努力拯救农业:抗战前夕的化肥工业
2023/02/15 | 作者 霍安治 | 编辑 陈祥
民初粮食短缺,必须大量输入洋米洋面补上缺口。1931年,中国进口商品总金额大洋22.33亿元,其中洋米进口金额1亿零29万7576元,洋麦1亿3654万2031元,面粉4457万7828元。光是米麦两种主粮,就占了进口总额的12.6%。
解决粮食危机,关键在增产。20世纪初问世的化学肥料,使全球粮产大幅增加,制造工艺却十分艰深。国内无法自产,只能进口洋化肥。但洋商逐利而行,只顾抛售滞销货。植物成长三要素是氮、磷与钾,一战后氮肥过剩,洋商全力倾销,时称“硫酸铔”。农民单用氮肥,一时虽见增产成效,长期使用却严重破坏土质。中国每年进口化肥金额达到3000万美元,白银滚滚外流,换来国内农村的毁灭性破坏。
要拯救农业,只能自建化肥厂,自制氮、磷、钾三要素齐全的组合肥。1933年,中央政府委托化工巨商范旭东兴建永利硫酸铔厂。南北财团全力筹资,美国工程顾问公司整厂输出,并与主管农业研究的中央农业实验所密切合作,费时仅3年即建厂成功,出产合适中国土壤的化肥。在此同时,称霸南天的陈济棠巧妙筹集巨资,兴建广东肥田料厂,同样朝三要素齐全的组合肥发展。
永利硫酸铔厂“红三角牌”瞄准黄河与长江流域,广东肥田料厂主攻华南市场,一南一北,就是足以使中国人吃饱的农业发动机。但就在国产化肥开始大量上市之时,抗日战争爆发,打断了化肥救国之梦。
战争激发的“硫酸铔”
植物成长三要素是氮、磷与钾。传统农业施肥,以粪尿绿肥豆饼补氮,以兽骨磨粉补磷,以草木烧灰补钾。氮磷钾来自天然循环,数量固定,农产难以提升。人口滋生若超越土力,常造成粮荒战乱,人类文明史的盛衰兴亡因此寻解无解。
三要素之首的氮,占空气成分78%,却无法直接提取。直到1903年,德国化学家哈伯为化工巨头巴斯夫公司(BASF)研发哈伯法:以“水煤气炉”(Water Gas Generator)高温分解水蒸气提取氢,“煤气炉”(Gas Producer)燃烧空气加水化合提取氮。双双导入合成塔,高温400度、200个大气压,经铁粉催化,使氢与氮化合为氨(NH3),通过冷凝器凝成液态,成为“阿摩尼亚”,自此人类可由空气无限提取氮素。再将阿摩尼亚打入饱和器,与硫酸化合结晶,就是固态稳定、易于施肥的氮素肥料硫酸铵,民初译为“硫酸铔”。
近一百年来,全球人口激增,1900年全球人口约16亿,今日增加到77.5亿,哈伯法被公认为主要功臣。但哈伯法翻脸无情,也能大量减少人口。以哈伯法制造的阿摩尼亚,通过白金网与空气燃烧化合,溶解于水,再导入高硅生铁管加热处理,就是制造火药的基本原料浓硝酸。1913年,巴斯夫公司于奥泼(Oppau)建立全球首个硫酸铔化肥工厂。次年一战爆发,化肥厂加套设备,就是硝酸厂。德国得以甩开智利硝矿,经由空气与水,无限制造火药,使欧战打成旷古未有的世界大战。
德国投降后,被迫公布哈伯法,欧美列强大举发展氮气工业。但战争结束,氨产量过剩,欧美只好回头改制硫酸铔,全球倾销。1920年代,氮肥两大巨头同步抢进中国市场。英国帝国化学品制造公司(Imperial Chemical Industries Ltd)在华俗称“卜内门洋行”,其“峨眉月牌”肥田粉畅销全中国,几乎成了化肥的代名词。首创哈伯法的巴斯夫公司,在华称为“爱礼司洋行”,其“狮马牌”席卷沿海农村。
