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秦晖:有中国特色的化肥之路

更新时间:2020-08-15 21:02:42
作者: 秦晖 (进入专栏)  

   从硫铵到硝铵

   贝鲁特大爆炸令我感慨不已,写了篇我当年与硝铵炸药打交道的往事。但其实,作为化肥的硝酸铵,在中国化肥史上的地位也颇为有趣。由于苏联的影响,中国的化肥工业曾经差点走上了硝铵挂帅的道路。但后来硝铵在化肥领域几乎销声匿迹,却在炸药领域大放异彩。

   化肥硝铵隐退后,中国搞起了碳铵-氨水运动。那时我在炸药方面与硝铵打交道,在化肥方面,也对这两种wg时期的中国“争气肥”比较熟悉。

   在历史上,中国与世界的化肥(这里指氮肥)第一代都以硫酸铵为主。1930年代起,中国农民就把进口的硫酸铵叫“肥田粉”。除了日本人在我国东北搞的工厂外,当时中国也建立了自己的硫铵工业。由杰出的民族企业家范旭东投资、优秀的化学与化工专家侯德榜设计的南京的“永利铔厂(铔就是铵的时称)”也是今天讲中国民族工业创业史时必提的标杆企业。它被称为“远东第一大厂”。那时我国的化肥产量谈不上高,但技术水平是不低于当时世界潮流的。

   1949年后,我国的硫铵工业很快遇到瓶颈:一是硫铵生产需要大量硫酸,而我国硫资源相对贫乏,没有大量生产硫酸的条件。二是国际氮肥业很快迈过了硫铵时代,由于硫资源限制和硫酸根容易造成土壤酸化和板结,硫铵作为主要氮肥的角色不可避免地被淘汰。由于原有产能和使用惯性,硫铵的少量使用在我县延续到1980年,但大宗使用在wg后就衰落了。至少我在农村期间是没有见过它的。

   进入1950年代,国际氮肥生产的主流已发生分化:苏联走了以硝酸铵为主的路子,直到苏联解体前后才开始大量生产和使用尿素。但目前俄罗斯仍是世界上使用硝铵化肥最多的国家。这次造成贝鲁特大爆炸的硝酸铵,就是前苏联时期建设的硝铵产能提供的。

   应该说,硝铵作为化肥比硫铵含氮量高,而且不受硫资源限制,不破坏土壤结构,无疑是更为先进的。有人说硝酸铵与硫酸铵、氯化铵一样都是强酸弱碱化合成盐,具有酸性,会酸化土壤,不如弱酸弱碱成盐的碳酸氢铵。其实此说并无根据。因为硝酸虽与硫酸、盐酸并列为三强酸,但与硫酸根、氯离子(即“盐酸根”)的残留特性不同,硝酸根与碳酸根都很容易分解成气态氧化氮和二氧化碳而散逸,不会积存于土壤中。比碳酸根更有利的是硝酸根作为硝态氮还可以为作物吸收。

   所以与硫铵、氯铵相比,硝铵对土壤是友好的,这方面它绝不亚于碳铵。而它的含氮量却比碳铵高出一倍,又没有后者的易挥发问题,氮素有效吸收率其实比碳铵高数倍。wg时期那种褒碳铵贬硝铵的“政治正确”之论是没什么道理的。当时中国农民为什么很少有机会用硝铵?很简单,就是因为国家没有能力供应,这和那时用不了尿素是一样的道理。用不了硝铵就说硝铵不好,这是那时典型的阿Q逻辑。

   而西方则在短期流行硝铵后,很快在大规模廉价生产尿素上取得重大突破。1960年代起,尿素已经成为氮肥生产的绝对主流。而硝铵尽管比硫铵碳铵好用,但是与尿素相比,硝铵含氮量就低了,性价比远不如尿素。更重要的是,硝铵在混合其他易燃物后有爆炸风险,储、运的安全性较差。而尿素不仅按单位含氮量计比硝铵更廉价,并且属于无害有机物——这里要说,现在人们推崇“有机”,有机几乎与无害成为同义词,这很误人。其实有机的毒物多了去了。但尿素的确是无害的。尿素在中国唯一造的孽,就是曾有人利用尿素的有机氮冒充蛋白质加到掺水的牛奶里搞假冒伪劣,但那是人造孽,非尿素之过也。

