世界の窒素肥料効率製品と技術インベントリ

窒素は植物の生長、発育、繁殖に必要不可欠です。窒素欠乏は作物の成長を弱めたり妨げたりし、作物の収量の減少につながります。世界の窒素肥料消費量は、総肥料消費量の60%以上を占めています。 2015年の世界の窒素肥料需要は1億トン近くでした(純栄養素が望ましい)。しかしながら、窒素肥料は、窒素、揮発性物質、浸出、土壌固定および土壌表面流出の影響を受け、窒素損失は50%以上にもなります。窒素肥料の喪失と非効率的な使用は、作物の生産能力を低下させるだけでなく、土壌の酸性化、生物多様性の喪失、土壌、および水の富栄養化などの一連の環境問題も引き起こします。したがって、主要な農薬企業は、窒素肥料の利用率をさらに向上させることを目的として、関連製品および技術の開発を促進してきた。

窒素肥料利用率を改善するための考えと重要技術

窒素肥料の低い利用率に対処する際の核心的な問題は、窒素循環のバランス点をどのように見つけるかです。窒素は土壌中にさまざまな形で存在します。窒素は土壌、作物、水、空気、およびその他の媒体中で移動および相互変換する可能性があるため、作物に吸収される可能性のある一部の窒素(根圏など)は固定、揮発、脱窒、および浸出によって失われます。

安定した肥料

窒素循環のための様々な形の反応:

空気中の窒素(N2)はマメ科植物の根粒菌の作用と落雷によってハーバーボッシュ反応を起こし、水素と反応してアンモニア(NH3)を生成します。

無機化反応により、植物残渣、動物性肥料、土壌有機物中に存在する有機窒素を無機窒素に変換することができます。

自然反応に関与する最初の天然アンモニア化合物(NH 3)は、土壌中の細菌によって亜硝酸塩(NO 2 - )に変換され、最後に、硝化によって硝酸塩(NO 3 - )イオンが形成される。

4.特別な土壌条件下(主に低酸素)では、硝酸(NO 3 - )イオンは脱窒によってさまざまな気体窒素酸化物(NOx、N2O)と窒素に変換されます。

窒素は典型的には異なる形態の変換中に損失を生じる。これらの窒素が有機または無機の形態で適用される場合、その量がより多く使用されるほど、窒素の損失がより大きくなる。最適な窒素管理の目的は、環境中の窒素損失を減らしながら最適な作物収量を確保することです。この目標は一般にいくつかの方法で達成されます。微生物技術、遺伝的育種技術および改良された施肥技術は窒素肥料効率の改善において一定の役割を果たしてきたが、これらの技術の大規模な市場運営は依然として多くの困難に直面している。科学技術の進歩に伴い、いくつかの新しい技術、新しいアイデア、および新しいアイデアが継続的に開発され適用されてきました。肥料利用の増加はこれらの伝統的な技術に限定されません。緩効性、徐放性肥料、およびウレアーゼ/硝化抑制剤は農業生産に適用されているか、あるいは適用されており、肥料の損失を減らし、肥料の利用を改善するのに重要な役割を果たしています。

緩効性肥料肥料の放出速度を制御することは、窒素肥料の損失を減らし、窒素肥料の効率を向上させるための重要な方法の1つです。これらの製品には主に2種類の緩効性肥料と徐放性肥料が含まれます。それらの中で、徐放性肥料(SRF)は、制御された水溶性または低い水溶性を有する材料を製造することによって緩慢な栄養素放出を達成することができる。持続放出は、栄養素供給の開始を遅らせ、そして栄養素の供給を延長し得る。そのような物質は、尿素と、尿素ホルムアルデヒド(UF)、メチル尿素(MU)およびイソブチレンジウレア(IBDU)などの様々なアルデヒドとを反応させることによって製造される。

肥料への窒素安定剤の安定した肥料添加は、肥料中の窒素が(尿素窒素またはアンモニア態窒素の形で)土壌中に留まる時間を延長する。安定剤を含む肥料には、硝化抑制剤(NI)、ウレアーゼ抑制剤(UI)を含む安定肥料が含まれる。硝化抑制剤は、土壌中の硝化細菌の活性を選択的に抑制し、それによって土壌中のアンモニウム窒素の硝酸態窒素への反応速度を遅くすることができる。

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