化肥巨头财大气粗,推销肥田粉出手豪阔。在山东桓台,百货店人和栈代销峨眉月与狮马牌,锁定甜菜产区放电影宣传,更提供赊购服务,不付钱即能领取肥料,赚了钱再结账。当地文史记载,甜菜户用上化肥,“入秋甜菜增收数倍,一个个甜菜疙瘩大如小罐”,一年后全产区成为化肥忠实客户。
在湖北孝感,绸缎庄祝新盛代销卜内门肥田粉,与农民签包用合同,保证“增产不增价,减产照价赔”,并自办试验田,只用一年就打响了肥田粉声名。
在浙江东阳,两大肥田粉的经销商开辟试验田,证实肥田粉的增产效果。商人更在乡间大贴广告,播放电影,赠送美人画文宣与优待券,一切开销均由洋商支付。
然而,肥田粉迅速造成农村浩劫。两大化肥巨头一心倾销氮肥,却不顾氮磷钾三要素的均衡,严重破坏农作物。因为氮素能使植物茎叶繁茂,却影响结出果实,更改变各种作物的风味。
广东中山大学农学院于1933年调查广东化肥施用状况,发现单用硫酸铔施肥,已沉重打击水稻。稻谷“组织不若施用麸粪者致密”,重量减少3%到5%,碾米“断碎米碌较多”,精米“其色浊白而无透明油色”。煮成米饭,“黏性及香味均不及施用麸粪石灰者之佳”。
再看其他作物,使用硫酸铔后全部出问题。甘蔗“糖量略低,且煮得糖之颜色较黑,甚之者糖胶多而结晶少,不能制成沙松之片糖”;烟草“烟味不如施麸者之浓郁”;柑橘“香甜之味较逊,又似觉较易腐坏”;菜心、白菜与芥菜“其色深绿而茎质硬脆,菜之原味较淡,不及施用粪尿者之软滑香味”;西瓜“瓜皮表较厚”;黄瓜“皮青色而不黄”;芋头“久煮之亦带硬性,不致煮粉糜也”。最难堪的是,用于腌咸菜的大头菜、梅菜与萝卜,腌制之后“在短期间即变稍黑色,继而腐坏变质”。
嫩芥菜味如嚼纸,腌萝卜略摆即坏,农民损失惨重。肥田粉还有更可怕的副作用,若长期单用硫酸铔施肥,对土壤将造成浩劫性的破坏。“连施化学料至二年以上,则土地必较硬实,耕耙较为困难,即犂耙之需要力增加也。”中山大学农学院警告称。
农业专家顾复指出,硫酸铔使土壤酸化,且不含有机质,长期使用则破坏土力。因此,硫酸铔只适合作为追肥。若用于基肥,必须以传统有机肥打底,更要注意三要素均衡,与磷肥钾肥混用,只是磷肥与钾肥非常昂贵。当时磷肥来自海鸟粪与兽骨粉,钾肥几乎全以德国施塔斯富尔特(Staßfurt)的钾盐矿为原料,资源有限,价格高昂。德国礼和洋行代售的过磷酸钙肥料“鹿牌骨精”,每担价格21元。硫酸钾肥“鹿牌灰精”,每担14元。
硫酸铔价格奇低,甚至比天然肥料便宜。东北豆饼一片48斤,售价大洋5元以上,而1担(100斤)卜内门峨眉月牌硫酸铔,价格可压到大洋6元,德国、美国与日本等各厂氮肥因此在6元价位上削价竞争。当时使用肥田粉的农村,不但普遍以硫酸铔为追肥,就连原本使用豆饼与粪尿的基肥,也改用“娥眉月”。
基肥上贪小便宜,后果是毁灭性的,而且如同吸毒,难以回头。中山大学报告指出,硫酸铔使土壤缺乏有机质,次年若改回粪肥豆饼,分量必须加倍才能补回土力。农民只能将错就错:“盖第一二年施用化学肥以后,第三年欲复麸粪,非多加一倍不可,否则生长不佳。而普通农家,终年勤苦,亦仅堪温饱,何从得款购买倍量之肥料耶?故只有不得已继续连年施与。”
到了1930年代,硫酸铔已经成为农村一害,南京政府紧急研究拯救之道。与此同时,同样深受硫酸铔残害的日本,已摸索出自救之途。
氮磷钾均衡的“组合肥”
日本穷山恶水,土壤不利农作,更缺天然肥料。传统日本农村最高档的肥料,是昂贵的鱼粉。1860年代,日本引入朝鲜豆饼,数量赶不上人口增速。1880年代,日本大量进口东北豆饼,勉强补上粮食缺口。1920年代,欧美对日本廉价倾销硫酸铔,农民一见倾心,争相弃用豆饼,改以硫酸铔当基肥。
