七、农业化学

李比希把自己研究工作中的相当大的一部分时间都花在了研究农业化学方面。因为，在当时人们对植物，尤其是农作物的营养和发育问题都还没有一种统一的见解。对于每一个文明的国家来说，土壤的肥力问题都具有特别重要的意义，这会直接影响到农作物的产量，农作物的产量多少决定着国民的温饱问题。

各个国家的农民和科学家都考虑着这样的问题：怎样才能提高农作物的产量呢？用什么办法来恢复土壤的肥力呢？在实践中，人们已经逐步认识到：单纯地给土壤施加圈肥看来还是不能达到恢复土壤肥力、提高农作物产量的目的。现在，为了农业的发展，要求科学家进行更加深入系统的研究工作，必须探索出更加行之有效的改变农业现状的方法。

前人在有关植物营养方面所掌握的知识，主要集中在包括人畜粪便在内的各种有机肥料和水。对于前人的各方面理论，李比希当然是非常熟悉的。不过，对于这些理论问题，他有自己的看法，所以他需要通过亲自实验来检验前人的这些理论。

李比希进行的最初实验是开垦土地、种植农作物。他将实验的地点选在了费赫丁塔尔的贫瘠的土壤上——它是基森附近的一个砂土盆地。在这块贫瘠的土地上只生长着极富生命力的松树和璎珞柏。李比希雇了一些工人首先清理并开垦土地，然后，在新垦的土地上种了各种农作物——谷类、豆类和蔬菜。在这里，他首先想研究各种无机盐，如钾盐、磷酸盐对植物生长的影响。

经过一段时间的对农作物施加无机盐肥料的实验，原来贫瘠的土地中所种植的作物获得了较好的收成。第一批实验的结果表明：钾盐和磷酸盐对植物的生长具有特别重要的意义。正因为土壤中储存着这些无机盐，才使得土壤拥有一定的“肥力”，而土壤之所以丧失了肥力，原因就在于土壤中储存的这类无机盐被逐渐地消耗掉了，所以才会使农作物生长得一年不如一年。李比希得出这些结论以后，以他高超的文笔和充足的论据出色地向人们

叙述了他所做的实验以及他所得到的结论。他的文章引起了人们极大的兴趣和广泛的关注，同时，他的研究工作特别受到了许多英国科学家的关注。英国科学协会向他发出了邀请函，邀请他对英国进行学术访问。

李比希于 1837 年冬天到达了英国，在那里，他受到了意想不到的热烈欢

迎和款待。不论是在曼彻斯特、伦敦，还是在利物浦，每当在一处讲演或是进行学术讨论，他都强烈地感受到了人们对他的尊敬。

而英国给李比希印象最深的并不是人们对他的款待和尊敬，而是英国的文明。在英国，李比希乘坐了每小时行驶 10 英里的火车。用他自己的话来形容，他感到自己在“用鸟飞的速度前进。”这使他“激动得像个小孩子一样，简直高兴得想跳起来”。

在英国，英国科学协会请他写书，总结一下有机化学的发展状况。而李比希却大大扩充了原来的题目，并于 1840 年出版了一本名为《有机化学在农业和生理学中的应用》一书。这本书引起了人们极大的兴趣，供不应求，发行了数版。这本书的出版对于后来农业化学的发展产生了深远的影响。

当李比希从英国访问归来时，还有一件出乎意外的愉快事情等待着他—

—韦勒来到了基森，要和他共同搞一些协作性的研究。

应李比希的请求，韦勒担当起了《年鉴》的部分编辑工作。韦勒建议李比希将杂志的名称改为《化学及药物学年鉴》，因为这本期刊里所发表的文章绝大部分实际上是纯化学方面的。

从 1840 年起，杂志就以这个名称出版了。在李比希逝世后的 1875 年，人们为了纪念李比希在化学方面的卓越成就和贡献，将这本杂志改名为《尤斯图斯·李比希化学年鉴》。直到目前，这本杂志仍然沿用这个名称。

在 1840 年出版的《有机化学在农业和生理学中的应用》一书中，李比希科学、系统地论证了土壤的肥力问题，这在科学史上还是第一次。李比希在书中写道：除碳、氢、氧和氮外，植物还需要许多种其他的元素，例如硫、钾、磷、铁、钙、锰和硅等。他对植物燃烧后所剩下的灰作了仔细的分析，结果证明了上述的论点。植物吸收上述所有各种元素的唯一源泉就是土壤。但是，土壤中各种元素的含量是有限的，为了不使因为植物不断吸收上述各种元素而造成土壤逐渐贫瘠，从而最终导致作物产量的下降，就必须对土壤施用人造肥料。

