70.康恩贝制硝法
既然知道了科学原理，那么接下来的事情就简单多了。
从原理来讲，氨在微生物作用下会逐步氧化生成硝酸，这套反应主要依靠“硝化细菌”来完成。
这类细菌偏好有氧环境，因此多见於通气良好的土壤、厩肥、堆肥以及活性污泥之中。
整个氧化过程分为两步：第一阶段是亚硝化，氨被转化为亚硝酸；第二阶段为硝化，亚硝酸进一步氧化为硝酸。
硝化细菌的活性，会受到酸碱度、水分、温度等条件制约。
中性与碱性环境最適宜硝化作用开展。
土壤含水量、通气状况，直接影响硝化反应的强弱。
当土壤湿度维持在最大持水量的六成左右时，菌群活性最佳，土壤过於乾燥则会导致硝化细菌难以存活。
硝化作用的適宜温度区间在4c至40c之间，不同地域的原生硝化细菌，温度耐受度也存在差异。
热带土壤中的菌群，最適温度甚至可达35c。
这类菌群本就喜温热，这也是印度孟加拉和比哈尔一带春夏两季容易析出硝土，到了秋冬气温走低，產硝量便大幅下滑的缘由。
但这里还有一个关键前提：產硝区需要相对乾燥。
若是降雨频繁，雨水会直接溶解並带走土壤中的硝酸钾，硝土產量反而会锐减。
沿海与海岛地区便是如此，当地气温虽高，可春夏雨季绵长，菌群生成的硝酸盐一经雨水冲刷便大量流失，很难积攒出可用的硝土。
杜根早年为了泡一个家里养观赏锦鲤鱼的姑娘，特地了解过相关知识，他了解到除了人畜粪尿之外，鱼虾腐尸也是培育硝化细菌的优质养料。
鱼虾排泄物与躯体腐烂后会释放大量氨，而氨正是硝化细菌赖以生存的养分。
若是在密闭水体中，氨浓度超標还会造成生物中毒，所以养鱼佬都十分在意硝化细菌缸的打造。
可反过来利用这一特性，便能人为培育菌群、积攒硝盐。
打定主意后，杜根要求梅根派人在加尔各答以南的內陆划出一亩土地。
此地纬度更低，常年气温偏高，恰好契合硝化细菌的生长需求。
工人先沿著地块边缘，挖出一道宽半尺、深五尺的窄沟，外面还要搭建一个棚子，这种棚子看起来和后世停放电瓶车的车棚差不多。
最重要的一步是做防渗处理，否则前功尽弃。
由於现在还没有发明水泥，杜根便参照英国皇家海军军舰的水密工艺来解决防渗难题。
工匠们先將五尺深的土坑整体夯实，坑底修出平缓坡度，便於积水疏导，四壁也削成缓坡以防塌方。
隨后就地取材，用厚实硬木板仿照船壳样式铺砌池底与四壁，板缝特意留出数分空隙，再將浸透松脂与煤焦油的麻絮，以捻缝凿与木槌狠狠砸入缝隙之中。
这种取自旧船缆绳的麻絮遇水便会膨胀，是海船千年以来最可靠的第一道防水屏障。
待所有板缝填实，工人们架起铁锅熬製松脂沥青，待油脂熔作滚烫液態，便一遍遍均匀涂刷在木板表层，尤其在转角、钉孔与接缝处加厚涂层，冷却后便形成一层密不透水的黑色硬壳。
条件优渥的田块，还效仿军舰铜皮包底之法，在沥青外覆上薄铜板，板片相互搭接、铜钉密钉，进一步提升防渗与耐腐能力。
硝田外围又开挖一圈窄沟，填入层层夯实的黏土，彻底阻断土壤侧渗。
最后在防水层上铺一层细沙，避免耕作时硬物刮损防渗层，再覆上培育好的熟土。
整套做法脱胎於战舰造修技艺，就算每天洒水涵养水土，坑內肥水也分毫不会外泄，完美规避了菌群与养分流失的隱患。
为了保证硝田產量，杜根制定了严格的日常管理要求：专人定期翻耕鬆土，保证土壤透气；每天向当地渔民收购大量鱼虾，捣烂成浆，薄薄地均匀铺撒在地面；同时运来各地猪圈、牛棚以及收集来的的人畜粪尿，兑水稀释后一同泼洒；棚內还要定时洒水，始终把土壤湿度维持在合適范围。