日本农业试验场算了笔账:种水稻以豆饼为基肥,“肥效价值”为81,改用硫酸铔增为102;种大麦使用豆饼为85,硫酸铔108。日本全国卷起硫酸铔热潮,自1926年起,各大会社争建硫酸铔工厂。日产硫酸铔品质粗糙杂质多,却也使农产突飞猛进。然而,日本农村很快尝到苦果。1930年代,硫酸铔严重破坏土壤,日本农民紧急改回豆饼施肥,
要以硫酸铔施肥,只能顺着土壤特性来。日本政府详细调查各地土壤,计算出氮磷钾三要素均衡的化肥分量,才敢继续使用硫酸铔。当时,日本占领的琉球群岛盛产由鸟粪与珊瑚石灰化合而成的磷矿石,日本大量开采,制成过磷酸钙肥料。钾肥则完全由德国进口。
在1930至1934年间,日本年均生产硫酸铵49.4万吨,过磷酸钙肥料102万吨,进口钾肥约20万吨,使农产突飞猛进。据日本《国势调查》统计,日本糙米的单位产量达到东亚第一,人口密度达到每平方公里200人。
南京政府于1930年中原大战结束后开始整饬农业。1931年开春,实业部在南京孝陵卫成立中央农业实验所,化肥改良是重点项目。起步虽迟,收效却非常迅速。因为蒋介石出身农村,对农业改良非常热衷,他拨给中农所的经费多得出奇。中农所每月经常费达到5万元,用于发展事业的临时费却高达112.5万元。
南京原是江宁府,所属各县一年赋税约是20万大洋,中农所1个月经费就是6个富庶县份的全年税收。中农所的农业研究得以走出南京,与各省合作。光是农村调查制作《农情报告》,就派出报告员6000余人,调查范围广及1200余县。
中农所对硫酸铔十分警惕,肥料研究特重“酸性无机肥料对土壤作物的影响”与“氮质肥料效果比较”。中农所的作物改良重点是稻与麦,在与各省的农业试验场合作的稻麦改良项目中,中农所加入“三要素肥效实验”,调配化肥最佳组合。
对于水稻肥效已有相当研究,中农所于长江流域、东南沿海与豫陕两省举办的稻作改良,重点探索“重肥轻肥”影响与“抗肥性”。小麦施肥则是新领域,中农所利用各省的合作农场,详细调查小麦主产区,“测定当地土壤肥力”、“调查小麦需要之三要素肥料”,进而测定各种小麦的耐肥力,更重点分析各种土壤的“硫酸铔施用量与施用时期”。
由长江口浏河的“盐渍土”、济南齐鲁大学农场与临淄山东省立烟草改良场的“棕色森林土”、龙山齐鲁大学乡村服务区的“砂姜土”、宣城江南铁路公司农改场的“淋余红色土”、陕西大荔棉产改进所纯种繁殖场的“栗色土”,到山西太谷铭贤学校农科、陕西泾阳西北农事试验场与武功西北农林专校的“淡栗色土”,以及徐州的江苏省立麦作试验场、河北定县华北农产研究改进社农场与开封金陵大学农事试验合作场的“含钙冲积土”。中农所的肥料研究,相当于一部具体而微的土壤抽查,补齐了肥料研究的缺口。
肥料三要素的调研工作开花结果,下一步就是摆脱外国肥田粉的倾销,自建工厂生产适合各地土力的化肥。
全球大萧条造成建厂良机
实业部农业改良的两大重点,一是成立中农所,二是建立“中国淡气公司”。
“淡气”即氮气。当时占领中国氮肥市场的英国卜内门与德国法本公司(前身为巴尔夫公司),闻风而来,大力干扰。但此时正是全球大萧条高峰期,只要有钱,两大巨头也无力封杀建厂。
全球大萧条使欧美各国工业产能过剩,将整座工厂打包出口的“整厂输出”(Package Plant Export)成为热门生意。不但机台全部配齐,关键技术更是毫不保留,从头教会。这使中国得到多快好省建立技术密集工厂的大好良机。
