সারের ইতিহাস মূলত তাদের রাজনৈতিক, অর্থনৈতিক এবং সামাজিক পরিস্থিতিতে ঐতিহ্যগত ব্যবহার দ্বারা ব্যাপকভাবে আকার ধারণ করেছে। পরবর্তীতে রাসায়নিকভাবে সংশ্লেষিত সারের ক্রমবিকাশের ফলে পরিবেশগত পরিস্থিতির একটি আমূল পুনর্নির্মাণ ঘটেছে।
ইতিহাস
মিশরীয়, রোমানীয়, ব্যাবিলনীয় এবং প্রথম দিকের জার্মান সবাই তাদের খামারের উৎপাদনশীলতা বাড়ানোর জন্য খনিজ এবং/বা সার ব্যবহারের প্রমাণ পাওয়া যায়। মাটির কার্যকারিতা বৃদ্ধির জন্য কাঠের ছাই-এর ব্যবহার ব্যাপক আকার ধারণ করে।
উনিশ শতকে পক্ষিমল সার যা আন্দিজে কমপক্ষে ১৫০০ বছর ধরে বিদিত এবং ব্যবহৃত ছিল, পেরু এবং চিলি (এবং পরে নামিবিয়া এবং অন্যান্য অঞ্চল থেকে) থেকে ইউরোপ এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে প্রচুর পরিমাণে আমদানি করা হয়।
ইউরোপের মূল ব্যক্তিত্ব
১৭৩০ এর দশকে ভিসকাউন্ট চার্লস টাউনশ্যান্ড (১৬৭৪–১৭৩৮) প্রথমে চারটি ফসল চক্রাবর্ত ব্যবস্থার উন্নতির ফলাফল নিয়ে গবেষণা করেন যা তিনি ফ্ল্যাণ্ডার্সে ব্যবহার করে নিরীক্ষণ করেন। এ জন্য তিনি টুর্নিপ টাউনশ্যান্ড উপাধি অর্জন করেন।
জোহান ফ্রেডরিচ মেয়ার
জোহান ফ্রিডরিচ মেয়ার (১৭১৯–১৭৯৮) পৃথিবীর সামনে প্রথম গবেষণার একটি ক্রম কৃষির সাথে জিপসামের সম্পর্কের উপর উপস্থাপন করেন এবং উনবিংশ শতাব্দীতে অনেক রসায়নবিদ তাকে অনুসরণ করেন। যাহা হউক উনিশ শতকের গোড়ার দিকে তার ক্রিয়া পদ্ধতি সম্পর্কে প্রচুর মতামত রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ:
- ফরাসি কৃষিবিদ ভিক্টর ইয়ার্ট (১৭৬৩-১৮৩১) বিশ্বাস করেন যে জিপসামের ক্রিয়াটি সালফিউরিক অ্যাসিডের একচেটিয়া প্রভাব, যা এর সংমিশ্রণের অংশভুক্ত; এবং এই মতামত প্রমাণ করে যে জমির ছাই, যা লোহার সালফেট এবং অ্যালুমিনার সালফেট ধারণ করে, উদ্ভিদসমূহের উপর জিপসামের মতো একই কাজ করে।
- ফরাসী কৃষিবিদ চার্লস ফিলিবার্ট দে লাস্টেরি (১৭৫৯–১৮৪৯) পর্যবেক্ষণ করেন যে সমস্ত উদ্ভিদের মূল মাটির পৃষ্ঠের কাছাকাছি থাকে সে সকল উদ্ভিদ জিপসাম চুন দ্বারা সবচেয়ে বেশি প্রভাবিত হয়েছে, তিনি উপসংহারে পৌঁছান যে জিপসাম বায়ুমণ্ডল থেকে উদ্ভিজ্জ জীবনের জন্য উপাদানসমূহ আহরণ করে এবং এগুলিকে সরাসরি উদ্ভিদে স্থানান্তর করে।
- লুই অগস্টিন গিলিয়াম বস্ক জানান যে জিপসামের পচনশীলতা গুণ (যা তিনি মঞ্জুর করেন) গাছপালার উপর এর কাজ সর্বোত্তমভাবে ব্যাখ্যা করে; তবে এই মতামত ডেভির গবেষণা দ্বারা ভুল প্রমাণিত হয়।
- হামফ্রে ডেভি আবিষ্কার করেছেন যে দুই খন্ড কিমা করা বাছুরের মাংসের মধ্যে একটির সাথে জিপসাম মিশ্রিত করা হয়, অন্য খন্ডটিকে একই ভাবে রেখে দেওয়া হয় এবং উভয়ই খন্ডকে সূর্যের আলোতে ক্রিয়ার জন্য রেখে দেওয়া হয়, দেখা যায় যে দ্বিতীয় অংশটি প্রথম পচন ধরার লক্ষণ প্রদর্শন করছে। এই বিষয়ে ডেভির নিজস্ব ধারণা, এটি উদ্ভিদের খাবারের অংশ হিসাবে তৈরি হয়, উদ্ভিদে গৃহীত হয় এবং এর সাথে সংযুক্ত হয়।
