（四）.1.肥料与土壤营养剂.ppt

* * * * * （四）. 食物與農業的科技里程碑 對於食物與農業發展，化學家與化學工程師有許多貢獻，讓我們得以種植、收成、消費豐碩有營養的食物。 在十九與二十世紀，一般餐桌上擺的是根菜地窖、花園或當地農場生產的食物：攪拌器裡的奶油、拴在後院的母雞下的蛋、花圃裡的蔬菜、儲藏在冰盒裡的肉、用燒煤或燒木頭的火爐烹煮。 過去一個世紀裡，我們的農場變得更有生產力，使得餐桌上的食物來源有相當巨大的改變，食物與飲水供給也變得很穩定。現代農夫採用新的化學發明，用肥料與殺蟲劑改良農產，並研發出許多種食物。增強食物風味、外觀、可得性與營養價值的新科技，使消費者受益良多。 這些化學進展有助於世界餵飽急速增加的人口。 （四）.1. 肥料與土壤營養劑 固氮作用 哈柏法 化學肥料進展 綠色革命與混種植物 （四）.2. 保護作物與蟲害管理 波爾多法與殺菌劑 DDT 與殺蟲劑 牲畜保護 農場機械化 （四）.3. 食品加工：食物處理與安全 糖精與甘味素 維他命添加物 保存與製造進展 食品安全與測試 （四）.4. 食品儲藏 食品包裝 冷凍劑與氟氯碳化物 微波爐 乾淨飲水 大事記 1881 法國科學家巴士德 (Louis Pasteur) 發現可供豬羊施打的碳疽熱疫苗。 1883 丹麥化學家凱達爾 (Johan Gustav Kjeldahl) 研發出分析任何有機化合物中氮含量的方法。 1884 法國植物學家密拉戴 (Pierre M. A. Millardet) 發明抵抗葡萄霉菌的波爾多混合物。 1901 孟山都公司創辦人奎尼 (John F. Quenny) 製造出糖精。 1913 德國化學家哈柏 (Fritz Haber) 與柏許 (Carl Bosch) 研發出量產阿摩尼亞的製程。 1913 麥考倫 (Elmer V. McCollum) 與大衛 (Marguerite David) 在奶油與蛋黃中，發現維他命A。 1918 「家榮華」公司發表第一部成功以壓縮機運轉的家用冰箱。 1933 經過維他命D強化的牛奶開始進行商業販售。 1939 瑞士化學家繆勒 (Paul Mueller) 發現 DDT 殺蟲劑的除蟲效果。 1943 美國農業部的化學家研發出可供農場使用的噴霧殺蟲劑。 1953 「陶式化學」公司發表家用莎綸包膜。 1964 「綠色革命」：新混種植物與液態土壤肥料的應用，協助解決了開發中國家的營養問題。 1972 美國禁用 DDT （匈牙利在一九六八年成為全世界第一個禁用 DDT 的國家）。 1974 「孟山都」公司發表其多用途、非耕作性的全面除草劑。 1990 經過新奇強化的食品，以及「營養食品」產品，在商業上大受歡迎。 （四）. 食物與農業的科技里程碑 大事記 （四）.1. 肥料與土壤營養劑 固氮作用是微生物將較無活性的氮，轉化成無機氮化合物，然後以植物裡的蛋白質之類的有機氮化合物形式，再度出現在營養鍊中的一種重要天然過程。氮肥，尤其是硝酸鹽，在重度作物生產的過程中，通常都很缺乏。於是有人研發出許多商業製程，藉此生產氮肥，最有名的是合成阿摩尼亞的哈柏法。一九五六年發展出來的凱式法，可自動分析有機化合物中既有的氮量，藉以達到土壤化學均衡。 固氮作用 氮循環 用來測定有機物質裡的氮量的凱式法儀器 （四）.1. 肥料與土壤營養劑 哈柏法 十九世紀末，世界人口增加，食物供給卻有限，人們日漸擔憂。農地土壤裡的氮被耗盡，用工業製作氮肥卻一直懸而未決，有些科學家已預期全世界會發生大飢荒。因此從空氣中製造氮化合物，便是當務之急。結果德國在一九○八年解決了這個問題，哈柏 (Fritz Haber) 發現阿摩尼亞合成原理，用上了當時所有可用的物理與化學資源。這種合成法是在高壓高溫下，透過鐵觸媒進行。任職於德國巴斯夫化學公司 (BASF) 的化學家柏許 (Carl Bosch) ，在一九一三年建立了第一套必威体育精装版的工業用生產過程，讓二十世紀的農產與人口都得以成長。 哈柏 （四）.1. 肥料與土壤營養劑 化學肥料進展 從一九一三年開始，商業生產的合成肥料大大改善了作物收成與產量。化學肥料的基本生產創新此後不斷，其中包括一九三○年上市的顆粒肥料，以及一九六五年引進美國市場的懸浮肥料。到了一九七○年代，顆粒肥料經過進一步提煉，製成適合家用的混合肥料。 最近商用肥料的創新，有可避免環境經過施肥後，產生不良效應的定時控釋肥料。 （四）.1. 肥料與土壤營養劑 綠色革命與混種植物 從一八七○年代開始，帶有理想特質的混種植物就被創造出來，藉此增進食物產量與品質。有機化學辨識出理想的植物品質，將其轉接到連續混種上頭，並以化學肥料增大它們吸收氮的能力。 這些進展造就了所謂的「綠色革命」。綠色革命起源自墨西哥