Удобрений с контролируемым высвобождением

Мировой рынок удобрений с контролируемым высвобождением достигнет 3,92 млрд долларов США к 2024 году

Плюсы и минусы удобрений с контролируемым высвобождением

Удобрения с контролируемым высвобождением включают одно или несколько питательных веществ для растений в покрытой форме, что замедляет их доступность для поглощения и использования растением после применения.

Удобрения с контролируемым высвобождением предлагают несколько преимуществ по сравнению с обычными удобрениями. Они снижают токсичность для растений и способствуют повышению агрономической безопасности.

Ожидается, что стремительный рост населения планеты в сочетании с активными усилиями по обеспечению устойчивого ведения сельского хозяйства будут стимулировать рынок удобрений с контролируемым высвобождением в течение следующих нескольких лет.

Тем не менее, высокая стоимость по сравнению с традиционными удобрениями и недостаточная осведомленность о преимуществах таких удобрений являются одними из факторов, которые могут препятствовать росту рынка.

Согласно отчету Transparency Market Research, с точки зрения выручки, мировой рынок удобрений с контролируемым высвобождением оценивается в 3,92 млрд долларов США к концу 2024 года, увеличиваясь по сравнению с 2,41 млрд долларов США в 2015 году при CAGR 5,6% за прогнозный период 2016–2024 гг.

По объему рост рынка прогнозируется на уровне 5,7% в течение того же периода прогнозирования.

Максимальный спрос ожидается в сегменте мочевины с полимерным покрытием

Исходя из продукта, глобальный рынок удобрений с контролируемым высвобождением сегментируется на удобрения NPK с полимерным покрытием, мочевину с полимерным покрытием, мочевину с полимерным покрытием серой и другие удобрения, например, микроэлементы с покрытием.

Из них спрос на мочевину, покрытую полимерной серой, составлял 1,4 млн тонн в 2015 году и, как ожидается, достигнет 2,5 млн тонн к 2024 году. Мочевина, покрытая серой, доказала свою эффективность в качестве замены обычной мочевины благодаря экономии ресурсов, экологичности и снижению трудозатрат.

С точки зрения применения сегмент зерновых культур является наиболее важным, поскольку зерно является неотъемлемой частью традиционных диет в странах с развивающейся экономикой Азиатско-Тихоокеанского региона.

Увеличение населения, поощрение правительства к внедрению устойчивых методов ведения сельского хозяйства с эффективным использованием химических удобрений еще больше повысят спрос на эти культуры.

Азиатско-Тихоокеанский регион наиболее прибыльный

В региональном разрезе Азиатско-Тихоокеанский регион обеспечил более двух третей спроса на мировом рынке удобрений с контролируемым высвобождением и, как ожидается, останется самым прибыльным регионом в течение прогнозируемого периода.

С точки зрения объема, Китай был наиболее заметным потребителем удобрений с контролируемым высвобождением в Азиатско-Тихоокеанском регионе, за которым следовали Япония и страны АСЕАН в 2015 году. (Прим. В Ассоциацию стран Юго-Восточной Азии (АСЕАН) входят десять стран — Малайзия, Таиланд, Сингапур, Камбоджа, Бруней, Индонезия, Мьянма (Бирма), Лаос, Вьетнам и Филиппины. Поэтому на эмблеме АСЕАН изображены десять колосков риса).

Вместе указанные страны составляли 92,4% от общего спроса в Азиатско-Тихоокеанском регионе.

По оценкам, спрос на удобрения с контролируемым высвобождением будет расти быстрее, чем спрос на водорастворимые удобрения в Азиатско-Тихоокеанском регионе, хотя недостаточная осведомленность о преимуществах этих удобрений и высокая стоимость препятствуют достижению рынком своего реального потенциала в этом регионе.

Глобальный рынок удобрений с контролируемым высвобождением имеет концентрацию по компаниям-производителям.

Источник

Удобрения с контролируемым высвобождением — Controlled-release fertiliser

С контролируемым высвобождением удобрения ( CRF ) представляет собой гранулированное удобрение , которая высвобождает питательные вещества постепенно в почву (то есть, с контролируемым высвобождением периода). Удобрение с контролируемым высвобождением также известно как удобрение с контролируемой доступностью, удобрение с отсроченным высвобождением, удобрение с дозированным высвобождением или удобрение с медленным действием. Обычно CRF относится к азотным удобрениям. Медленное и контролируемое высвобождение составляет лишь 0,15% (562 000 тонн) рынка удобрений (1995 г.).