   作为化肥,尿素肥效高,性价比好,用途广且易使用(不像氨水只能做基肥,也不像碳铵严格要求覆土),而且性质稳定无危险,在土壤中无残留,无疑是一种比硝铵更为理想的氮肥。

   然而在与西方和苏联都相继翻脸后,中国的氮肥业却走了一条非常独特、也非常坎坷的路子。本来1949年后,中国曾经受苏联影响,走发展硝铵化肥的路子。中苏友好时代,苏联援建的“156个项目”中三个化肥项目,吉林、太原和兰州三大氮肥厂,产能之大均为中国前所未有,它们就全是生产的硝酸铵。此外中国自己也进口苏联设备、使用苏联工艺建设了一些硝铵项目。这个时期中国的氮肥生产在数量上发展不慢,质量上比过去的硫铵也进步了一代,虽然没有跟上“尿素时代”的国际前沿,但在社会主义国家中与苏联还属同一代。

   特色“明星”——碳酸氢铵

   但是1960年代与苏联闹翻后,我国硝铵工业的发展就停滞下来。硝铵产能供应国防与工业炸药的需求尚且不足,虽然1965年还利用苏联工艺自建了陕西兴平化肥厂(其后身陕西兴化集团至今仍为我国硝铵生产第一大厂),但化肥工业押宝于硝铵的路子是走不下去了。而中国虽然在wg前夕已经在上海吴泾化工厂实验成功了尿素的工业化生产,但产量、工艺水平与经济指标还远不足以推广。可以说,在wg末期从西方引进、改革时期建成的“13套大化肥”投产前,中国农民是几乎见不到国产尿素的。

   在这种情况下,当时闭关锁国自力更生的中国在自己工艺水平的基础上,走了一条世界独一无二的氮肥工业之路:大力发展肥效很低、但工艺简单的碳酸氢铵(碳铵)作为中国化肥工业的当家产品。wg期间遍地开花的“小化肥”,乃至这一时期以国产设备自建的骨干化肥厂,几乎都是生产的碳铵。

   即便这样仍不够用,当时又大规模地把外国一般用作中间产品的氨水(合成氨直接溶于水变成氢氧化铵溶液)当做成品化肥来使用。从而使1960-1970年代的中国成为世界上唯一大规模把碳铵和氨水作为当家化肥来使用的国家。

   在wg末期中国开始大量进口尿素并引进西方大型尿素成套生产设备之前,碳铵与氨水在中国的氮肥生产和使用中都占据绝对优势。我在农村插队的大部分时期,能够接触到的化肥主要也是这两种(还有少量的钙镁磷肥),只是在插队末期才用上了进口尿素(农村干部因此也在这个时期流行穿尼龙尿素包装袋做的“尿素服”)。我手头一份当年的资料显示,1977年(我离开农村的前一年)我们田林县使用了605吨碳铵,2462吨氨水,而使用的进口尿素只有198吨。这个表还列有31吨硝铵,但据我所知,它们应该都用于自制炸药了,只有少量为民工“偷”回去做了肥料。

   改革之初流行的“wg中国经济崩溃说”如今常被批判,不少人往往引用统计数字,说那时的经济也取得了相当的成就。其中,化肥产量在wg末期先后上升到世界第四、三位,就是一个证据。

   这数字倒是不假。就以我们县而论,这一阶段化肥年使用量曾达3400多吨,改革后直到世纪之交都没有再达到这个数值。不过,当时的化肥产量基本是靠氨水和碳铵撑起来的。而如果论品种的进步,则1949年前中国的硫铵可以说与当时国际主流是同一代。1950年代的硝铵虽说已经赶不上尿素这班车,与苏联还算是“社会主义阵营”的同一代。但是wg时期的“碳铵-氨水时代”不要说与硝铵、尿素相比,就是与硫酸铵来比,也不是前进,而是倒退了一步了。