除此之外，杜根还要求梅根派人每日天將稻草、芦苇、野草、玉米秆、甘蔗叶、棉秆、等植物残体焚烧成草木灰，全部撒入硝田中。
草木灰富含钾、钙、镁等元素，既能为硝酸盐转化为硝酸钾提供原料，其本身偏碱性的特质，还能中和粪尿带来的弱酸性，稳住土壤酸碱环境，守护硝化细菌的生存环境。
整个流程还有重中之重，那就是必须抑制“反硝化细菌*”。
这类厌氧菌会將硝酸盐再度分解还原为氮气，直接损耗產出。
想要压制它，方法十分简单，那就是持续供氧。
一方面全程保持场地通风，另一方面在田地四周架设风车，带动一排排小型风叶不停送风。
充足的氧气既能打压厌氧菌，又能助长好氧的硝化菌群，顺带还能驱散硝田產生的刺鼻的异味。
梅根提出疑问，说：“如果遇到没风的天气怎么办？”
杜根白了梅根一眼，“你要是真的想贏过加尔福尔，就一定能想到办法。”
梅根於是下令，没风的天气就用牛拉磨的方式驱动风车，要是牛不够，就人力驱动。
风力不够畜力上，畜力不够人力上，总之，梅根就是要贏。
反正累死累活的都是印度人而已。
这套人工培育的成效十分惊人。
整整一个月的培育期结束后，梅根派来的几名资深印度硝匠就带著学徒前来採收，望著地面上白茫茫一层结晶，满脸难以置信。
这一亩土地总共扫集出七千余斤优质硝土，折合约4.2吨。
隨后眾人耗时五天熬炼提纯，最终得到2.1吨精品硝，也就是硝酸钾。
经检测，这批硝土的火硝含量足足达到五成。
杜根对这样的结果颇为满意。
梅根也高兴地下令给所有的印度工人加餐，让他们没日没夜的干活。
依靠微生物分裂增殖来规模化產硝，果然是效率倍增。
杜根看著高兴地像个孩子一样的梅根，心里也很欣慰。
以前都是哥哥替自己擦屁股，现在自己终於也有能力帮助哥哥解决问题了。
“杜根，你是个天才！”梅根看著白花花的硝土，喜笑顏开。
杜根则是说道：“眼下菌群已经完成初代繁育，这一次只是首次採收，往后不再需要等待整个月，大约每十五天就能收割一轮硝土，只需每次採收后回填新土，防止土层不断下陷即可。”
不过杜根並未掉以轻心，眼下这一亩地只是试验田，他格外担忧菌群扩散引发水土污染。
但是，梅根却不以为然，“污染？什么是污染？”
杜根一想也对，这里是印度，又不是自己家，污染不污染的，和自己有什么关係？
不过杜根还是劝说梅根，在河流上游著手修建正式的量產硝田。
新场地直接深挖五尺，底部先铺砖块，再浇筑防水层，四周砌起水泥高墙，把整片区域改造成独立池体，彻底隔绝土壤与外界的接触，杜绝微生物外泄。
棚顶也摒弃了临时的稻草架构，改用砖石立柱搭配木板，搭建永久性遮雨棚。
如果以后有就会，把木板顶又替换成玻璃，藉助日光照射进一步提升田內温度，那產量更加稳定。
供水系统也做了全面升级：依託风车从河流抽水，送入连片水塔，再通过陶土烧制的管网连通棚顶，进行顶部淋撒。
依靠这套设施，便能统一管控洒水频次与水量，无需人工逐一泼洒。
为了降低成本，原本用来培养初代硝化细菌的鱼虾浆液被人畜粪便取代。
不过后来，因为人的粪便更加容易获取，就全部变成人的粪便了。
以至於梅根管理的这片硝田出现了一个奇景，就是工头逼著工人们多吃多拉，谁要是偷懒，吃的少了，拉得少了，是要挨鞭子的。
发展到后来，隨著產能进一步扩大，光是硝田工人的粪便已经不够用了。
於是，硝田附近聚集起大批平民，自发形成村落，专门把自己拉的粪便卖给东印度公司。
可这些平民本来就是穷鬼，一天都吃不了三顿。