СОДЕРЖАНИЕ

История

Технологии с контролируемым высвобождением азота, основанные на полимерах, полученных в результате объединения мочевины и формальдегида, были впервые произведены в 1936 году и коммерциализированы в 1955 году. Первый продукт содержал 60 процентов общего азота, нерастворимого в холодной воде, а непрореагировавший (быстро высвобождающийся) менее чем 15%. Метилен мочевины , например метилен димочевина , были коммерчески в 1960 — х и 1970 — х годах, имея 25% и 60% азот в качестве холодной воды нерастворима, и непрореагировавшего азота мочевины в диапазоне от 15% до 30%.

В 1960-х годах в США Национальный центр разработки удобрений Управления штата Теннесси начал разработку карбамида с серным покрытием. Сера использовалась в качестве основного материала покрытия из-за ее низкой стоимости и ценности как вторичного питательного вещества. Обычно для улучшения герметизации добавляют воск или полимер. Свойства медленного высвобождения зависят от разложения вторичного герметика почвенными микробами, а также от механических дефектов (трещин и т. Д.) В капсуле. От 6 до 16 недель отложенного выпуска при применении газона является типичным. Когда твердый полимер используется в качестве вторичного покрытия, свойства являются чем-то средним между частицами с контролируемой диффузией и традиционным серным покрытием.

Преимущества

Многие факторы мотивируют использование CRF, в том числе более эффективное использование удобрений. Чтобы проиллюстрировать эту проблему, по оценкам, в среднем 16% обычных азотных удобрений теряется из-за испарения (в виде NH ₃ , N ₂ O, N ₂ ) или смыва аммиака. Еще один фактор в пользу CRT, защищающий посевы от химического повреждения ( ожога удобрений ). Избыток удобрений не только обеспечивает питание растений, но и может быть ядовитым для одного и того же растения. Наконец, важными преимуществами являются экономические: меньшее количество применений и общее использование меньшего количества удобрений. Результаты (доходность) в большинстве случаев улучшаются более чем на 10%.

Экологические соображения

CRF может снизить азотистое загрязнение, которое приводит к эвтрофикации . Эффективное использование азотных удобрений также влияет на выбросы азота.
2 O в атмосферу каждый год, из которых 36% связано с деятельностью человека. Антропогенный N
2 О вырабатывается микроорганизмами, действующими на аммиак быстрее, чем растение может усвоить это питательное вещество.

Реализация

Удобрение вносится либо путем подкормки почвы, либо путем смешивания удобрения с почвой перед посевом . Полимерное покрытие ингредиентов удобрений дает таблеткам и шипам «истинное время высвобождения» или «ступенчатое высвобождение питательных веществ» (SNR) питательных веществ для удобрений. NBPT действует как ингибитор фермента уреазы . Ингибиторы уреазы в количестве 0,05 мас.% Добавляют к удобрениям на основе мочевины, чтобы контролировать ее превращение в аммиак.

Механизмы выпуска

Скорость высвобождения определяется различными основными факторами: (i) низкой растворимостью соединений в почвенной влаге, (ii) разрушением защитного покрытия, нанесенного на гранулы удобрений, и (iii) превращением химикатов в аммиак. или аналогичное эффективное питательное вещество для растений.

Обычные удобрения растворимы в воде, питательные вещества рассеиваются. Поскольку удобрения с контролируемым высвобождением не растворимы в воде, их питательные вещества медленнее распределяются в почве. Гранулы удобрения могут иметь нерастворимый субстрат или полупроницаемую оболочку, которая предотвращает растворение, позволяя питательным веществам вытекать наружу.

Определения

Американская ассоциация официальных лиц по контролю пищевых продуктов и пищевых продуктов (AAPFCO) опубликовала следующие общие определения (Официальная публикация 57):

Удобрение с медленным или контролируемым высвобождением: удобрение, содержащее питательное вещество для растений в форме, которая задерживает его доступность для усвоения и использования растениями после внесения, или которое увеличивает его доступность для растений значительно дольше, чем эталонное « быстро доступное удобрение с питательными веществами », такое как нитрат аммония или мочевина, фосфат аммония или хлорид калия. Такая задержка начальной доступности или увеличенное время непрерывной доступности может происходить с помощью различных механизмов. К ним относятся контролируемая водорастворимость материала с помощью полупроницаемых покрытий, окклюзии, белковых материалов или других химических форм, путем медленного гидролиза водорастворимых низкомолекулярных соединений или другими неизвестными способами.
Стабилизированное азотное удобрение: удобрение, в которое был добавлен азотный стабилизатор. Стабилизатор азота — это вещество, добавляемое к удобрению, которое продлевает время, в течение которого азотный компонент удобрения остается в почве в форме N мочевины или аммиака N.
Ингибитор нитрификации: вещество, которое ингибирует биологическое окисление аммиачного N до нитрата-N.
Ингибитор уреазы: вещество, которое подавляет гидролитическое действие на мочевину ферментом уреазой.

