农业霸主:从生产化肥开始 农业化肥前景

化肥的发明对农业发展带来了哪些影响？

一项关系国计民生的技术

——20世纪上半叶化学肥料的发明与应用俗话说:“庄稼一枝花，全靠肥当家。”但是，在20世纪之前，农作物所需要的氮肥，来源却是十分有限的。

19世纪初，在智利的沙漠地区，人们发现了一个很大的硝酸钠矿，于是，很快得到了开采，到19世纪中叶，世界上所使用的氮肥就主要来自智利的这一矿床。但是，由于天然硝石的产量毕竟极其有限，智利的这个矿也只够开采几十年，所以，当时在世界上十分珍稀。除了稀少之外，从美洲到欧洲遥远的距离也是一个不利的重要原因。

到了19世纪后期，随着炼焦工业在欧洲各国的逐渐兴起，人们又发现，用炼焦的副产品氨为原料，可以制成硫酸铵，作为氮肥来使用，这样，廉价的炼焦副产品又逐步成为氮肥的另一个来源。但是，还是远远满足不了需要。当时农业上所使用的氮肥主要来自有机物的副产品，比如：人和畜的粪便、花生饼、豆饼、臭鱼烂虾及动物的下脚料等等。除此之外，还有极少量的氮素来自雷雨放电而形成的氮氧化物。

随着农业生产的发展和地球人口的不断增加，天然氮化合物的数量已越来越无法满足农作物生长的需要，世界各国越来越迫切要求建立规模巨大的生产氮化合物的工业。

1898年，英国物理学家克鲁克斯，最先意识到化肥对人类的重要性，他在布里斯特召开的大英科学协会上发表演说，在列举了大量事实之后警告人们说：“由于人口增加，土地变得狭窄了，长此下去，粮食不足的时代就会到来，解决的办法是必须找到新的氮肥。”

（1）向空气要氮肥

新的氮肥从哪里寻找?科学家们自然而然地想到了空气。科学家们已经知道，在地球周围的空气中，氮气占了相当大的一部分，约为79％，可以说是取之不尽、用之不竭。但是，虽然空气中有大量的游离氮，但氮的化学性质却很不活泼，要直接利用它还是很困难的。科学家发现，在自然界常温状态下，游离氮只能被一种在豆科植物上生长的细菌所直接利用，这种菌叫做根瘤菌。根瘤菌有一种绝妙的本事，即它具有固氮的功能，它能够在常温下将空气中的氮气转化成自身所需要的氮肥。于是，向悔春纳空气要氮肥成了科学家们追求的目标。

克鲁克斯的警告，首先引起了德国的重视，因为德国所瓜分的殖民地很少，粮食必须自给自足。和其他欧洲国家的科学家一样，德国的化学家也在想使空气中的氮气同氢气直接化合得到合成氨，并使它变成化肥硫酸铵。然而，这并不像使氧气和氢气化合生成水蒸气那样简单，许多化学家都认为难以进行，连著名的化学家李比希也认为那是不可能的。

但是，李比希的结论的确有些过偏，人类进入20世纪后，科学家逐渐要把这一切变成现实，已经研制出了几种将空气中的氮作为化合物提取的空气氮固定法。虽然不太实用，但却为将来的发展打下了基础。

1900年初，莱比锡大学的奥斯特瓦尔德教授经过多年对催化剂的研究之后碧没宣称：氨已经合成成功。他用铁丝做催化剂，将氨分解为氮气和氢气，反过来又使容积6％的氮气和氢气合成氨。这的确是可能的，如果使用催化剂也许能够进行从前所不可能的氮和氢的化合。为此，他向德国巴登苯胺纯碱公司(BASF化学公司)请求援助资金100万马克。

但是，还是有许多科学家感到怀疑，在众多的怀疑者中，有一个人是经过认真思考而提出疑问的，他就是刚进入BASF公司工作一年的青年工程师博施，此时他年仅26岁。

博施知道奥斯特瓦尔德合成氨成功的方法后，他重新进行了这位大科学家的实验，结果他发现，那个所谓合成的氨根本不是合成的，实际上是因为森拆氨分解实验时使用铁丝而出来的，他思考再三，不知是否应该指出这位大科学家的错误，最后，他鼓足勇气，公布了他的研究成果，正式指出了奥斯特瓦尔德的错误。

对于许多著名的科学家来说，博施确实是无名之辈，有人指责他：“新参加工作的人懂得什么?”

