Justus Liebig - cha đẻ ngành phân bón
Justus Freiherr von Liebig (1803-1873), nhà hóa học người Đức, được mệnh danh là "cha đẻ của ngành công nghiệp phân bón" và là một trong những nhân vật có ảnh hưởng sâu sắc nhất đến nền nông nghiệp hiện đại. Những khám phá và lý thuyết của ông đã tạo ra một cuộc cách mạng trong hiểu biết về dinh dưỡng cây trồng, đặt nền móng cho các phương pháp canh tác khoa học và góp phần quan trọng vào việc đảm bảo an ninh lương thực toàn cầu.
Trước khi Justus Liebig xuất hiện, niềm tin khoa học phổ biến là "lý thuyết mùn", cho rằng thực vật hấp thụ trực tiếp các chất hữu cơ phức tạp (mùn) từ đất làm nguồn thức ăn chính. Lý thuyết này, mặc dù trực quan, về cơ bản là sai lầm và đã kìm hãm sự tiến bộ của nông nghiệp. Lịch sử các khái niệm về dinh dưỡng thực vật có thể được truy ngược về Hy Lạp và La Mã cổ đại, nơi phân bón đã được công nhận là có lợi. Trải qua các nhà thực nghiệm ban đầu như Van Helmont và Woodward, khoa học đã đứng trước ngưỡng cửa của một cuộc cách mạng hóa học. Lý thuyết mùn cho rằng đất chứa một "lực sống" hữu cơ không thể bắt nguồn từ các hóa chất vô cơ, "chết". Quan điểm này, tuy có phần thần bí, đã thống trị tư duy nông nghiệp trong nhiều thế kỷ.
Công trình của Liebig đã tạo ra một sự thay đổi mang tính cách mạng. Cuốn sách có ảnh hưởng của ông năm 1840, "Organic chemistry in its applications to agriculture and physiology" - Hóa học hữu cơ trong ứng dụng vào nông nghiệp và sinh lý học, đã mạnh mẽ lập luận rằng thực vật lấy dinh dưỡng từ các chất vô cơ đơn giản trong đất (các khoáng chất như kali và phốt pho) và carbon từ CO2 trong khí quyển. Đây là một sự khởi đầu triệt để, định hình lại đất không phải là một nguồn "lực sống" mà là một môi trường hóa học.
Sự thay đổi này không chỉ là một sự điều chỉnh khoa học; nó là một sự chuyển đổi triết học cơ bản. Bằng cách lật đổ "lý thuyết mùn", Liebig đã thay thế một cái nhìn duy tâm, gần như thần bí về đất bằng một cái nhìn hóa học, giản lược. Bước nhảy vọt về khái niệm này là thiết yếu cho quá trình công nghiệp hóa nông nghiệp. Nó cho phép độ phì nhiêu của đất được xem như một phương trình hóa học có thể giải quyết được, thay vì một thuộc tính bất biến của đất đai. Đất không còn là một thực thể sống mà trở thành một "thùng chứa tĩnh" cho các yếu tố đầu vào hóa học. Mô hình mới này đã mở đường cho tư duy về việc "sửa chữa" các khiếm khuyết của đất thông qua các sản phẩm công nghiệp (phân bón), từ đó tạo điều kiện cho nền nông nghiệp thâm canh, quy mô lớn. Vấn đề độ phì nhiêu của đất không còn chỉ là vấn đề của người nông dân, mà đã trở thành vấn đề của nhà hóa học công nghiệp.
Di sản có lẽ bền vững nhất của Liebig là "Định luật tối thiểu". Nguyên tắc này, thường được hình dung như một chiếc thùng bị rò rỉ, phát biểu rằng sự tăng trưởng của thực vật không được quyết định bởi tổng số nguồn lực sẵn có, mà bởi nguồn lực khan hiếm nhất (yếu tố "giới hạn"). Khái niệm này đã cung cấp nền tảng trí tuệ cho việc bón phân có mục tiêu. Mặc dù Liebig đã phổ biến định luật này, nó được nhà thực vật học người Đức Carl Sprengel xây dựng lần đầu tiên.
"Định luật tối thiểu" đã tạo ra sự biện minh kinh tế và khoa học chính xác cho ngành công nghiệp phân bón tổng hợp. Bằng cách xác định các chất dinh dưỡng giới hạn cụ thể (ví dụ N, P, K), nó đã tạo ra một mục tiêu rõ ràng cho hóa học công nghiệp. Định luật này đã biến phân bón từ một chất cải tạo đất chung chung (như phân chuồng) thành một sản phẩm được kê đơn khoa học, có mục tiêu, liên kết trực tiếp phân tích hóa học của đất với kết quả kinh tế trên đồng ruộng. Trước Liebig, nông dân sử dụng phân chuồng, một chất bổ sung phức tạp và không đặc hiệu. Định luật của Liebig chỉ ra rằng năng suất tỷ lệ thuận với chất dinh dưỡng giới hạn nhất. Điều này ngụ ý rằng việc thêm nhiều chất dinh dưỡng dồi dào là lãng phí, trong khi chỉ cần thêm một lượng nhỏ chất dinh dưỡng giới hạn có thể mở khóa sự gia tăng năng suất khổng lồ. Điều này tạo ra một động lực kinh tế mạnh mẽ: xác định sự thiếu hụt hóa học cụ thể và áp dụng một giải pháp hóa học cụ thể. Đây chính là mô hình kinh doanh của ngành công nghiệp phân bón hiện đại, một ngành nợ sự tồn tại của mình cho nguyên tắc này.
Công trình của Liebig đã trực tiếp dẫn đến việc thành lập ngành công nghiệp phân bón Superphosphate và đặt nền móng cho khoa học đất hiện đại. Tuy nhiên, các lý thuyết ban đầu của ông cũng có những hạn chế, đặc biệt là giả định sai lầm rằng thực vật có thể nhận đủ lượng nitơ cần thiết từ amoniac trong khí quyển, một sai lầm quan trọng mà sau này Haber và Bosch sẽ giải quyết.
