История удобрений

Люди, как это ни странно, пришли к мысли о внесении минеральных веществ в почву относительно недавно. До первой половины девятнадцатого века выращиваемые культуры удобрялись лишь органическими удобрениями, да эмпирически подобранными веществами (например, золой) – повсеместно считалось, что для роста и питания растений нужна лишь вода.

Данную точку зрения «доказал» в свое время нидерландский алхимик ван Гельмонт, проведя ряд опытов с ивой. В течение пяти лет он регулярно поливал растение, посаженное в большой горшок. За это время ива стала тяжелее почти на 70 кг, тогда как земля практически не изменила свой вес, убавив всего 100 грамм.

С развитием химии как науки, ситуация несколько изменилась. Стало очевидным, что для роста растений нужен углерод, которого в воде нет, зато в воздухе предостаточно. Теория была быстро оценена и получила подтверждение опытным путем благодаря стараниям швейцарского ботаника Жана Сенебье. «Воздушное питание» растений получило широкое распространение и вызвало возражение лишь у консервативно настроенной группы ученых, считающих, что основное питание растений происходит за счет органических веществ, содержащихся в почве.

Вероятно поэтому новая теория, предложенная немецким химиком Ю. Либихом в книге «Органическая химия в применении к земледелию и физиологии», была встречена «в штыки». В частности, в своем труде автор указывал на обеднение почвы минеральными солями и предрекал скорую необходимость их искусственного внесения в состав удобрений. Первоначально ученый определил в необходимые для внесения в почву химические элементы только калий и фосфор, так как азот, по его мнению, мог усваиваться растениями из воздуха. В результате первые опыты по внесению фосфорно-калиевых удобрений провалились – результаты сплошь отрицательные. Книга вызвала шквал критики среди знатоков сельского хозяйства и ученых, на Либиха посыпались оскорбительные карикатуры и письма.

Тем не менее, после признания Либихом своей ошибки и добавления в список необходимых веществ азота, его работа была признана и оценена по достоинству. Со второй половины девятнадцатого века для производства удобрений (суперфосфата и сульфата аммония) стали строится заводы. Калий и фосфор промышленники добывали без труда - в почве этих элементов содержится в достаточном количестве, однако азот добыть было труднее. Помощь пришла из Чили – оказалось, что благодаря особому разложению органических веществ (вследствие почти полного отсутствия на данных территориях осадков), а так же веками копившемуся в этой местности птичьему помету, в предгорьях Кордильер образовались уникальные залежи селитры. Это соединение залегало вдоль океана в виде полосы длиной 200 км, шириной три километра и толщиной до 3 метров. Чили становится крупнейшим импортером селитры. Объемы ее выработки неуклонно росли – в конце XIX века добывалось около тысячи тонн в год, а в начале ХХ века уже порядка миллиона тонн. Не удивительно, что ученые были обеспокоены столь быстрым потреблением этого соединения и искали пути синтеза азотных соединений.

Впервые этого удалось добиться Фрицу Габеру в 1909 году, который изобрел метод связывания азота, содержащегося в воздухе, получая на выходе аммиак. Позднее метод Габера был усовершенствован другим немецким ученым – Карлом Бошем. Оба исследователя за свои труды были удостоены Нобелевской премии. В настоящее время метод Габера – Боша остается основным способом получения азотистых удобрений, коих производится около 100 миллионов тонн в год.