但是，随后一些科学家重复进行了实验，结果也证明了博施的正确，他们开始对博施刮目相看，博施由此而名声大振，从此，他对空气中氮的固定法产生了兴趣。

1902年，科学家弗兰克和卡勒把碳化钙用电炉加热到1000℃以上，使它同空气中的氮化合而制成石灰氮，但是，这并不意味着实现了人工合成了氮肥的梦想，因为制造碳化钙必须把生石灰和焦炭装进2300℃以上高温电炉，这样，消耗了大量的电力，因而不太实用。所以，也就没有从根本解决农业上所需要的化肥问题。

1903年，伯克兰和艾德又研制出另外一种固定氮的方法，他们采用在空气中放出电火花的方法，使空气中的氮与氧化合，生成硝酸，进而生成硝酸钙，但是，同样的问题是：这种方法仍需要大量的电力。

奥斯特瓦尔德在公布了他的实验结果后，博施等人指出了他的错误，最后，他自己也认识到了自己的错误。他潜下心来，继续深入地进行催化剂的研究。

奥斯特瓦尔德所在的莱比锡大学，早在1897年1月就建成了大型实验室，所以，他有深入研究不可缺少的条件。他同研究员一起进行催化剂的研究。有一次，他们发现，仅用一千万分之一克的胶质状铂催化剂，就能使氧化氢分解速度提高100万倍。他坚信：催化剂对于工业生产一定具有重要的作用。很久以来，对什么样的化学反应用什么样的催化剂效果最好?什么样的催化剂结构对化学反应起加速或延缓作用?这些问题人们都不了解，全是凭经验进行摸索。奥斯特瓦尔德进行了理论研究，他给催化剂下了这样的定义：

“化学反应尚未出现最终生成物时，能使反应速度发生变化的物质。”

他还形象地把催化剂比喻为“机械润滑油”，它并不给予机械能量，却能起到减少摩擦的作用。

奥斯特瓦尔德开辟了作为现代化学技术标志之一的催化剂在工业上利用的道路，为人工合成化肥铺平了道路，没有他的催化剂理论，别人以后也不会合成化肥。

（2）哈柏功不可没

从BASF公司的所在地路易港溯莱茵河而上，有一个地方叫卡尔斯鲁厄，此处有一所著名的大学叫卡尔斯鲁厄工程学院。该学院的化学教授弗里茨·哈柏，此时也因深受克鲁克斯警告的影响，开始致力于氨合成的研究工作。

1902年初，为了研究合成氨理论，哈柏去美国进行科学考察，他专程参观和访问了设在尼亚加拉的一座模仿自然界雷雨放电的生产固定氮的工厂。通过参观，使他对固定氮为氮氧化物和氨的研究产生了浓厚的兴趣。返回德国后，他便一头钻进了实验室，开始了这一划时代的研究工作。

1904年，维也纳的两位化工企业家——马古利斯兄弟，意识到这项工作的伟大意义，慕名来到卡尔斯鲁厄工程学院，正式与哈柏签订了研究氮氢元素合成氨的合同。从此，哈柏与其学生和助手全力以赴地投入了氨合成的试验研究。

哈柏研究氨的合成理论，是从可逆反应的平衡条件方面入手的。哈柏认为，仅有催化剂的知识是不够的，需要有对化学反应的新的理解——化学平衡理论，这个理论的核心就是：原料物质一般不会全部成为生成物质，同时，生成物质也会发生逆反应。在一定的反应条件下，即浓度、温度、压力之下，这种正逆反应是平衡的。

哈柏认识到，若根据这种思想调整反应条件，从前认为不可能的氨合成也许是可能的。哈柏首先想到，也许高温会进行这个反应。他按照他的思路开始进行实验，但是，结果却出乎意料，当温度升高到1000℃时，氨的产量才不过是原料体积的0.012％，这还不如低温度时的产量。但是，降低反应温度时，反应却又变得十分缓慢。哈柏认为，为了使化学反应加快，需要有适当的催化剂。

从1904年4月至1905年7月，这一年多时间里，虽然哈柏他们夜以继日地坚持在实验室里做着各种枯燥的试验，但几乎每次试验的结果都令人失望。于是，马古利斯兄弟见无利可图，便取消了对这个项目的资金支持，这样，哈柏就陷入了极度窘迫的境地。

与此同时，在柏林大学研究化学平衡理论的瓦尔特·赫尔曼·能斯特教授，也已投入了合成氨理论的研究，他亲自制造高压釜，进行高温、高压实验。经过实验，他发现哈柏的实验结果有问题，数字过大，实际上仅0.0032％，还要再小一个数量级，这就证明了哈柏的实验结果是不可行的。