মেয়ার শস্য চক্রের নতুন পদ্ধতিও উন্নীত করেন।
জাস্টাস ফন লাইবিগ
রসায়নবিদ জাস্টাস ফন লাইবিগ (১৮০৩-১৮৭৩) উদ্ভিদের পুষ্টি বোঝার ক্ষেত্রে অগ্রগতিতে ব্যাপক অবদান রাখেন। তাঁর গুরুত্বপূর্ণ রচনাসমূহ প্রথমে হিউমাসের জীবনী তত্ত্বকে নিন্দা করে, অ্যামোনিয়ার গুরুত্ব নিয়ে তর্ক করে এবং পরে উদ্ভিদের পুষ্টিতে অজৈব খনিজসমূহের গুরুত্ব প্রচার করে। প্রাথমিকভাবে লাইবিগের কাজ পরবর্তী ৫০ বছরেরও বেশি সময় ধরে কৃষি বিজ্ঞানের প্রশ্নসমূহের ব্যাখ্যার ক্ষেত্রে সফল হয়েছিল।
তিনি ইংল্যান্ডে অস্থিচূর্ণ যুক্ত সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে ফসফেট চুন ব্যবহার করে তৈরি করা সারের মাধ্যমে তাঁর তত্ত্বকে বাণিজ্যিকভাবে প্রয়োগ করার চেষ্টা করেন। যদিও এটি সেই সময় ব্যবহৃত পক্ষিমলসারে চেয়ে অনেক কম ব্যয়বহুল ছিল, তবুও এটি ব্যর্থ হয় কারণ এটি শস্য সঠিকভাবে শোষণ করতে সক্ষম হতো না।
স্যার জন বেনেট লয়েস
জন বেনেট লয়েস একজন ইংরেজ উদ্যোক্তা (তাঁর জীবন ও কাজের সময়ক্রম দেখুন), তিনি ১৮৩৭ সালে পাত্রে জন্মানো উদ্ভিদের উপর বিভিন্ন সারের প্রভাব সম্পর্কে পরীক্ষা শুরু করেন এবং এক বা দু'বছর পরে গবেষণা জমির ফসলের উপর সম্প্রসারিত করেন। তার তাত্ক্ষণিক ফলাফল হলো ১৮৪২ সালে তিনি সালফিউরিক অ্যাসিডের সাথে ফসফেটের ব্যবহার করে একটি সার তৈরি করে তার পেটেন্ট করেন এবং এভাবেই প্রথম কৃত্রিম সার শিল্প তৈরি হয়। পরবর্তী বছরে তিনি জোসেফ হেনরি গিলবার্টের কাজ তালিকাভুক্ত করেন, যিনি জিসেন বিশ্ববিদ্যালয়ে লাইবিগের অধীনে পড়াশোনা করেছিলেন, রথ্যামস্টেড এক্সপেরিমেন্টাল স্টেশনে গবেষণা পরিচালক হিসাবে কাজ করেছে, যেটি তিনি তাঁর এস্টেটে প্রতিষ্ঠা করেছিলেন। আজ পর্যন্ত এই যুগল প্রতিষ্ঠিত রথ্যামস্টেড গবেষণা কেন্দ্রটি এখনও ফসলের ফলনের উপর অজৈব এবং জৈব সারের প্রভাব নিয়ে গবেষণা করছে।
জিয়ান ব্যাপটিস্ট বুসিনগাল্ট
ফ্রান্সে জিয়ান ব্যাপটিস্ট বুসিনগাল্ট (১৮০২-১৮৮৭) নির্দিষ্ট করেন যে বিভিন্ন ধরনের সারে নাইট্রোজেনের পরিমাণ গুরুত্বপূর্ণ।
ধাতুবিদ্যাবিশারদ পার্সি গিলক্রিস্ট (১৮৫১-১৯৩৫) এবং সিডনি গিলক্রিস্ট থমাস (১৮৫০-১৮৮৫) গিলক্রিস্ট-থমাস প্রক্রিয়া আবিষ্কার করেন, যে প্রক্রিয়ায় ইস্পাত তৈরিতে উচ্চ ফসফরাস অ্যাসিডিক কন্টিনেন্টাল আকরিকগুলি সক্ষম করে। উত্পাদনযন্ত্রে ডলোমাইট চুনের আস্তরণের সময় ক্যালসিয়াম ফসফেটে পরিণত হয়, এটি থমাস-ফসফেট নামে পরিচিত যা সার হিসাবে ব্যবহৃত হতে পারে।
বার্কল্যান্ড-আইড প্রক্রিয়া
