От дефицита гуано летучих мышей до «процесса Габера-Боша»: когда сельское хозяйство получило синтетические удобрения

О роли в развитии АПК двух немецких лауреатов Нобелевской премии - Фрица Габера и Карла Боша – рассказывает Александр Хаммонд в своей статье на портале geneticliteracyproject.org. «В течение 19-го века фермеры использовали гуано (т.е. накопленные экскременты морских птиц и летучих мышей) в качестве высокоэффективного удобрения, которое обладало исключительно высоким содержанием азота, фосфата и калия - питательные вещества, необходимые для роста растений. Но к началу 20-го века запасы гуано начали истощаться, и цена на удобрения стала расти. Если бы решение проблемы истощения гуано не подоспело, начался бы голод. Привет, Фриц Габер. Габер родился в 1868 году в Бреслау, Германия (ныне часть Польши). В 18 лет начал изучать химию в Гейдельбергском университете. К 1894 году Габер работал в Университете Карлсруэ, исследуя методы синтеза азота. Азот очень распространен в атмосфере, но химический элемент трудно извлечь из воздуха и превратить в жидкую или твердую форму (процесс, известный как «закрепление» азота). После тысяч экспериментов в течение почти 15 лет Габеру, наконец, удалось произвести аммиак 3 июля 1909 года и доказать, что коммерческое производство возможно. Тем не менее, открытие Габера произошло в маленькой трубе, 75 сантиметров в высоту и 13 сантиметров в диаметре. В начале 20-го века больших контейнеров, которые могли выдерживать давление и температуру, необходимые для промышленного производства аммиака, еще не существовало. И здесь в истории появляется Карл Бош. Родившийся в Кельне в 1874 году, Бош изучал металлургию в Университете Шарлоттенбурга в 1894 году, а затем перешел в Лейпцигский университет для получения докторской степени по химии в 1898 году. Бош познакомился с Габером в 1908 году и, узнав об открытии, взял на себя задачу разработки подходящих контейнеров, которые могли бы управлять процессом Габера на промышленном уровне. Слева на фото Карл Бош, справа - Фриц Габер. В течение четырех лет Бош производил аммиак в 8-метровых контейнерах – так родился «процесс Габера-Боша». К 1913 году Бош открыл завод и положил начало индустрии удобрений, которую мы знаем сегодня. Открытие «процесса Габера-Боша» означало, что впервые в истории человечества стало возможным производить синтетические удобрения для применения на широком спектре культур для поддержания растущего населения Земли. Трудно сказать, сколько жизней удалось спасти благодаря этому прорыву, но увеличение численности населения мира с 1,6 миллиарда в 1900 году до более чем 7,3 миллиарда сегодня «не было бы возможно без синтеза аммиака», утверждает чешский ученый Вацлав Смил. После своего революционного вклада в прогресс человечества эти два ученых работали на правительство Германии во время Первой мировой войны. Бош сосредоточился на создании бомб, в то время как Габер стал играть важную роль в разработке газообразного хлора. Когда Адольф Гитлер пришел к власти в 1933 году, Габер бежал из Германии, чтобы преподавать в Кембриджском университете, и вскоре после этого умер в 1935 году. Между тем, в 1937 году Бош был назначен президентом Института Кайзера Вильгельма - высшей научной должности Германии. Будучи убежденным критиком нацистской политики, Бош вскоре был отстранен от этой должности и умер в 1940 году. Сегодня более 159 миллионов тонн аммиака производится ежегодно, и хотя аммиак также используется для очистки и в качестве хладагента, 88 процентов аммиака применяется для удобрений. Предполагается, что если бы средние урожаи оставались на уровне 1900 года, то для сбора урожая в 2000 году потребовалось бы почти в четыре раза больше сельхозземельземель, чем было фактически обработано. Это соответствует площади, равной почти половине всей земли на свободных ото льда континентах, а не только 15 процентам, которые необходимы сегодня для производства селльхозкультур». (Источник: geneticliteracyproject.org. Автор: Александр Ч.Р. Хаммонд).