瓦尔特·赫尔曼·能斯特为了使它的研究能够实现工业化，请求某个有名的化学公司制造设备，虽然它的压力并不算太高，但是，这个公司还是难以制出能耐住这样高温、高压的设备，于是，他犯了一个极大的错误，打消了实现工业化的念头，而埋头于实验室研究。

哈柏虽然在计算上有错，但在与能斯特的这场争论中，弄清了要使产量进一步提高就要对原料气——氮气和氢气施以高压、降低温度，并使用催化剂。

能斯特灰心了，哈柏却没有灰心，他从瓦尔特·赫尔曼·能斯特终止的地方开始了新的实验。此时，他不仅已经熟悉这个实验的理论，而且具备了成功的基础。

哈柏等人在化学平衡理论的指导下，开始一点一点地、耐心地进行试验，他们实验在什么样的压力和温度下产量能达到百分之几。他们还下大力气寻找最佳的催化剂，曾把能够禁受数百个大气压的反应容器镶嵌在枪弹壳里，用阿乌埃尔社团的瓦斯灯公司提供的铂、钨、铀等稀有金属，竭力寻找新的催化剂。

哈柏就是在这样的困境下，冒着高温、高压的危险继续试验。正当哈柏的试验研究屡遭失败而一筹莫展的关键时候，法国科学院院刊上报道了法国化学家采用高温、高压合成氨，而使反应器发生爆炸事故的消息。哈柏知道后深受启发，他果断地改变了试验条件，特别是提高了反应压力，并改进了工艺，终于取得了令人振奋的进展，合成氨的产量显著增加了。

1907年，哈柏等人选择锇或铀为催化剂，在约550℃和150至250个大气压的不寻常的高压条件下，成功地得到了8.25％的氨，第一次成功地制取了0.1公斤的合成氨，从而使合成氨有可能迈出实验室阶段。这无疑是一个具有实用价值的突破。而在此时，能斯特以50个大气压、685℃，以铂粉或细铁粉、锰做催化剂，却只取得了产量为0.96％的氨。哈柏的实验比能斯特的实验几乎高出8倍。

这一胜利极大地鼓舞了哈柏和他的助手们，他们预感到合成氨的试验研究已进入了实用化阶段，于是，又加紧对高温、高压合成氨工艺的研究。经过艰苦卓绝的试验研究，他们取得了一系列第一手的实验数据，大大加快了试验研究的步伐，不断取得令人振奋的新进展。

哈柏的科研成果极大地震动了欧洲化学界，化工实业界人士纷纷购买他的合成氨专利，独具慧眼的德国巴登苯胺纯碱公司捷足先登，抢先付给哈柏2500美元预订费，并答应购买他以后的全部研究成果。但公司中很多工程师，对钢制反应容器的赤热程度表示不安，对如此高压更感吃惊，因而对它的工业化持有怀疑。他们想起法国所发生的反应器爆炸的消息，担忧地说：“昨天爆炸的高压釜只有7个大气压。”言外之意，哈柏的高压实验条件也可能引起爆炸。

1909年，哈柏又提出了“循环”的新概念。所谓“循环”，就是让没有发生化学反应的氮气和氢气重新返回到反应器中去，把已反应的氨通过冷凝分离出来，这样，周而复始，以提高合成氨的获得率，使流程实用化。这一概念的提出，可以说是合成氨迈向工业化进程中具有决定性意义的重大突破。德国政府极为重视，立即接受和采用了这个新设想。

当年7月2日，哈柏在实验室制成了一座小型的合成氨装置模型，这是世界上第一个氨合成装置的模型。博施同他的部下米塔希一起，作为巴登苯胺纯碱公司的代表，前来接收哈柏的实验技术和装置。哈柏当场演示了他的合成氨装置，这种装置魔术般地以每小时0.08公斤的速度合成着氨。博施亲眼看到了液氨滴落的情况。前来观看的专家们共同认为，用不了多长时间，它将成为日产几吨的设备，从而清楚地预见了它的工业化的前景。

巴登苯胺纯碱公司立即买下了哈柏合成氨的专利权，并将其全部研究成果接收下来，双方还签订了协议，其要点是：不管生产工艺如何改进，合成氨的售价如何下降，巴登苯胺纯碱公司每售出1吨氨，哈柏分享10马克，其收入永不改变。

1919年，瑞典科学院考虑到哈柏发明的合成氨已在经济中显示出巨大的作用，经过慎重考虑，正式决定为哈柏颁发1918年度的世界科学最高的荣誉和奖励——诺贝尔化学奖，以表彰他在合成氨研究方面的卓越贡献，从此，他跻身于世界著名化学家的行列。

