ประวัติความเป็นมาของปุ๋ย

ประวัติศาสตร์ของการใช้ปุ๋ยมีอิทธิพลอย่างมากต่อสภาพทางการเมือง เศรษฐกิจ และสังคมในการใช้งานแบบดั้งเดิม
ตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 เป็นต้นมาปุ๋ยสังเคราะห์ทางเคมีได้เปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมไปอย่างสิ้นเชิง[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]
ประวัติศาสตร์
ชาวอียิปต์ ชาวโรมัน ชาวบาบิโลน และชาวเยอรมันยุคแรก ล้วนมีบันทึกว่าใช้แร่ธาตุและ/หรือปุ๋ยคอกเพื่อเพิ่มผลผลิตในฟาร์มของตน การใช้ขี้เถ้าไม้เป็นปุ๋ยบำบัดแปลงกลายเป็นที่แพร่หลาย[ 4 ]แม้ว่าก่อนหน้านี้จะคิดว่าแนวคิดเรื่องการใช้ปุ๋ยอาจมีอายุเพียง 2,000 ถึง 3,000 ปี แต่ปัจจุบันเชื่อกันว่าเกษตรกรยุคแรกใช้ปุ๋ยคอกเพื่อบำรุงพืชผลมานานถึง 8,000 ปีแล้ว[ 5 ]ในเทือกเขาแอนดีส พวกเขาใช้มูลนกอย่างน้อย 1,500 ปี ก่อนที่ประเทศในยุโรปจะเริ่มนำเข้าในศตวรรษที่ 19 เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นอันเนื่องมาจากการปฏิวัติอุตสาหกรรม ในศตวรรษนี้ "มูลนก" ถูกนำมาจากเปรูและชิลี (และต่อมาก็จากนามิเบียและพื้นที่อื่นๆ) ในปริมาณมากไปยังยุโรปและสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นแรงผลักดันให้เกิดสงครามแปซิฟิกระหว่างเปรู ชิลี และโบลิเวีย
มีการใช้ปลาเป็นปุ๋ยมาอย่างน้อยก็ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1620 แล้ว
บุคคลสำคัญในยุโรปและสิ่งประดิษฐ์ของพวกเขา
โยฮันน์ เฟรดริช มาเยอร์
โยฮันน์ ฟรีดริช มาเยอร์ (1719–1798) เป็นคนแรกที่นำเสนอชุดการทดลองเกี่ยวกับความสัมพันธ์ของยิปซัมกับการเกษตรแก่โลก และนักเคมีหลายคนได้ปฏิบัติตามเขาในศตวรรษที่ 19 อย่างไรก็ตาม ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ยังคงมีความคิดเห็นที่หลากหลายเกี่ยวกับวิธีการทำงานของมัน ตัวอย่างเช่น: [ 6 ]
- นักปฐพีวิทยาชาวฝรั่งเศส Victor Yvart (1763–1831) [ 7 ]เชื่อว่าการทำงานของยิปซัมเป็นผลจากกรดซัลฟิวริกซึ่งเป็นส่วนประกอบของมันเท่านั้น และความคิดเห็นนี้ตั้งอยู่บนข้อเท็จจริงที่ว่าเถ้าของหญ้าซึ่งมีซัลเฟตของเหล็กและซัลเฟตของอะลูมินา มีผลต่อพืชพรรณเช่นเดียวกับยิปซัม[ 6 ]
- ชาร์ลส์ ฟิลิแบร์ เดอ ลาสตีรี นักปฐพีวิทยาชาวฝรั่งเศส (ค.ศ. 1759–1849) สังเกตว่าพืชที่มีรากอยู่ใกล้ผิวดินมากที่สุดจะได้รับผลกระทบจากปูนปลาสเตอร์มากที่สุด จึงสรุปได้ว่ายิปซัมจะดูดซับธาตุอาหารของพืชจากบรรยากาศและส่งตรงไปยังพืช[ 6 ]
- Louis Augustin Guillaume Boscบอกเป็นนัยว่าคุณสมบัติในการดูดซับของยิปซัม (ซึ่งเขาถือว่าเป็นเรื่องปกติ) อธิบายการกระทำของมันต่อพืชได้ดีที่สุด แต่ความคิดเห็นนี้ถูกหักล้างด้วยการทดลองของ Davy [ 6 ]