Примеры

Большинство удобрений с медленным высвобождением являются производными мочевины, простого удобрения, обеспечивающего азот. Изобутилидендимочевина (IBDU) и мочевина-формальдегид медленно превращаются в почве в мочевину, которая быстро усваивается растениями. IBDU представляет собой одно соединение с формулой (CH ₃ ) ₂ CHCH (NHC (O) NH ₂ ) _2, тогда как мочевина-формальдегиды состоят из смесей приблизительной формулы (HOCH ₂ NHC (O) NH) _n CH ₂ .

Удобрения с контролируемым высвобождением — это традиционные удобрения, заключенные в оболочку, которая разлагается с определенной скоростью. Сера — типичный герметизирующий материал. В других изделиях с покрытием используются термопласты (а иногда и этилен-винилацетат, поверхностно-активные вещества и т. Д.) Для производства мочевины или других удобрений, контролируемых диффузией . «Покрытие с реактивным слоем» позволяет получить более тонкие и, следовательно, более дешевые мембранные покрытия за счет одновременного нанесения реактивных мономеров на растворимые частицы. «Multicote» — это процесс нанесения слоев недорогих солей жирных кислот с парафиновым финишным покрытием.

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

Ду, Чан-вэнь; Чжоу, Цзянь-мин; Шавив, Ави (2006). «Характеристики высвобождения питательных веществ из удобрений с контролируемым высвобождением с полимерным покрытием». Журнал полимеров и окружающей среды . 14 (3): 223–230. DOI : 10.1007 / s10924-006-0025-4 . S2CID97049596 .

Эта статья о сельском хозяйстве незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

Источник

Удобрение с контролируемым высвобождением

С контролируемым высвобождением удобрения ( CRF ) представляет собой гранулированное удобрение , которая высвобождает питательные вещества постепенно в почву (то есть, с контролируемым высвобождением периода). [2] Удобрение с контролируемым высвобождением также известно как удобрение с контролируемой доступностью, удобрение с отсроченным высвобождением, удобрение с дозированным высвобождением или удобрение с медленным действием. Обычно CRF относится к удобрениям на основе азота. Медленное и контролируемое высвобождение составляет лишь 0,15% (562 000 тонн) рынка удобрений (1995 г.).

Содержание

История [ править ]

Технологии с контролируемым высвобождением азота, основанные на полимерах, полученных путем объединения мочевины и формальдегида, были впервые произведены в 1936 году и введены в продажу в 1955 году. [3] Ранний продукт содержал 60 процентов общего азота, нерастворимый в холодной воде, а непрореагировавший (быстроразвивающийся) выпуск) менее 15%. Метилен мочевины , например метилен димочевина , были коммерчески в 1960 — х и 1970 — х годах, имея 25% и 60% азот в качестве холодной воды нерастворима, и непрореагировавшего азота мочевины в диапазоне от 15% до 30%.

В 1960-х годах в США Национальный центр разработки удобрений Управления штата Теннесси начал разработку карбамида с серным покрытием. Сера использовалась в качестве основного материала покрытия из-за ее низкой стоимости и ценности как вторичного питательного вещества. [3] Обычно для улучшения герметизации добавляют воск или полимер. Свойства медленного высвобождения зависят от разрушения вторичного герметика почвенными микробами, а также от механических дефектов (трещин и т. Д.) В капсуле. От 6 до 16 недель отложенного выпуска при применении газона является типичным. Когда твердый полимер используется в качестве вторичного покрытия, свойства являются чем-то средним между частицами с контролируемой диффузией и традиционным серным покрытием.

Преимущества [ править ]

Многие факторы мотивируют использование CRF, в том числе более эффективное использование удобрений. Чтобы проиллюстрировать эту проблему, предполагается, что в среднем 16% обычных азотных удобрений теряется из-за испарения (в виде NH ₃ , N ₂ O, N ₂ ) или смыва аммиака. [4] Еще один фактор в пользу CRT, защищающий посевы от химического повреждения ( ожогов удобрений ). Избыток удобрений не только обеспечивает питание растений, но и может быть ядовитым для того же растения. Наконец, важными преимуществами являются экономические: меньшее количество применений и общее использование меньшего количества удобрений. Результаты (доходность) в большинстве случаев улучшаются более чем на 10%.

