它的缺点也很明显。首先,它有效含量比较低。举个例子,人和牲畜的尿液和粪便中我们进行发酵,其实主要是取里边的氮肥,但是含氮量是相对比较低的,所以需要大量的施用才行;第二就是污染比较重,除了空气中的气味不好以外,那很多的农家肥实际上对水源与土壤也会造成一定的污染,甚至会产生寄生虫;第三农家肥的产量其实并不足也不稳定。毕竟一个地方耕地是可以开荒,但是人和牲畜的排泄物其实是有一定量的。所以产生的农家肥的总量其实也不是特别的多;第四个就是它生产的周期比较长,从搜集人的和牲畜的排泄物到把它堆肥发酵成功,少要几个星期多要一两个月,这个对于农业生产来说周期还是比较长的,所以从人类有了化学工业,有了化肥以后,传统农家肥就慢慢的淡出我们视野了,因为这些缺点在新的化肥中,通通都不存在。

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化肥的一个有效含量是非常高的。相对来说,对土壤跟水的污染也比较小,这个好像有点出乎大家意料。其实只要你合理使用化肥,尊重科学技术人员的指导,化肥其实对于环境的污染是远远要低于农家肥的。而且化肥的产量可以根据当地的一个工业生产水平,它是上不封顶的,你可以生产很多。而且化肥的生产周期相对比较短,一般的一两个星期就可以生产一大批,全球范围内都可以交易。这也就是为什么在最近一两百年的人类的农业生产中,化肥大行其道的重要原因。

接下来就给大家介绍一下化肥的生产历史。化肥的生产实际上的时间并不长,既然叫化肥,原名叫化学肥料,那它得跟化学的诞生得是密切相关的。化学工业的产生其实要追溯到第一次甚至第二次工业革命,就是第一次工业革命后期到第二次工业革命前期,这个时候人类的化学工业有了一个长足的进步,也是从这个时候开始,人类开始有意识地去生产一些农田肥料。

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最早是19世纪,大概是在1842年,就是中英南京条约签署的那一年,英国人在世界上建了第一个化肥厂,生产的是相对来说最容易生产的磷肥,它主要成分是过磷酸钙。因为磷肥主要比较依赖磷矿石,磷矿石经过了简单的化学加工之后就能够成为可以使用的农田中的磷肥,它的生产工艺简单,所以最早是英国人在1840年建立的化肥厂生产的就是磷肥。第二个生产的是钾肥,这个钾肥它依赖的是钾盐矿开采出来的钾盐,经过化学的加工相对,这个加工之后就可以施用的农田中了,时间是1861年德国生产的。第三个是氮肥,氮肥就不能从自然界直接开采了,因为我们知道氮气在大气中含量其实是非常多了,但是氮气非常的懒惰,它不跟自然界中其他的化学元素轻易地发生化合作用。那这样一来的话,氮气就成为了相对比较稳定的一种自然界存在很尴尬,它不能被植物直接吸收,那怎么办呢?要把它变成化合物才行,这个就需要纯粹的化学工业了,所以最早的时候是在19世纪末,当时科学家和工程师啊发明了一种技术,从煤气中回收了铵,铵主要成分是氢化合物,化学方程式是NH3。这个铵溶于水,有强烈的刺鼻气味,铵水实际上可以直接施用在农田中。后来就有了更高级的氮肥,以铵为原材料。

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1913年第一次世界大战期间,德国人发明了高效率合成铵的工艺,主要当时合成铵之后,他们都大量的用来做硝酸铵了。硝酸铵除了是化肥以外,他还有一个身份叫*药炸**。第一次世界大战期间,那当然是广泛使用*药炸**了,不是黑*药火**,是*药炸**,硝酸铵既可以到划分又可以当*药炸**,所以很多国家其实现在都不怎么生产了,因为不稳定,一旦受到挤压,碰撞,就会发生剧烈的爆炸,大家还记得在2020年8月7号,在黎巴嫩的首都贝鲁特发生了一个巨大的一个爆炸,看地图几乎把半个港口都抹平了,大家一开始以为是恐怖分子袭击,其实不是,后来经过调查,在港口中存放了大量的硝酸铵,经过碰撞挤压发生了爆炸。

所以一战期间德国人有了合成铵技术,却没有用来做肥料,都用去大部分生产*药炸**了,但是既然有了这个技术,到和平年代的时候,人们总会去想能不能地让它有更多的用处,之所以在1922年的时候,一战结束之后,德国人开始不生产硝酸了,通过铵和二氧化碳经过复杂的工艺流程生产尿素,尿素就是非常非常重要的氮肥,它的性质更稳定,不会发生爆炸。在土壤中更容易被植物吸收。

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随后在1920年左右也有了复合肥,当时是美国跟加拿大的工程师率先研制出来的,这个复合肥叫磷酸钠,当然了,对于我们中国的老百姓来说,最熟悉的复合肥应该是史丹利复合肥,再有就是金克拉。化肥的一个工艺的成熟是从十九世纪下半叶到二十世纪上半叶之间,中国相对来说晚一些,中国最早的一个化肥应该是在1909年左右,当时有历史记载最早的是从南美洲的智利进口了一批硝石,但硝石其实更多的是用来做*药炸**的。

新中国成立以后,从五十年*开代**始,我们国家的开始兴办化肥工厂,化肥工厂还是先从磷肥厂开始建,随后在七八十年代之后,特别是七十年代以后八十年代初,我们国家从西方国家引进了大批的成套设备生产合成铵。随后中国的一个尿素生产开始了井喷式的增长,到1991年的时候,中国尿素的产量已经跃居世界第一了,中国的化肥的施用量也开始节节攀升,高于全世界平均水平。