天厨味精厂的老板吴蕴初先驰得点,利用整厂输出建立氮气工业。1934年,美国化工巨头杜邦公司上门兜售一座中型氮气厂,开价18万美元。吴蕴初无意购买,随口杀价一半,杜邦居然同意9万美元超低价,搞得吴老板不好意思拒绝。于是,他要到蒋介石手令,政府审批大开绿灯,一座技术居于全球尖端的液态氨工厂“天利氮气厂”,于苏州河畔快速建成,耗时不到1年。
上海文史记载,杜邦为了保障吴蕴初能顺利开工,特派工程师安装,“规定厂房设计、机器布局,必需完全按照图纸,不得有丝毫更改。他们在拆机装运之前,先将所有原来的装置摄成照片,然后在上海按图按照片进行安装。他们订有极为严格的操作规范,也不得有任何变更。”
建工厂简单,技术才是难关。吴蕴初靠味精起家,他模仿日本“味之素”制造谷氨酸钠,实验长达一年多才突破技术关。氨的技术含量远高于味精,自行摸索制氨几乎是不可能的任务。大萧条却逼着杜邦等大厂主动上门,求廉价出售最先进技术。只是天利氮气厂的产品仅有液氨(阿摩尼亚),主要用于制药与清洁剂。吴蕴初的下一步走向硝酸制造,并未用于硫酸铔化肥。
上海商品检验局长邹秉文是农业专家,对自建硫酸铔工厂非常热衷,被派任中国淡气公司筹备委员会委员。正在卜内门与法本干扰建厂时,美国氮气工程公司(Nitrogen Engineering Co.)老板主动求见邹秉文。这是一家经营“整厂输出”的工程顾问公司,曾为日本财团建立硫酸铔厂,经验老到,报价合理。卜内门提出年产4.5万吨硫酸铔厂建设费大洋1500万元,美国工程顾问公司报价年产7万吨硫酸铔厂整厂输出总价352万美元,约合1100万银元,价廉物美。
有了可靠的工程顾问公司,下一步是筹钱。永利化工公司老板范旭东,是当时国内企业界第一资本高手。他出身盐官家庭,北洋政府三任教育总长的范源濂是他的兄长,两任财政总长的张弧是他的知己,梁启超则是他的忘年交,为他建立充沛人脉。
范旭东的事业起步是久大精盐公司,股东包括张謇、梁启超与蔡锷。1922年,北洋政府收回山东,连带收回日商在青岛的盐田。范旭东独家承办原日商盐田,取得每年向日本输出青盐300万担的独占权,迅速累积巨大资本。
1919年,范旭东聘请美国工程顾问公司筹办永利碱厂,建厂时间长达6年,初始投资高达200余万大洋,是中国实业界罕见大手笔。1924年,永利“红三角牌”纯碱上市,获得好评。当时垄断国内纯碱市场的卜内门洋行,降价挤压,惨烈商战持续3年。建厂已烧掉200余万的永利,继续大亏140余万大洋,却坚持到底,最终以围魏救赵之法,突然打入日本,动摇了卜内门洋碱在远东的最大市场,使卜内门服输讲和。
实业部筹建中国淡气公司时,范旭东自告奋勇,加入筹备工作,并大力建议由国内商人自行建厂。邹秉文转职金融界,到上海商业银行任副总经理,极力促成范旭东建厂。他们手握工程顾问公司,技术不成问题,最困难处在资金。
范旭东具备巨资办厂经验,手握国内最大化工公司,更是迎战卜内门的传奇人物,得到银行界的信任。两人谈定上海商银、浙江兴业银行、中南银行、金城银行、交通银行与中国银行等南北主要大银行合力联贷,以增股、抵押贷款与购买公司债名义多次放款,总金额高达1200万元。
南京政府的重要工业建设多是国营,很少支持私商兴办,但永利公司的建厂方案非常精明,顺着当局最迫切的需求调整方向,不但出产硫酸铔,也建立对日作战急需的硝酸厂,因此得到了南京政府全力支持。范旭东向蒋介石亲呈报告,要求免除厂税30年,并代垫公司债利息,当局一口同意。