   碳铵的利与弊

   其实由于碳铵制取容易,在国外早在1920年代,即在硫铵流行之前,就曾被人们作为化肥试用过。但很快这个用途就被淘汰了。wg时期曾经宣传说碳铵比硫铵好,因为不会残留硫酸根,久用不伤土壤。这个说法并不错,而且人们早就知道。还有一种说法是1950年代侯德榜发明的新工艺进一步降低了碳铵生产的成本,这也是对的。但即便用原来的工艺,碳铵的成本也不高。那么,为什么过去人们不用它呢?很简单,就是因为它被认为没有肥效。作为化肥,即便不伤土壤又便宜,但如果肥效太差,谁会白花这个钱?

   理论上讲,碳铵含氮量只有尿素的三分之一,硝铵的一半,硫铵的80%,是世界上大量使用过的人造氮肥中肥分最低的。但这还不重要,凭着它产量大、价格低,含氮量低一点,并不是致命伤。关键是这种东西比其他几种氮肥化学性质更不稳定,容易挥发分解。尤其在我们南方,气温稍高,没有密封的碳铵很容易分解为二氧化碳和氨气挥发掉。我那时抓一把碳铵搓搓,捧到跟前立即能闻到强烈的氨味。在地面洒点儿碳铵粉,不久就像樟脑一般挥发不见。这样施到地里,庄稼还来不及吸收就挥发掉大半。所以书上讲,施用碳铵一定要仔细盖土,减缓肥分挥发。但是人民公社时期的农民出工哪有那么细心,通常都随便洒在田里完事,所以肥效很差。说是含氮量有尿素的三分之一,实际能被作物有效吸收的有十分之一就不错了。

   当时我们为了增加碳铵吸收想过不少办法。比如把它掺入堆肥中密封一段时间,使它挥发的氨气能部分地与堆肥中的腐殖质结合成腐殖酸铵,增强堆肥的肥效,这比氨气白白挥发掉强。但这么麻烦的做法是很难推广的。何况当时中国的“腐殖酸热”也是一场小运动,我们那时根本不知道腐殖酸的定义,以为沤烂的“农家肥”就是腐殖质,而腐殖质似乎就是腐殖酸。其实化学上的腐殖酸(胡敏酸)有明确的定义,它是死亡生物中高分子有机碳成分的降解产物,低碳腐物的腐殖酸含量是很低的。国外说的腐殖酸资源主要是泥炭、劣质褐煤与风化煤,并不是我们所说的堆肥,而且他们也不是用成品碳铵、而是用原料氨水作为铵源,所以作为商品肥料的腐殖酸铵又叫做“氨化煤”。像我们当时那样用低碳“堆肥”加碳铵搞“土法生产”腐殖酸铵,其实是更加浪费铵分,进一步降低而不是增加了碳铵已经很可怜的肥料价值。

   所以总的来说,wg时期大轰大嗡地搞“五小工业”运动,全国一口气建了1500多家“小化肥”,化肥生产商之多超过全球其他国家的总和。其中绝大部分都生产碳铵,大多数还是高投入低产出的亏本经营,其结果虽然成功地拉抬了中国化肥产量的统计数字,但对提高农业生产力的作用是很有限的。

   尤其是后来进口尿素上市后,一对比农民就对碳铵摇头说“迷本”(壮语:不成)。在我当农民的最后一两年,进口尿素按计划经济的销售配额是非常紧俏的,只要有门路,生产队干部都要想方设法多弄点尿素指标。而对碳铵即便国家补贴了价格,还是需要强制摊销农民才勉强使用。农业实行大包干后,我县使用碳铵就逐年减少。当然,农户对自己掏钱买的碳铵使用更上心,更能仔细地施用后盖土护铵,肥效比公社时代略好,在尿素缺乏时还能维持一定的使用量。但我国成为尿素生产大国后,碳铵就基本从田间消失了。