- ฮัมฟรี เดวีพบว่าจากเนื้อลูกวัวสับสองห่อ ห่อหนึ่งผสมกับยิปซัม อีกห่อหนึ่งทิ้งไว้โดยไม่ผสมยิปซัม และทั้งสองห่อถูกแสงแดดส่องถึง ห่อหลังจะแสดงอาการเน่าเสียก่อน เดวีเชื่อในเรื่องนี้ว่ายิปซัมเป็นส่วนหนึ่งของอาหารของพืช ถูกดูดซึมเข้าไปในพืช และรวมเข้ากับพืช[ 6 ]
Mayer ยังส่งเสริมระบบการหมุนเวียนพืชผล แบบใหม่ ด้วย[ 8 ]
จัสตุส ฟอน ลีบิก
นักเคมีJustus von Liebig (1803–1873) มีส่วนสำคัญอย่างยิ่งต่อความก้าวหน้าในการทำความเข้าใจโภชนาการของพืช ผลงานที่มีอิทธิพลของเขาได้ประณาม ทฤษฎี ฮิวมัสของAlbrecht Thaer เป็นครั้งแรก โดยโต้แย้งถึงความสำคัญของแอมโมเนีย เป็นอันดับ แรก และต่อมาได้ส่งเสริมความสำคัญของแร่ธาตุอนินทรีย์ต่อโภชนาการของพืช[ 9 ] Liebig ปฏิเสธปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารอินทรีย์และแร่ธาตุ และสับสนระหว่างสารอาหารของพืชกับธาตุแร่ ทฤษฎีของเขาถูกพิสูจน์ว่าไม่ถูกต้องอย่างรวดเร็วโดยชุมชนวิทยาศาสตร์ว่าเป็นเพียงการทำให้ง่ายเกินไป แต่การผสมผสานผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจกับการวิจัยทางวิชาการ นำไปสู่กระบวนการ 'การกัดเซาะความรู้' ในสาขานี้[ 10 ]
ในอังกฤษ เขาพยายามนำทฤษฎีของเขาไปใช้ในเชิงพาณิชย์โดยการผลิตปุ๋ยที่ได้จากการนำฟอสเฟตของปูนขาวในปุ๋ยกระดูกมาทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกแม้ว่าจะมีราคาถูกกว่าปุ๋ยขี้ค้างคาวที่ใช้กันในเวลานั้นมาก แต่ก็ล้มเหลวเพราะพืชไม่สามารถดูดซึมได้อย่างเหมาะสม
เซอร์จอห์น เบนเน็ต ลอว์ส
จอห์น เบนเน็ต ลอว์สผู้ประกอบการชาวอังกฤษเริ่มทำการทดลองเกี่ยวกับผลกระทบของปุ๋ยชนิดต่างๆ ต่อพืชที่ปลูกในกระถางในปี พ.ศ. 2480 และหนึ่งหรือสองปีต่อมา การทดลองก็ขยายไปสู่พืชผลในแปลงปลูก ผลที่ตามมาทันทีประการหนึ่งคือ ในปี พ.ศ. 2485 เขาได้จดสิทธิบัตรปุ๋ยที่ทำขึ้นโดยการนำฟอสเฟต มาทำปฏิกิริยา กับกรดซัลฟิวริกและด้วยเหตุนี้จึงเป็นคนแรกที่สร้างอุตสาหกรรมปุ๋ยสังเคราะห์ขึ้น[ 11 ]ในปีต่อมา เขาได้ว่าจ้างโจเซฟ เฮนรี กิลเบิร์ตผู้ซึ่งเคยศึกษาภายใต้ลิบิกที่มหาวิทยาลัยกีสเซินให้เป็นผู้อำนวยการฝ่ายวิจัยที่สถานีทดลองรอธัม สเต็ด ซึ่งเขาก่อตั้งขึ้นในที่ดินของเขา จนถึงทุกวันนี้สถานีวิจัย รอธัมสเต็ด ที่ทั้งคู่ก่อตั้งขึ้นยังคงทำการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบของปุ๋ยอนินทรีย์และอินทรีย์ต่อผลผลิตพืชผล[ 12 ]
ฌอง บาติสต์ บูสซิงโกต์
ในประเทศฝรั่งเศสฌอง บาติสต์ บูสซิงโก (ค.ศ. 1802–1887) ชี้ให้เห็นว่าปริมาณไนโตรเจนในปุ๋ยชนิดต่างๆ นั้นมีความสำคัญ