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中国的钾盐矿主要分布在西北地区,青海、*疆新**等地,所以中国是伴随着五六十年代以后,特别是七八十年代,铁路开始修通了,西北地区的这个钾盐矿开始开发以后,中国的一个钾肥也开始逐步的生产,大致的顺序跟世界差不多。先有磷肥,再有钾肥,最后批量生产氮肥。

为什么化肥都是围绕氮磷钾,其他的元素就不需要吗?需要,比如缺锌也不行了,微量元素各种各样的一个农作物也需要,但是农作物生产过程中最需要的还是氮磷钾,之所以重要是因为缺了其中任何一个植物都长不好。

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给大家简单介绍一下,如果农作物缺了氮肥会怎么样?如果缺氮生产慢,植株会非常矮小,叶片非常的小,叶绿素汇合成不好,叶片会发黄缺磷肥呢?那生产也会当然很缓慢,产量比较低。叶片会呈深绿色,而且开花的时间会推迟,种子会比较小,特别是果树缺磷肥是不行的。那缺钾肥呢?叶子从周围的一个四周边缘开始发黄,甚至会产生灼伤状,如果看见一个大叶片,四周一圈都黄了,那这不是虫子咬的,一般可能是缺钾肥了,他成长也会比较慢,根系不发达。而且根茎非常脆弱,非常容易倒伏,抗病虫害的能力会大幅度下降。所以氮磷钾啊要进行一个复合施用。

但是施用的过程中也不能过量,施用过量会造成土壤的板结,相对的一些盐碱化。氮肥其实它都是以这个盐,我们说化学里讲了一个盐,其中的一部分离子被吸收了,另一部分离子就会跟土壤中的一些铁元素、钙元素相结合,形成我们说的一个盐碱化,所以化肥施用过量会造成盐碱化,会造成土壤板结,会随着这个地下水污染水源,所以化肥的使用不是越多越好,一定要施用适量,否则会对土壤对环境造成很大的影响。而且化肥施用过量会造成植物疯长,他只顾长叶根枝。就不结果了,所以对于我们的农业生产来说也是不利的,所以化肥的施用一定要尊重农业科学技术的一个指导才行。

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回顾一下我国的氮磷钾的生产历程。中国从上个世纪七十年代以后开始大批量的成套引进西方的制铵的一个设备,最后开发出来了中国自己的一个氮肥生产体系。当然到今天,我们已经不依赖西方设备了,中国的氮肥的产量是非常过剩的,中国现在年产氮肥是5000万吨以上,那么不仅的自己够用了还大量的出口。国家去产能的时候对于氮肥也是进行了一定的控制,因为这个只要一个国家化工够发达,那它的氮肥的产量就会源源不断,但是问题在于全世界能够生产大批量生产氮肥的国家,除了中国,那只有美国等少数几个发达国家,很多发展中国家,因为重化工业不发达,所以氮肥产量非常低,需要依赖进口。那么没有氮肥,农业生产就跟不上,能粮食产量低,就会造成饥荒。所以联合国的粮农组织每年的在给全世界欠发达国家进行一个粮食补贴之余,也会进行化肥的支援。中国在这方面做了很多的工作。氮肥中国生产过剩的,不仅自己够用,而且还出口给其他的发展中国家。

第二个磷肥,磷肥非常依赖磷矿石,那么磷矿发达的国家生产当然相对来说条件更优越一些。那比方说大家熟悉的这个鸟粪石,大家都知道太平洋有一个岛国叫瑙鲁,这个瑙鲁国家非常小,就一个小岛,他非常富裕,就是因为大量的销售鸟粪石,鸟粪石就是鸟的粪便、羽毛、尸体和其他动物的尸体长期的积累石化了,开采以后就是优质的磷肥,发达国家也是非常需要的农业现代化都离不开磷肥,所以瑙鲁因为鸟粪石赚了一笔。其实全世界产磷肥的国家并不是特别多,否则西方国家也不会大量的进口太平洋岛国的鸟粪石了。中国地大物博,但是氮磷肥的分布其实并不均匀,主要分布在云贵川鄂豫鲁,就是西南极少,加上中原的河南跟山东,也就只有这几个省拥有磷矿,有工业开采价值。

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中国的一个主要粮食生产区,可不在云贵川地区,而是在东北地区,华中地区跟华东地区,那都是一些平原地区,所以需要长途运输,需要依赖铁路跟河运。所以磷矿相对来说,产出的磷肥都比较贵,一直到2011年左右,中国的磷肥才基本上能自给自足,每年大概现在是在6000万吨以上

钾肥相对来说就比较严峻,中国的钾矿已经探明的储量在全世界范围的占比并不高,中国可能最有名的钾矿就分布在青海的格尔木柴达木盆地,还有*疆新**的罗布泊盆地,这两个盆地都是盐矿,不仅有日常的氯化钠,也有氯化钾之类的,它占世界的总储量其实并不是很高,所以中国的一个钾矿的开发就不够,钾肥的生产当然也就不足了,所以中国的钾肥是大量依赖进口的,近几年好一些了,但是还是需要进口。中国的钾肥每年的产量大概是在400万吨以上,产完之后也需要通过长途运输到东部地区的农耕去才行。

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现代农业已经不是传统农业那种日出而作日落而息的一个状态了,更多的依赖一个国家强大的工业生产能力、强大的交通运输能力和强大的社会经济组织能力,只有这样的国家才能够拥有一个体系完整的现代农业,才能够真正的实现农业现代化,确保粮食生产安全,确保国家安全,确保人民群众的美好生活。这就是化肥对于我们社会日常生产生活的重要性,也是我们化肥生产的一个基本历程。