   化肥界的一朵奇葩

   但比起碳铵来,当时大量用氨水做化肥就更为奇葩。

   氨水其实就是多种氮肥的基本原料合成氨,合成氨与硫酸硝酸盐酸等固氨酸类化合成硫铵、硝铵、氯化铵等就是一般成品氮肥。但如果固氨酸类缺乏,合成氨没法做后续加工,因陋就简把它通入水中使其部分溶解,那就是氨水。所以它实际上是上述化肥生产中的中间产品。如果氨水好用,再把它加工成硫铵硝铵碳铵岂不是多此一举?因此各国极少把它当做成品化肥的。但苏联、中国有这样用的,不过苏联用得也少,只有wg中的中国,氨水一度成为“当家化肥”。

   由于农民对氨水比对碳铵更不感兴趣,wg后期推广应用氨水也是一场小运动。我县1976年高峰时推广应用了2948吨,达到当年使用化肥氮素总量的68.33%,比碳铵还多得多。以致那时氨水一度几乎成为化肥的代名词。其实我后来知道,用氨水做化肥也是苏联传来的。但苏联天气寒冷,氨水挥发没那么强烈。而且他们主要是用大型专用机械进行土下定深施用,不像我们,是在亚热带地区手工操作在水田里施用的。

   氨水除了挥发性比碳铵更甚,氮素浪费更大外,还是具有一定毒性和腐蚀性的“危险化学品”。由于对金属有腐蚀性,书本上说氨水必须用玻璃或陶瓷容器密封储运。但作为大宗化肥用瓶瓶罐罐储运,又麻烦又费钱,因此那时都用普通铁皮油桶来装运氨水。这些铁皮桶很容易被腐蚀穿孔。如果孔在下部,氨水漏光了农民不会接受空桶,损失就由当时唯一的“官商”供销社承担了。但是如果上部穿孔,氨水漏掉很少,农民往往不会发觉,供销社即便发觉也不会吭声。但其实密封一旦破坏,时间稍长氨气会挥发殆尽。到使用时打开油桶,里面会是一桶清水,农民只好自认倒霉。这样的事我就遇到好几回。更多的情况是氨气并未挥发完,但浓度显著下降,成了不达标的劣质品“淡氨水”,农民戏称“卫生氨水”,那肥效就更低了。不过当然,这些都不影响当时的化肥产量用量统计数字。

   施用氨水是个苦活。氨水的氨气刺鼻,闻多了会中毒头晕。而那时我们是没有任何防护设备的。由于氨气太浓会熏死植物,所以我们一般都在水田插秧前放水耙地时施放氨水,把它耙入泥中做基肥。但由于氨水比重轻于水,它往往还是浮上表层,把田埂上的草都熏枯,田里的蚯蚓螺蛳都熏死了。在这样的泥水中赤足耙田,就算闻着没事,氨水的腐蚀性也会把腿上皮肤烧的发白,敏感者甚至发炎溃烂。

   而这些“可恶的”氨气其实正是氨水中的肥分。可想而知,储运中的损耗加上使用中的挥发,氨水在造成上述痛苦的同时也就失去了肥效。加上人民公社时代农民干活普遍有“应付”倾向,施氨水时耙田那是没办法,耙完田后本应及时插秧,让氨水在挥发完前多少被秧苗吸收产生肥效。但是插秧工序的社员却往往“怕臭”而拖延,尽量在氨气消散时才下田。那时氨水还能有多少肥分保留?

   所以,氨水理论上的含氮量或许不算太低(氨水氨水,除了水就是氨,而不含固氨酸根的氨,含氮量高于任何化肥。但加水稀释成为氨水后,含氮量则很难标准化,我们那时打开氨水桶的气味几乎桶桶不同,有的氨气浓烈呛人欲晕,有的一般般,有的就是前述没什么氨味的“卫生氨水”),但浪费却比碳铵还要严重得多。尤其在公社时代极为粗放的储运、使用方式下,实际肥效还不如碳铵。而使用时又更加遭罪。无怪乎农民更不愿使用。

   1976年推广运动的热度一过,使用量便迅速下降,1980年(我县集体农业的最后一年)已经比运动时减少了40%。那一年实行改革恢复农户经济后,农民有了自主权,次年氨水销量就几乎降为零,比逐年递减的碳铵消失得更快。

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文章来源:新浪网 秦晖的博客
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