১৭৮৪ সালে হেনরি ক্যাভেনডিশের ব্যবহৃত পদ্ধতির ভিত্তিতে ১৯০৩ সালে নরওয়ের শিল্পপতি ও বিজ্ঞানী ক্রিস্টিয়ান বার্কল্যাণ্ড তাঁর ব্যবসায়িক অংশীদার স্যাম আইডের সাথে বার্কল্যাণ্ড–আইড প্রক্রিয়াটি তৈরি করেন। এই প্রক্রিয়ায় বেশ কয়েকটি রাসায়নিক প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে নাইট্রিক অ্যাসিডে (HNO3) বায়ুমণ্ডলের নাইট্রোজেন (N2) ব্যবহার করা হয়, এটি সাধারণত নাইট্রোজেন সংবদ্ধকরণ নামে পরিচিত। এর ফলে নাইট্রিক অ্যাসিডটি কৃত্রিম সার উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হত। বৃহৎ জলবিদ্যুৎ শক্তি সুবিধাসম্পন্ন ভবনের সাথে মিলিত ভাবে এই প্রক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে নরওয়ের রজুকান এবং নটোডডেনে কারখানা নির্মিত হয়। শক্তি ব্যবহারের ক্ষেত্রে প্রক্রিয়াটি অদক্ষ এবং বর্তমানে এটি হেবার প্রক্রিয়া দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে।
হেবার প্রক্রিয়া
বিংশ শতাব্দীর প্রথম দশকে নোবেল পুরস্কার বিজয়ি রসায়নবিদ আইজি ফারবেন এর কার্ল বস এবং ফ্রিটজ হেবার হেবার প্রক্রিয়ার উন্নয়ন ঘটান যাতে নাইট্রোজেন অণু (N2) এবং মিথেন (CH4) গ্যাস দ্বারা অর্থনৈতিকভাবে সহনীয় অ্যামোনিয়া (NH3)সংশ্লেষণে ব্যবহার করা হয়। হেবার প্রক্রিয়াতে উৎপাদিত অ্যামোনিয়া অস্টওয়াল্ড প্রক্রিয়ার মূল কাঁচামাল।
অস্টওয়াল্ড প্রক্রিয়া
ওস্টওয়াল্ড প্রক্রিয়া হলো নাইট্রিক অ্যাসিড (HNO3) উৎপাদনের একটি রাসায়নিক প্রক্রিয়া, উইলহেলম অস্টওয়াল্ড এই প্রক্রিয়া প্রতিষ্ঠা করেন (১৯০২ সালে পেটেন্ট করান)। এটি আধুনিক রাসায়নিক শিল্পের মূল ভিত্তি এবং বিশ্বব্যাপী সবচেয়ে প্রচলিত সার উৎপাদনের জন্য কাঁচামাল সরবরাহ করে (উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রচলিত সার অ্যামোনিয়াম নাইট্রেট, এটি নাইট্রিক অ্যাসিডের সাথে অ্যামোনিয়ার বিক্রিয়া দ্বারা তৈরি করা হয়)। ঐতিহাসিক ও ব্যবহারিকভাবে এটি হেবার প্রক্রিয়ার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত, যা প্রয়োজনীয় কাঁচামাল অ্যামোনিয়া (NH3) সরবরাহ করে।
এরলিং জনসন
১৯২৭ সালে এরলিং জনসন নাইট্রোফসফেট উৎপাদনের জন্য একটি শিল্প পদ্ধতি তৈরি করেন, এটি ওড্ডা প্রক্রিয়া নামেও পরিচিত। এই প্রক্রিয়ায় অম্লীয় ফসফেট শিলার (দক্ষিণ প্রশান্ত মহাসাগরের নাউরু এবং বানাবা দ্বীপপুঞ্জ থেকে সংগৃহীত) সাথে নাইট্রিক অ্যাসিডের বিক্রিয়ার ফলে ফসফরিক অ্যাসিড এবং ক্যালসিয়াম নাইট্রেট উৎপাদতি হয় যাকে একসময় প্রশমিত করে নাইট্রোজেন সার হিসাবে ব্যবহার করা যায়।
শিল্প
ব্রিটিশ
