合成化学的海鸟保存

农业革命的时机已经成熟了。欧洲人口已经翻了一倍100年19世纪中叶在接下来的100年,可能再翻一番——如果粮食生产保持。大量增加耕地面积推动这种增长,但土地被耗尽。农民需要新的工具;他们需要新的方法来增加农业产量。

在阿尔萨斯的一个农场,坐落在德国边境,法国化学家让-巴蒂斯特·Boussingault想出了一个解决方案。无疑,他的实验已经证明,农业产出依赖于一个元素上方。他看到在他的领域;测量它在他的实验室里:氮他,从他的作物产量越大。

增加土壤养分,农民依靠有机废物的回收。草和动物粪肥- 20吨每公顷被广泛应用于Boussingault周围的农场。但食物和nonrecycled浪费了生态系统中的氮,它只能补充旋转高价值和低收益(但制氮)豆类作物。导致Boussingault一个明确的结论:提高生产率,农民需要找到新的氮来源。

一万公里从Boussingault农场,秘鲁海岸的一小群岛屿将永远改变农业。沐浴在洪堡的冷却流电流,Chincha群岛举办世界上一些最富有的氮存款。四周长满了水域支持巨大的沙丁鱼和凤尾鱼,海鸟的岛屿都拥有巨大的殖民地:鸬鹚,鹈鹕和鲣鸟。鸟类,几千年来,埋粪便的岛屿。

烘焙固体在炎热干燥的气候,这些离岸堆积如山的粪便,或鸟粪,白色的热带阳光下闪闪发光。众所周知的土著社会——这个名字来自于盖丘亚语语言——海鸟粪南美海岸交易了几代人。但直到1804年,样本抵达欧洲。分析化学家认为几乎四分之一尿酸,和15%的氮。一个典型的牛的粪便是氮约0.5%。

容易访问和挤满了可利用氮、鸟粪允许的一种新形式的农业,强化应用程序以外的材料生态系统极大地提高了输出。的需求,特别是来自英国,是巨大的。在1840 - 1880年期间——也被称为海鸟粪时代——秘鲁出口超过1300万吨辛辣但珍贵的商品。同时,西班牙曾Chincha群岛的控制权,秘鲁和美国政府未能获得供应来自秘鲁,通过鸟粪群岛法案,所有美国公民的权利占有guano-producing岛屿。

鸟儿被屠杀,所以他们没有不便挖掘机

那些鸟粪狂热所吸引,然而,很少关注物质环境产生奇迹。超过40年Chincha群岛完全剥夺;存款的鸟粪60米深完全吞噬。了它们的鸟也被屠杀,所以他们没有不便的挖掘机。人口估计超过5000万年的1800人减少到1909年几十万。

上的海鸟有幸存Chincha岛屿,它们的数量已经恢复到400万多,由于合成化学。这,哈勃-博施方法大气氮转化成氨工业规模,结束对鸟粪石的需求。几乎一夜之间,可利用氮成为廉价购买和无限的供应。它允许一个全球农业转型,鸟粪无法启用,以及20世纪世界人口增加了四倍。今天,80%的1.8亿吨氨生产全球农业。

新一代的化学家和agriscientists这巨大的消费的氨气可持续发展带来了新的挑战,为创新和新的机会。

的消耗了世界上2%的能源供应哈勃-博施方法,但在牛津郡农村稳定的风力涡轮机乱弹信号的零碳氨的生产可更换Haber-Bosch植物。总有一天我们甚至可能完全消除对这种技术的需要,生产氨生物催化和固氮酶酶。

化肥使用带来的环境挑战,集中在水体的氮,但新技术提供了希望。数据驱动的精准农业- - - - - -电子彩色遥感监测植物健康,例如,确保化肥应用只需要的地方。和识别基因提高氮的吸收提供了新的可能性,fertiliser-efficient作物品种,或上调基因的化学物质。

我们还无法知道这些方法,如果有的话,将广泛采用,但我们可以学习从鸟粪群岛一个明显的教训。化学可以——而且必须——可持续性的挑战是解决方案的一部分。