於是东印度就和他们形成了僱佣关係，公司负责提供粮食，他们负责多吃多拉。
从原理来讲，氨在微生物作用下会逐步氧化生成硝酸，这套反应主要依靠“硝化细菌”来完成。
这类细菌偏好有氧环境，因此多见於通气良好的土壤、厩肥、堆肥以及活性污泥之中。
整个氧化过程分为两步：第一阶段是亚硝化，氨被转化为亚硝酸；第二阶段为硝化，亚硝酸进一步氧化为硝酸。
硝化细菌的活性，会受到酸碱度、水分、温度等条件制约。
中性与碱性环境最適宜硝化作用开展。
土壤含水量、通气状况，直接影响硝化反应的强弱。
当土壤湿度维持在最大持水量的六成左右时，菌群活性最佳，土壤过於乾燥则会导致硝化细菌难以存活。
硝化作用的適宜温度区间在4c至40c之间，不同地域的原生硝化细菌，温度耐受度也存在差异。
热带土壤中的菌群，最適温度甚至可达35c。
这类菌群本就喜温热，这也是印度孟加拉和比哈尔一带春夏两季容易析出硝土，到了秋冬气温走低，產硝量便大幅下滑的缘由。
但这里还有一个关键前提：產硝区需要相对乾燥。
若是降雨频繁，雨水会直接溶解並带走土壤中的硝酸钾，硝土產量反而会锐减。
沿海与海岛地区便是如此，当地气温虽高，可春夏雨季绵长，菌群生成的硝酸盐一经雨水冲刷便大量流失，很难积攒出可用的硝土。
杜根早年为了泡一个家里养观赏锦鲤鱼的姑娘，特地了解过相关知识，他了解到除了人畜粪尿之外，鱼虾腐尸也是培育硝化细菌的优质养料。
鱼虾排泄物与躯体腐烂后会释放大量氨，而氨正是硝化细菌赖以生存的养分。
若是在密闭水体中，氨浓度超標还会造成生物中毒，所以养鱼佬都十分在意硝化细菌缸的打造。
可反过来利用这一特性，便能人为培育菌群、积攒硝盐。
打定主意后，杜根要求梅根派人在加尔各答以南的內陆划出一亩土地。
此地纬度更低，常年气温偏高，恰好契合硝化细菌的生长需求。
工人先沿著地块边缘，挖出一道宽半尺、深五尺的窄沟，外面还要搭建一个棚子，这种棚子看起来和后世停放电瓶车的车棚差不多。
最重要的一步是做防渗处理，否则前功尽弃。
由於现在还没有发明水泥，杜根便参照英国皇家海军军舰的水密工艺来解决防渗难题。
工匠们先將五尺深的土坑整体夯实，坑底修出平缓坡度，便於积水疏导，四壁也削成缓坡以防塌方。
隨后就地取材，用厚实硬木板仿照船壳样式铺砌池底与四壁，板缝特意留出数分空隙，再將浸透松脂与煤焦油的麻絮，以捻缝凿与木槌狠狠砸入缝隙之中。
这种取自旧船缆绳的麻絮遇水便会膨胀，是海船千年以来最可靠的第一道防水屏障。
待所有板缝填实，工人们架起铁锅熬製松脂沥青，待油脂熔作滚烫液態，便一遍遍均匀涂刷在木板表层，尤其在转角、钉孔与接缝处加厚涂层，冷却后便形成一层密不透水的黑色硬壳。
条件优渥的田块，还效仿军舰铜皮包底之法，在沥青外覆上薄铜板，板片相互搭接、铜钉密钉，进一步提升防渗与耐腐能力。
硝田外围又开挖一圈窄沟，填入层层夯实的黏土，彻底阻断土壤侧渗。
最后在防水层上铺一层细沙，避免耕作时硬物刮损防渗层，再覆上培育好的熟土。
整套做法脱胎於战舰造修技艺，就算每天洒水涵养水土，坑內肥水也分毫不会外泄，完美规避了菌群与养分流失的隱患。
为了保证硝田產量，杜根制定了严格的日常管理要求：专人定期翻耕鬆土，保证土壤透气；每天向当地渔民收购大量鱼虾，捣烂成浆，薄薄地均匀铺撒在地面；同时运来各地猪圈、牛棚以及收集来的的人畜粪尿，兑水稀释后一同泼洒；棚內还要定时洒水，始终把土壤湿度维持在合適范围。