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小农经济成熟于？

小农经济指的是以自主农业为主要生产方式的农村经济形态。小农经济成熟于古代社会，在中国古代社会中，小农经济是主要经济支柱之一。随着社会的发展和经济的变革，小农经济逐渐减弱，农闹瞎村经济逐渐走向散弯丛商业化和集约化。

在现代，小农经济仍然存在于许多发展中国家中。小农经济在当前仍然发挥着重要作用。它是维持农村基本的经济组织和农业生产的基础。同时，小农经济也是促进农民自我发展和增加收入的重要途径。

在当前，随着新技术的广泛应用和现代化的农村改革，小农经济有望得到进一步发展和提升。当然，这需要大力推进农村产业发展和企业化经营，同时也需要加强农民意识的培养和农冲樱村人才的选拔和培训。

最早人类农业的三个阶段

人类农业活动发展三阶段：

第1阶段：刀耕火种的原始农业 （持续时间约为7000年） （见图1）

特点：刀耕火种、熟荒、撂荒，基本只有种和收两个环节。

问题：只取不给，土地营养平衡完全靠自然植被的自我恢复。

第2阶段：自给自足的传统农业 （持续时间：近3000年来）（见图2）

特点：

以人力、畜力为橘档主要动力，输入低；

以人粪尿、动物粪便、绿肥等有机肥为土地提供营养；

采用间作、轮作、套作等方式来充分利用土地资源进行农业生产，注意到了保持地力常新；

注意天时地利来进行农业生产，注重顺应自然规律。

问题：

由于以人畜力为主，劳动生产低效；

对自然的依附状态不能得到改善；

难以在较大规模上合理充分利用自然资源，比如林、牧、农、渔的综合生产。

第3阶段：集约化生产的石油农业 （至今约150多年）

开始时间：19世纪40年代，鼎盛时期：20世纪60年代（见图3）

特点：

以机械化、水利化、化学化和电气化来进行农业生产；

直接和间接依赖石化能源；

农业劳动生产率大大提高；

土地生产率和农产品商品率提高（比如在美国，1%的人种粮养活着全国其余的人）

问题：

高输入、高能耗，加剧世界能源危机；

机械化耕作与不合理的种植导致严重的土壤流失；

化肥和农药用量上升，但卜燃大部分进入了环境，引起严重环境污染；

单一种植使生态失衡，引发大规模病虫害；

人工创造的高产品种广泛取代了各地农畜品种圆弊乱的多样性，使后者的基因快速灭绝。

洛克菲勒故事（超详细）

人物经历：

洛克菲勒出身贫穷，在家中六个孩子排行第二。父亲是威廉·洛克菲勒(William Avery Rockefeller)(1810年11月13日-1906年5月11日）.母亲是Eliza Davison(1813年9月12日-1889年3月28日）。他父亲是卖假药的江湖郎中，又犯重婚罪，不是个正直的人，故洛克菲勒一生都与他保持着一段距离，但父亲精打细算的商业头脑也对年幼的洛克菲勒留下正面影响。

然而完全相反的，其母却是个虔诚的浸信会教徒，生活自律，并从小对他灌输节俭，勤奋等观念。儿时同辈形容他是个”口齿清晰，讲究方法，谨慎小心”的孩子。

1853年他的家庭搬到了俄亥俄州的克里夫兰（Cleveland）。1855年9月，16岁的洛克菲勒在经过六个礼拜的求职后，终于在Hewitt Tuttle公司开始了第一分工作：簿记员。此时他的月薪是17美元。领到第一分薪水的他向自己承诺：未来毕生都要捐出十分之一的财产于慈善事业。

3年后的1858年，19岁的他已离职与克拉克(Maurice B. Clark）合伙开始独立经营农产品转售的生意。

1859年，宾州开挖出世界第一口油井，无数人们疯狂涌进西北，数以千计的油井被胡乱开挖出来，其中自然也包括了邻近的克利夫兰。看到这情况的洛克菲勒判断“原油价格必将大跌，真正能赚到钱的是炼油，而非钻油。”

历史证明了他的想法。数年内，原油暴跌，炼油速度远不及钻油速度，许多钻油商必须贱价抛售原油以避免破产。1863年，和克拉克两人终于行动，成立Clark Rockefeller转向石油提炼投资，并揽入了另一位合伙人，化学家安德鲁斯(Samuel Andrews）。