রসায়ন এবং জীবাশ্র্মবিজ্ঞানের উন্নয়নে পূর্ব অ্যাঙ্গলিয়ায় বাণিজ্যিক পরিমাণে কপ্রোলাইট আবিষ্কৃত হয়, ফিজনস এবং প্যাকার্ড ১৮৫০ এর দশকে সুপারফসফেটস তৈরি করতে ব্র্যামফোর্ডে এবং সাফল্কের স্নেপ এ সালফিউরিক এসিড এবং সার কারখানা তৈরি করতে নেতৃত্ব দেন, যা থেকে বিশ্বব্যাপী ইপসুইচ বন্দরের মাধ্যমে রপ্তানি করা হতো। ১৮৭১ সালের মধ্যে প্রায় ৮০ টি কারখানায় সুপারফসফেট তৈরি হয়।
প্রথম বিশ্বযুদ্ধের পরে গুয়ানো থেকে প্রাকৃতিকভাবে উৎপাদিত হওয়ায় এই ব্যবসা প্রতিযোগিতামূলক চাপের মধ্যে পড়ে, এটি মূলত প্রশান্ত মহাসাগরীয় দ্বীপসমূহে পাওয়া যায় এবং তাদের নিষ্কাশন ও বিতরণ অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক হয়ে উঠে।
দুই বিশ্বযুদ্ধের মধ্যবর্তী সময়ে সাম্রাজ্যিক রাসায়নিক শিল্পকারখানার উদ্ভাবনী প্রতিযোগিতা দেখা যায় যারা ১৯২৩ সালে কৃত্রিম অ্যামোনিয়াম সালফেট, ১৯২৭ সালে নাইট্রো-চক এবং ১৯৩১ সালে অ্যামোনিয়াম ফসফেটের উপর ভিত্তি করে সিসিএফ (ঘনীভূত পরিপূর্ণ সার) নামে একটি আরও ঘনীভূত এবং অর্থনৈতিক ভাবে লাভজনক সার উৎপাদন করে। প্রতিযোগিতা সীমাবদ্ধ ছিল কারণ আইসিআই বিশ্বের বেশিরভাগ অ্যামোনিয়াম সালফেট এর সরবরাহ নিয়ন্ত্রণ করতো।
উত্তর আমেরিকা এবং অন্যান্য ইউরোপীয় দেশসমূহ
অন্যান্য ইউরোপীয় এবং উত্তর আমেরিকার সার কারখানাগুলি বাজারের তাদের অংশদারিত্বের উন্নতি করেছিল, বিলাতী অগ্রণী সংস্থাগুলিকে একীভূত করতে বাধ্য করে, ১৯২৯ সালে ফিসন, প্যাকার্ড এবং প্রেন্টিক লিমিটেড উঠে আসে। ১৯৩৪ সালে তারা একসাথে ইপ্সউইচে তাদের নতুন কারখানা এবং গভীর-জলের ডক থেকে প্রতি বছর ৮৫,০০০ টন সুপারফসফেট উৎপাদন করে। দ্বিতীয় বিশ্বযুদ্ধের মধ্যে তারা ১৯৩৫ সালের হ্যাডফিল্ড সহ প্রায় ৪০ টি সংস্থা অধিগ্রহণ করে, এবং দু'বছর পরে ১৯১৭ সালে প্রতিষ্ঠিত বিশাল অ্যাংলো-কন্টিনেন্টাল গুয়ানো ওয়ার্কস অধিগ্রহণ করে।
যুদ্ধোত্তর সময়ে "সবুজ বিপ্লব" এর ফলে এবং উচ্চতর নাইট্রোজেন-শোষণকারী নতুন ধরনের বীজ, বিশেষত উচ্চফলনশীল ভুট্টা, গম এবং ধানের জাত উদ্ভাবিত হওয়ায় উৎপাদনের পরিমান অনেক বৃদ্ধি পায়। এটি শক্তিশালী জাতীয় প্রতিযোগিতা উন্নয়ের সাথে রয়েছে কার্টেলের অভিযোগ এবং একচেটিয়া সরবরাহের অভিযোগ এবং শেষ পর্যন্ত সংযুক্তি এবং অধিগ্রহণের আরও একটি ঢেউ। হোল্ডিং সংস্থা বা ব্র্যান্ডের নাম ব্যতীত মূল নামগুলির অস্তিত্ব আর নেই: ফাইসনস এবং আইসিআই এগ্রোকেমিক্যালস আজকের ইয়ারা ইন্টারন্যাশনাল এবং অ্যাস্ট্রাজেনেকা সংস্থার অংশ।
এই বাজারের বর্তমানে প্রধান প্রতিদ্বন্দ্বীদের মধ্যে আছে রাশিয়ান সার কোম্পানী উরালকলি (লন্ডন স্টক এক্সচেঞ্জের তালিকাভুক্ত) অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যার প্রাক্তন প্রধান মালিক দিমিত্রি রাইবোলোভলেভ ২০০৮ সালের ফোবর্সের ধনী ব্যক্তিদের তালিকায় ৬০ তম স্থানে ছিলেন।