นักโลหะวิทยาเพอร์ซี กิลคริสต์ (ค.ศ. 1851–1935) และซิดนีย์ กิลคริสต์ โทมัส (ค.ศ. 1850–1885) ได้คิดค้นกระบวนการกิลคริสต์-โทมัสซึ่งทำให้สามารถใช้ แร่เหล็กที่เป็นกรดและมี ฟอสฟอรัส สูง จากทวีปยุโรปในการผลิตเหล็กได้ปูนขาวโดโลไมต์ที่เคลือบอยู่ภายในเตาแปลงสภาพจะเปลี่ยนเป็นแคลเซียมฟอสเฟต เมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นปุ๋ยได้ เรียกว่า โทมัสฟอสเฟต
กระบวนการเบิร์คแลนด์-อายเด
กระบวนการBirkeland–Eyde ได้รับการพัฒนาโดย Kristian Birkelandนักอุตสาหกรรมและนักวิทยาศาสตร์ชาวนอร์เวย์ร่วมกับSam Eyde หุ้นส่วนทางธุรกิจของเขา ในปี 1903 โดยอิงจากวิธีการที่Henry Cavendish ใช้ ในปี 1784 [ 13 ]กระบวนการนี้ใช้ในการตรึงไนโตรเจน ในบรรยากาศ (N ) ให้เป็นกรดไนตริก (HNO ) ซึ่งเป็นหนึ่งในกระบวนการทางเคมีหลายอย่างที่โดยทั่วไปเรียกว่าการตรึงไนโตรเจนกรดไนตริกที่ได้จะถูกนำไปใช้ในการผลิตปุ๋ยสังเคราะห์ โรงงานที่ใช้กระบวนการนี้ถูกสร้างขึ้นในRjukanและNotoddenในนอร์เวย์ ควบคู่ไปกับการสร้างโรงไฟฟ้าพลังน้ำ ขนาดใหญ่ [ 14 ]กระบวนการนี้ไม่มีประสิทธิภาพในแง่ของการใช้พลังงาน และปัจจุบันถูกแทนที่ด้วยกระบวนการHaber [ 15 ]
กระบวนการฮาเบอร์-บอช
ในช่วงต้นทศวรรษของศตวรรษที่ 20 นักเคมีผู้ได้รับรางวัลโนเบลCarl BoschจากIG FarbenและFritz Haberได้พัฒนากระบวนการ Haber [ 16 ]ซึ่งใช้ไนโตรเจนโมเลกุล (N ) และก๊าซมีเทน (CH ) ในการสังเคราะห์แอมโมเนีย (NH ) ที่ยั่งยืนทางเศรษฐกิจ แอมโมเนียที่ ผลิตในกระบวนการ Haber เป็นวัตถุดิบหลักของกระบวนการ Ostwald
กระบวนการออสท์วาลด์
กระบวนการออสท์วาลด์ (Ostwald process ) เป็นกระบวนการทางเคมีสำหรับการผลิตกรดไนตริก (HNO₃ ซึ่งพัฒนาโดยวิลเฮล์ม ออสท์วาลด์ (ได้รับสิทธิบัตรในปี 1902) กระบวนการนี้เป็นหัวใจสำคัญของอุตสาหกรรมเคมี สมัยใหม่ และเป็นวัตถุดิบสำหรับการผลิตปุ๋ยชนิดที่พบมากที่สุดทั่วโลก (ตัวอย่างเช่นแอมโมเนียมไนเตรตซึ่งเป็นปุ๋ยที่ใช้กันทั่วไป ผลิตโดยการทำปฏิกิริยาระหว่างแอมโมเนียกับกรดไนตริก) ในเชิงประวัติศาสตร์และในทางปฏิบัติ กระบวนการนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกระบวนการฮาเบอร์ (Haber process) ซึ่งเป็นแหล่งวัตถุดิบที่จำเป็น คือแอมโมเนีย ( )
เออร์ลิง จอห์นสัน
ในปี ค.ศ. 1927 เออร์ลิง จอห์นสันได้พัฒนาวิธีการผลิตไนโตรฟอสเฟต ในระดับอุตสาหกรรม หรือที่รู้จักกันในชื่อกระบวนการออดดาตามชื่อโรงงานถลุงแร่ ของเขา ในนอร์เวย์กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการทำให้ หิน ฟอสเฟต (จากเกาะนาอูรูและเกาะบานาบาในมหาสมุทรแปซิฟิกตอนใต้) เป็นกรดด้วยกรดไนตริกเพื่อผลิตกรดฟอสฟอริกและแคลเซียมไนเตรตซึ่งเมื่อทำให้เป็นกลางแล้วสามารถนำไปใช้เป็นปุ๋ย ไนโตรเจนได้
อุตสาหกรรม

ชาวอังกฤษ