1865年，洛克菲勒和老合伙克拉克在经营方针上出现了严重纠纷。其结果，洛克菲勒大量借债筹措现金，在拍卖会上以72,500美金（这对当时的他是一笔极大的巨款）成功将克拉克股权全数买下，而公司名亦改为Rockefeller Andrews，克拉克从此离开标准石油。该拍卖常被后世史家视为洛克菲勒乃至整个石油历史上极为重要的一战。

1864年，洛克菲勒与Laura Spelman Rockefeller结婚，两人是之前在商业学校的班上认识的。他从此再也没有第二段爱情关系。他们生了四个女儿和一个儿子，这唯一的儿子也将在日后继承他的大部分事业。

1866年，揽入自己弟弟William Rockefeller为生意伙茄启芹伴。1867年，揽入Henry M. Flagler为另一合伙人，以Rockefeller,Andrews,Flagler三人为核心的炼油公司Rockefeller,Andrews Flagler于是诞生，这即是日后标准石油的前身。

此后两三年间，洛克菲勒选择高风险的极端方法，大量举债增资，大量转投资，大量开发副产品，结果是成功的。于1868年，Rockefeller,Andrews Flagler公司已在克利夫兰拥有两块炼油区，并在纽约设有一交易据点，并已是世界上最大炼油商。

1870年与人合办埃克森－美孚石油公司，至1880年几乎垄断整个石油业，并形成美国第一个大托拉斯。

1892年法院裁定美孚石油托拉斯为非法垄断企业，他被迫将财产转到各分公司名下，但仍由原董事会集中经营。

1899年又将分公司联合成立新泽西美孚石油公司。生前聚敛了大量的财富，曾捐款建立芝加哥大学及一些慈善机构。

1896年，57岁的洛克菲勒退休了。洛克菲勒退休后，几乎将全部的精力放到了发展慈善事业上。从19世纪90年代开始，他每年的捐献都超过100万美元。1913年，他设立了”洛克菲勒基金会”，专门负责捐款工作。他捐款总额高达5亿美元之多。

后代沿袭他的做法，到1950年，共捐赠25亿美元。以他名字命名的基金会培养了3个国务卿、12个诺贝尔医学奖获得者和众多的科学家。被称为”亚洲第一流的医学院”的中国北京协和医院即是洛克菲勒基金会捐款修建的。

洛克菲勒退休后又活了41年。1937年5月23日，98岁的洛克菲勒在他位于奥尔蒙德海滩的别墅里去世了。他的子孙继承了他的事业。洛克菲勒家族成了美旁嫌国10大超级富豪之一，也是当今美国最负盛名的家族之一。他的孙子纳尔逊·洛克菲勒曾当上了美国副总统，而他的另一个孙颤毕子大卫·洛克菲勒，则是赫赫有名的大银行家。

扩展资料

洛克菲勒的名言：

我不靠天赐的运气活着，但我靠策划运气发达。

让每一个念头都服从于利益动机。

一个人不是在计划成功，就是在计划失败。

命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。

我的信念是抢在别人之前达到目的。

智慧之书的第一章，也是最后一章，就是天下没有白吃的午餐。

借口是制造失败的根源。

永远不能让自己的个人偏见妨碍自己的成功。

往上爬的的时候要对别人好一点，因为你走下坡的时候会碰到他们。

即使输了，唯一该去做的就是光明磊落的去输。

参考资料：百度百科-洛克菲勒

化肥是谁发明的

1840年德国人尤斯图斯·冯·李比希（Justus von Liebig）才首次发现植物所需的化学养分，是化学肥料的开端，农业产量因此大增，从此人类饥荒问题开始大幅减少。

市面上出售的肥料种类及品牌极多，依成分可分为无机肥料和有机肥料，肥料通常直接用于败做土壤，或喷洒于叶片。

保守估计报告称30％至50％的作物产量归因于天然或合成商业肥料。全球市场到2019年，价值可能会上升到超过1850亿美元。欧洲化肥市场将会增长，以赚取大约的收入。 2018年为153亿欧元。兆枯档

扩展资料：

肥料内的元素可分为主要元素和次量元素两种。

氮（N）、磷（P）、钾（K）是三大重要元素，因为经常应用在“N.P.K.”肥料；钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）等称为次量元素，因为常用于石灰处理、施肥试验。植物组织含有大量这三大元素。

微量营养素在不同的植物中占不同的比例，通常每百万有5至100部分（根据质量）。微量元素包括铁（Fe）、锰（族乱Mn）、硼（B）、铜（Cu）、钼（Mo）、锌（Zn）、氯（Cl）等。

参考资料来源：百度百科－化肥