曲辕犁的成功推广,如同春风拂过靖朝疆域,带来了实实在在的耕作便利,也让云湛“精于格物、心系民生”的名声更上一层楼。然而,云湛自己却并未满足于此。深耕固然能改善土壤结构,但地力的根本提升,仍需养分的持续补充。
皇庄那几块试验田的挫败,并未让他气馁,反而促使他更加系统地梳理思路。直接合成氮肥在这个时代无异于天方夜谭,那么,就只能从自然界中寻找相对富集、且能通过现有技术初步加工利用的养分来源——磷和钾。
他的目光,首先投向了动物骨骼。
将作监后一处僻静的院落被改建成了简易的“肥田粉”试验工坊。院内垒起了数座小型坩埚炉,不同于炼铁的高炉,这些炉子更注重温度控制和密封性。收购来的各类兽骨被仔细清洗、晾干、破碎,然后投入坩埚中,在严格控制火候下进行高温煅烧。
“大人,这骨头烧成灰,真能肥田?”负责此事的是一位姓雷的老匠人,原本擅长烧制陶器,对火候极为敏感,被云湛特意调来。他看着坩埚中逐渐变得酥脆、最后化为灰白色骨炭的骨头,仍旧有些疑惑。
“雷师傅,骨中精华在于磷。”云湛拿起一块冷却后的骨炭,轻轻一捏便碎成粉末,“寻常骨粉难以被作物吸收,但经此煅烧,结构改变,再研磨成极细的粉末,其磷质便易于溶出,渗入土壤,供作物取用。此谓‘骨炭粉’,乃磷肥之一种。”
他命人取来几个陶盆,装上取自不同田块的土壤,分别标记。有的只拌入寻常草木灰,有的加入未经煅烧的粗骨粉,有的则加入新制的骨炭粉,再撒上麦种,置于向阳处,每日浇水观察。
数日后,差异初显。加入骨炭粉的陶盆中,麦苗明显更为青绿健壮,叶片也略宽厚些。虽然差距不算惊人,却足以证明方向正确。
“果然有用!”雷师傅等人欣喜道。
“仅此还不够。”云湛摇头,“骨炭获取不易,且磷含量终究有限。需寻天然磷矿。”
他凭借着模糊的前世记忆和这段时间恶补的本朝地理矿物志,将目标锁定在几种可能含磷的矿石上,如“磷灰石”(此时多被方士称为“彩石”或“夜光石”的某种变种)、“蓝铁矿”等。他画出大致的矿物特征,派出数支小队,持工部文书,前往京畿周边及更远的山西、淮南等地,访寻矿窑、询问药农石匠,收集疑似样本。
同时,另一项工作也在进行——收集、提纯草木灰。草木灰是天然的钾肥,但杂质多,肥效不稳。云湛设计了几种简单的“淋洗-沉淀-蒸发”装置,尝试从大量草木灰中提取相对纯净的碳酸钾粗品。这项工作相对顺利,虽然纯度无法与现代工艺相比,但得到的“灰碱”样品,含钾量已远胜直接施用草木灰。
磷矿的寻找却颇费周折。月余时间,收集来的“疑似”矿石堆积了半个院子,但经过简单的酸浸试验(使用醋或发酵液)和灼烧观察,大多不符合要求。就在众人有些气馁时,一支从淮南归来的小队,带回了几块灰白中泛着隐隐蓝绿光泽、质地较软的石头。当地矿工称之为“酥石”,偶有产出,但用途不大,多被弃置。
云湛拿起一块,掂了掂,又用小锤敲下些许粉末,放入醋中,可见微弱气泡,粉末在火焰上灼烧,能闻到特有的气味(实为磷燃烧,但他无法明言)。
“就是它!”云湛眼中终于露出喜色。这很可能是一种低品位的磷灰石或类似矿物。
接下来的日子,试验工坊更加忙碌。如何将这种“酥石”加工成可利用的磷肥?直接粉碎施用?效果恐怕不佳。云湛再次尝试煅烧法,但温度控制要求更高,还需尝试加入一定比例的骨粉或石灰石共煅,以改变其物理化学性质,提高有效磷的溶出率。
失败了一次又一次。不是温度过高烧结成块难以粉碎,就是温度过低有效成分转化不足。坩埚炸裂、烟气刺鼻、成品时好时坏……过程艰辛而枯燥。
终于,在又一个不眠不休的试验之夜后,雷师傅捧着一小撮灰白色、质地均匀细腻的粉末,激动地冲到云湛面前:“大人!您看这次!按您说的‘中温长时煅烧’,又加了那磨细的石灰,出炉后酥脆易碎,水浸后沉渣少了许多!”
云湛接过,仔细检视,又取了少许溶于稀醋,观察反应。他脸上终于露出了如释重负的笑容。虽然距离高效磷肥还很遥远,但这无疑是关键的一步。这种初步煅烧活化后的磷矿粉,配合骨炭粉和提纯的草木灰碱,应该能形成一种具有一定肥效的复合“肥田粉”。
他立刻着手进行盆栽和小区试验。在皇庄专门划出的薄田里,设置对照区(不施肥)、常规区(施农家肥)、试验区(施不同配比的“肥田粉”)。试验作物选择了生长周期较短、对肥料反应较敏感的粟和蔬菜。
这一次,效果更为明显。施用优化配比“肥田粉”的试验田,作物出苗更齐,幼苗长势更旺,叶片颜色浓绿。随着时间推移,差异愈发显着。当对照区的粟苗刚抽穗时,试验区的穗子已经沉甸甸地垂下,籽粒明显更为饱满。
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