วิทยาศาสตร์ด้านเคมีและบรรพชีวินวิทยา ที่กำลังพัฒนา ประกอบกับการค้นพบโคโปรไลต์ในปริมาณเชิงพาณิชย์ในอีสต์แองเกลียทำให้ฟิสันส์และแพคการ์ดพัฒนาโรงงานผลิตกรดซัลฟิวริก และปุ๋ยที่ แบรนฟอร์ดและสแนปซัฟฟอล์กในช่วงทศวรรษ 1850 เพื่อผลิตซูเปอร์ฟอสเฟตซึ่งถูกส่งออกไปทั่วโลกจากท่าเรือที่อิปสวิชภายในปี 1871 มีโรงงานผลิตซูเปอร์ฟอสเฟตประมาณ 80 แห่ง[ 17 ]
หลังสงครามโลกครั้งที่หนึ่ง ธุรกิจเหล่านี้เผชิญกับแรงกดดันด้านการแข่งขันจากมูลนก ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ซึ่งส่วนใหญ่พบได้ในหมู่เกาะแปซิฟิกเนื่องจากกระบวนการสกัดและการจำหน่ายมูลนกเหล่านี้มีความน่าสนใจทางเศรษฐกิจมากขึ้น
ช่วงระหว่างสงคราม[ 18 ]มีการแข่งขันเชิงนวัตกรรมจากImperial Chemical Industriesซึ่งพัฒนาแอมโมเนียมซัลเฟต สังเคราะห์ ในปี 1923 ไนโตรชอล์กในปี 1927 และปุ๋ยที่มีความเข้มข้นและประหยัดกว่าที่เรียกว่า CCF (Concentrated Complete Fertiliser) ซึ่งมีส่วนประกอบหลักเป็นแอมโมเนียมฟอสเฟตในปี 1931 [ 19 ] การแข่งขันมีจำกัด เนื่องจาก ICI มั่นใจว่าตนเองควบคุม ปริมาณแอมโมเนียมซัลเฟตส่วนใหญ่ของโลก
ในส่วนอื่นๆ ของยุโรปและอเมริกาเหนือ
บริษัทปุ๋ยอื่นๆ ในยุโรปและอเมริกาเหนือได้ขยายส่วนแบ่งการตลาด ทำให้บริษัทผู้บุกเบิกของอังกฤษต้องควบรวมกิจการและกลายเป็นบริษัทFisons , Packard, and Prentice Ltd. ในปี 1929 โดยรวมแล้วพวกเขาผลิตซูเปอร์ฟอสเฟตได้ 85,000 ตันต่อปีในปี 1934 จากโรงงานใหม่และท่าเรือน้ำลึกในเมืองอิปสวิชก่อนสงครามโลกครั้งที่สอง พวกเขาได้เข้าซื้อกิจการประมาณ 40 บริษัท รวมถึง Hadfields ในปี 1935 และอีกสองปีต่อมาก็ได้เข้าซื้อ กิจการ Anglo-Continental Guano Works ซึ่งเป็นบริษัท ขนาดใหญ่ที่ก่อตั้งขึ้นในปี 1917
สภาพแวดล้อมหลังสงครามมีลักษณะเด่นคือระดับการผลิตที่สูงขึ้นมากอันเป็นผลมาจาก " การปฏิวัติเขียว " และเมล็ดพันธุ์ชนิดใหม่ที่มีศักยภาพในการดูดซับไนโตรเจนเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งพันธุ์ข้าวโพด ข้าวสาลี และข้าวที่มีการตอบสนองสูงสิ่งนี้มาพร้อมกับการพัฒนาการแข่งขันระดับชาติที่รุนแรง การกล่าวหาเรื่องกลุ่มผูกขาดและการผูกขาดอุปทาน และในที่สุดก็เกิดการควบรวมกิจการและการซื้อกิจการระลอกใหม่ ชื่อเดิมไม่มีอยู่แล้วนอกจากในฐานะบริษัทโฮลดิ้งหรือชื่อแบรนด์: Fisons และ ICI agrochemicals เป็นส่วนหนึ่งของบริษัทYara International [ 20 ]และAstraZeneca ในปัจจุบัน
ปัจจุบันผู้เล่นรายใหญ่ในตลาดนี้ ได้แก่ บริษัทปุ fertilizers ของรัสเซียUralkali (จดทะเบียนในตลาดหลักทรัพย์ลอนดอน ) ซึ่งอดีตเจ้าของส่วนใหญ่คือDmitry Rybolovlevผู้ซึ่งได้รับการจัดอันดับโดย Forbes ให้เป็นบุคคลที่ร่ำรวยที่สุดอันดับที่ 60ในปี 2008