根据这些结论，李比希开始着手研究制取人造肥料的工作。他曾经做过这样的假定：植物最需要的一种元素是钾。事实上他在费赫丁塔尔那里所做的实验，早就已经证实了他的这种假定。因为最便宜的钾盐是碳酸盐，所以李比希制造人造钾肥的实验就从碳酸钾开始。

但是，由于碳酸钾在水里的溶解度太大，所以需要将它转变为溶解度相对较小的一种状态。为此，李比希把经过仔细粉碎的碳酸钾与碳酸钠混合在一起，然后熔融，再把熔化后的产物冷却，碾碎，这就制成了所希望得到的钾肥。李比希将他制得的第一种人造肥料投放到他的实验田里后，农作物的收获量大大地提高了。李比希因此取得了生产这种肥料的专利权。

同时，李比希的著作《化学在农业中的应用》出版了。这本书的出版又在科学界引起了空前的兴趣。这本书在几天之内就被抢购一空。他的这部著作每年都要再版，如他的前一本书一样供不应求。

在书中，李比希提出了许多急待解决的问题。这些问题引起了人们空前热烈的讨论。参加到讨论行列中的有化学家、农学家、自然科学家、医生，甚至还有哲学家。这其中，有的人赞成李比希的思想，有的人则全然反对。但是不论讨论结果怎么样，有些思想活跃而又富于进取心的农民已经在那些激烈的讨论声中开始渐渐地使用各种人造无机物肥料了。

李比希把生产钾肥的专利权卖给了一个英国工厂主詹姆士·穆斯普拉

特。穆斯普拉特是李比希的学生。他不仅是一位化学家，同时又是一位工业家，他是英国制碱工业的创始人。

由于要到英国工厂里去考察和指导生产，李比希有机会又访问了英国几次。每次到达英国，他都会受到人们的欢迎和极大的敬慕与尊重。

在德国本国，这位科学家也同在英国一样享有很高的声望。1845 年，李比希被授予男爵称号。此后，好几个大学都聘请他去担任化学教授。他先后受聘担任了海德堡大学的化学讲座教授和维也纳大学的化学教授。

然而，李比希开始觉得他已经无力再担任其他大学的教学工作了。因为这个原因，他谢绝了俄国化学家请他到彼得堡或莫斯科大学授课的邀请，虽然李比希在 1830 年就当选为彼得堡科学院的外国通讯院士，并两次被授予俄国奖章。

给大学生讲课，已经使这位年纪并不小的科学家感到了疲倦。与此同时，他还要费尽心力去说服他的反对者们。为了耐心地说服他的几十个论敌相信他的思想是正确的，李比希与他们展开了激烈的辩论，这一工作成了他沉重的负担。他之所以患了严重的折磨人的失眠症，其原因也许就在这里。失眠症严重地消耗着他的体力，使他感到十分痛苦。

更令他感到伤心的是，穆斯普拉特生产出来的无机肥料竟然没有任何肥效！这个使李比希感到伤心的消息令那些反对李比希的人感到很高兴，他们又开始对李比希幸灾乐祸。

“为什么肥料没有发挥其应有的效力呢？”李比希烦恼地冥思苦想着， “要知道，植物需要钾这是十分明显的呀！也许用可溶性的盐会好一些？” 可是李比希又担心这些可溶性的盐在尚未发挥出肥效之前，就会被雨水将其从土壤中冲走。他同时又猜测，也许在植物吸收它所需要的钾之前，盐就已经从土壤中被冲洗走了。

李比希并没有因为生产的失败和对手的嘲笑而退缩，他以顽强的精神继续工作着，并且又研究出了多种可溶性的盐作为无机肥料。

他又投身到了实验当中。经过实验，显示出他研究出的肥料在植物生长的最初阶段，效果就已经很明显了：拿来用作对照试验的没有施加无机肥料的植物，比作试验的施加无机肥料的植物在生长方面大大落后了。在下过一点雨之后，肥料越发能够促进农作物的生长了。现在李比希终于弄清楚了：尽管构成无机肥料的这些盐是很容易溶解的，但是水分并没有将它们从土壤中冲走。这位科学家的研究工作证明：土壤具有把可溶性的盐长期保持住的性质，因而也就不存在盐被冲刷掉的危险。

李比希通过实验所得出的结论是一项新的成就，但是那些一直坚持反对李比希的人并没有认输，他们仍旧认为李比希的结论是错的。于是，李比希又不得不花费精力去说服那些怀疑他的人，向他们证明自己是正确的。