Соображения по охране окружающей среды [ править ]

CRF может снизить азотистое загрязнение, которое приводит к эвтрофикации . Эффективное использование азотных удобрений также влияет на выбросы азота.
2 O в атмосферу каждый год, из которых 36% приходится на деятельность человека. Антропогенный N
2 О вырабатывается микроорганизмами, действующими на аммиак быстрее, чем растение может усвоить это питательное вещество. [5]

Реализация [ править ]

Удобрение вносится либо путем поверхностной обработки почвы, либо путем смешивания удобрения с почвой перед посевом . Полимерное покрытие ингредиентов удобрений дает таблеткам и шипам «истинное время высвобождения» или «ступенчатое высвобождение питательных веществ» (SNR) питательных веществ для удобрений. NBPT действует как ингибитор фермента уреазы . [4] Ингибиторы уреазы в количестве 0,05 мас.% Добавляются к удобрениям на основе мочевины для контроля его превращения в аммиак. [6]

Механизмы выпуска [ править ]

Скорость высвобождения определяется различными основными факторами: (i) низкой растворимостью соединений в почвенной влаге, (ii) разрушением защитного покрытия, нанесенного на гранулы удобрений, и (iii) превращением химических веществ в аммиак. или аналогичное эффективное питательное вещество для растений. [4]

Обычные удобрения растворимы в воде, питательные вещества рассеиваются. Поскольку удобрения с контролируемым высвобождением не растворимы в воде, их питательные вещества распространяются в почву медленнее. Гранулы удобрения могут иметь нерастворимый субстрат или полупроницаемую оболочку, которая предотвращает растворение, позволяя питательным веществам вытекать наружу.

Определения [ править ]

Удобрение с медленным или контролируемым высвобождением: удобрение, содержащее питательное вещество для растений в такой форме, которая задерживает его доступность для усвоения и использования растениями после внесения, или которое увеличивает его доступность для растений значительно дольше, чем эталонное « быстро доступное удобрение с питательными веществами », такое как нитрат аммония или мочевина, фосфат аммония или хлорид калия. Такая задержка начальной доступности или увеличенное время постоянной доступности может происходить с помощью различных механизмов. К ним относятся контролируемая растворимость материала в воде с помощью полупроницаемых покрытий, окклюзии, белковых материалов или других химических форм, путем медленного гидролиза водорастворимых низкомолекулярных соединений или другими неизвестными способами.
Стабилизированное азотное удобрение: удобрение, в которое был добавлен азотный стабилизатор. Азотный стабилизатор — это вещество, добавляемое к удобрению, которое продлевает время, в течение которого азотный компонент удобрения остается в почве в форме мочевины-N или аммиачно-N.
Ингибитор нитрификации: вещество, ингибирующее биологическое окисление аммиачного N до нитрата-N.
Ингибитор уреазы: вещество, которое подавляет гидролитическое действие на мочевину ферментом уреазой.

Примеры [ править ]

Большинство удобрений с медленным высвобождением являются производными мочевины, простого удобрения, обеспечивающего азот. Изобутилидендимочевина (IBDU) и мочевина-формальдегид медленно превращаются в почве в мочевину, которая быстро усваивается растениями. IBDU представляет собой одно соединение с формулой (CH ₃ ) ₂ CHCH (NHC (O) NH ₂ ) _2, тогда как карбамидоформальдегиды состоят из смесей приблизительной формулы (HOCH ₂ NHC (O) NH) _n CH ₂ .

Удобрения с контролируемым высвобождением — это традиционные удобрения, заключенные в оболочку, которая разлагается с определенной скоростью. Сера — типичный герметизирующий материал. В других продуктах с покрытием используются термопласты (а иногда и этилен-винилацетат, поверхностно-активные вещества и т. Д.) Для производства мочевины или других удобрений, контролируемых диффузией . «Покрытие с реактивным слоем» позволяет получить более тонкие и, следовательно, более дешевые мембранные покрытия за счет одновременного нанесения реактивных мономеров на растворимые частицы. «Multicote» — это процесс нанесения слоев недорогих солей жирных кислот с парафиновым финишным покрытием.

Источник