美国氮气工程公司的建厂速度奇快,即使是见多识广的范旭东,对其工作效率也大为钦佩。他赞叹:“绘全厂设计图样有七百余种,为设计分别发出询价及工作说明信件不下三万封。”
有了得力的工程顾问公司,一座位于当时全球科技尖端的大型化工厂拔地而起。永利硫酸铔厂于1933年底立项,1937年2月就已盛大开工,量产化肥。邹秉文于工厂开幕时参观厂区,激动万分地赞赏:“原来处在南京对岸沿长江边的一个农村,已经修筑了沿江码头,可以停泊行驶海洋的万吨轮船,起卸重达百吨的机器。收购的1300多亩农田,也已经造成了硕大的厂房,修筑了马路。在开幕之日,更已开始出产了我国自己制造的硫酸铔。”
组合肥坎坷前行
1937年2月5日,永利硫酸铔厂开始量产硫酸铔肥田粉。农民乐用国货,“红三角牌”一炮而红,迅速风行江浙农村。在浙江东阳县,卜内门肥田粉的独家代理久大南货行相准商机,扔下峨眉月,争到红三角牌肥田粉经销权,果然畅销。代理德国狮马牌肥田粉的恒丰祥南货行,销售量应声大跌。不到半年,红三角牌肥田粉已打趴两大巨头,占领东阳市场。
打垮洋化肥只是破题。“红三角牌”化肥里,蕴藏着中国农业腾飞的动能。
永利公司与中央农业实验所签约合作,共同进行肥料实验多年,更运用本身的研究部门“黄海化学工业研究社”,成功利用浙江平阳出产的明矾石化合成硫酸钾,并以江苏海州的含氟磷灰石试制过磷酸钙,摸索出自制钾肥与磷肥的方法。
下一步就是按照中农所“三要素实验”的成果,严谨调配适合各地土壤的组合肥。与此同时,实业部地质调查所展开更全面的全国土壤调查,确保国产组合肥按照各地土质量身订做。
永利硫酸铔厂起步之初,日产硫酸铔150吨,年产5万吨,约为进口肥料的1/6。按组合肥量身设计的新厂扩建方案,迅速成型,前景无限。然而,民营办厂在开始时走错了方向,注定被战火毁灭。
南京政府于1934年确定以长三角为抗日战场,工业建设必须迁入远离战火的内陆。当时由资源委员会主办的国营工厂,主要集中在湖南湘潭的下摄司工业区。永利硫酸铔厂筹备之时,也在下摄司选址,但民营企业重效益,全厂机台由长江转洞庭湖进湘江,运费过于高昂,产品销售更不便利。因此,范旭东选在与南京隔江相望的六合县卸甲甸建厂。抗战军兴,全厂陷入日军之手。
国内化肥的最后希望之地在广州。1930年代称霸南天的陈济棠,也是农村子弟,深知农民疾苦。他下令对洋化肥征收重税,以税款补助广东中山大学农学院开展化肥调查,更成立广东土壤调查所,开创国内最全面的土壤调研工作。
科学论证到位,陈济棠毅然筹款,于广州的西村工业区建立广东肥田料厂、阿摩尼亚厂与硫酸厂。陈济棠模仿永利经验,聘请美国的工程顾问公司,以整厂输出的捷径建厂。
广东肥田料厂的第一个产品,并不是硫酸铔。广东土壤缺磷,陈济棠派遣舰队收复西沙群岛,招商开采鸟粪,中华国产田料公司的“双鸟牌”磷肥每担5元,压在农民能负担的价位,大获成功。广东肥田料厂优先成立磷肥工厂制造磷肥。到了1938年,硫酸铔工厂已近完工,厂长陈宗南迫不及待,推动氮磷钾混合肥。但就在完工前夕,广州沦陷,全厂被日军拆毁。
抗战胜利后,外交部向麦克阿瑟驻日盟军总部索回永利公司机台,卸甲甸化肥厂于1946年复工,广东肥田料厂却索回无门。今日,卸甲甸化肥厂仍继续运转,为中国农民生产肥料。
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