除此之外，杜根还要求梅根派人每日天將稻草、芦苇、野草、玉米秆、甘蔗叶、棉秆、等植物残体焚烧成草木灰，全部撒入硝田中。
草木灰富含钾、钙、镁等元素，既能为硝酸盐转化为硝酸钾提供原料，其本身偏碱性的特质，还能中和粪尿带来的弱酸性，稳住土壤酸碱环境，守护硝化细菌的生存环境。
整个流程还有重中之重，那就是必须抑制“反硝化细菌*”。
这类厌氧菌会將硝酸盐再度分解还原为氮气，直接损耗產出。
想要压制它，方法十分简单，那就是持续供氧。
一方面全程保持场地通风，另一方面在田地四周架设风车，带动一排排小型风叶不停送风。
充足的氧气既能打压厌氧菌，又能助长好氧的硝化菌群，顺带还能驱散硝田產生的刺鼻的异味。
梅根提出疑问，说：“如果遇到没风的天气怎么办？”
杜根白了梅根一眼，“你要是真的想贏过加尔福尔，就一定能想到办法。”
梅根於是下令，没风的天气就用牛拉磨的方式驱动风车，要是牛不够，就人力驱动。
风力不够畜力上，畜力不够人力上，总之，梅根就是要贏。
反正累死累活的都是印度人而已。
这套人工培育的成效十分惊人。
整整一个月的培育期结束后，梅根派来的几名资深印度硝匠就带著学徒前来採收，望著地面上白茫茫一层结晶，满脸难以置信。
这一亩土地总共扫集出七千余斤优质硝土，折合约4.2吨。
隨后眾人耗时五天熬炼提纯，最终得到2.1吨精品硝，也就是硝酸钾。
经检测，这批硝土的火硝含量足足达到五成。
杜根对这样的结果颇为满意。
梅根也高兴地下令给所有的印度工人加餐，让他们没日没夜的干活。
依靠微生物分裂增殖来规模化產硝，果然是效率倍增。
杜根看著高兴地像个孩子一样的梅根，心里也很欣慰。
以前都是哥哥替自己擦屁股，现在自己终於也有能力帮助哥哥解决问题了。
“杜根，你是个天才！”梅根看著白花花的硝土，喜笑顏开。
杜根则是说道：“眼下菌群已经完成初代繁育，这一次只是首次採收，往后不再需要等待整个月，大约每十五天就能收割一轮硝土，只需每次採收后回填新土，防止土层不断下陷即可。”
不过杜根並未掉以轻心，眼下这一亩地只是试验田，他格外担忧菌群扩散引发水土污染。
但是，梅根却不以为然，“污染？什么是污染？”
杜根一想也对，这里是印度，又不是自己家，污染不污染的，和自己有什么关係？
不过杜根还是劝说梅根，在河流上游著手修建正式的量產硝田。
新场地直接深挖五尺，底部先铺砖块，再浇筑防水层，四周砌起水泥高墙，把整片区域改造成独立池体，彻底隔绝土壤与外界的接触，杜绝微生物外泄。
棚顶也摒弃了临时的稻草架构，改用砖石立柱搭配木板，搭建永久性遮雨棚。
如果以后有就会，把木板顶又替换成玻璃，藉助日光照射进一步提升田內温度，那產量更加稳定。
供水系统也做了全面升级：依託风车从河流抽水，送入连片水塔，再通过陶土烧制的管网连通棚顶，进行顶部淋撒。
依靠这套设施，便能统一管控洒水频次与水量，无需人工逐一泼洒。
为了降低成本，原本用来培养初代硝化细菌的鱼虾浆液被人畜粪便取代。
不过后来，因为人的粪便更加容易获取，就全部变成人的粪便了。
以至於梅根管理的这片硝田出现了一个奇景，就是工头逼著工人们多吃多拉，谁要是偷懒，吃的少了，拉得少了，是要挨鞭子的。
发展到后来，隨著產能进一步扩大，光是硝田工人的粪便已经不够用了。
於是，硝田附近聚集起大批平民，自发形成村落，专门把自己拉的粪便卖给东印度公司。
可这些平民本来就是穷鬼，一天都吃不了三顿。
於是东印度就和他们形成了僱佣关係，公司负责提供粮食，他们负责多吃多拉。