Удобрения контролируемого и пролонгированного действия

Согласно The Association of American Plant Food Control Officials (AAPFCO), удобрения контролируемого и пролонгированного действия – это удобрения, содержащие элементы питания в форме, которая позволяет отсрочить их высвобождение и поглощение растением после внесения, или которая удлиняет срок их доступности для растений по сравнению с быстродействующими удобрениями (такими, как аммиачная селитра, карбамид и др.). Такого эффекта достигают разными путями, среди которых: контроль растворимости в воде с помощью полупроницаемого покрытия (капсулы), медленнорастворимые соединения, использование ингибиторов нитрификации и уреазы.

Удобрения пролонгированного/контролируемого действия и стабилизированные удобрения являются элементом «продвинутой» практики применения удобрений, пользующиеся наибольшим спросом при выращивании декоративных растений, плодовых и овощных культур в закрытом и открытом грунте, а также при введении инновационных систем земледелия, например, технологии но-тилл, когда необходимо за один раз внести большое количество удобрений.

Согласно прогнозам MarketsandMarkets, мировой рынок удобрений пролонгированного/контролируемого действия до 2020 года достигнет отметки в 19,89 млрд. долларов США, ежегодно увеличиваясь на 7%. Стимулирующими факторами их рынка являются их высокая эффективность в сочетании с минимальными потерями элементов (и снижением риска загрязнения окружающей среды), легкость в использовании и снижение затрат на внесение. Сдерживающими факторами называются более высокая цена по сравнению с традиционными удобрениями, ограничения хранения, а также доминирование традиционных удобрений на рынке и субсидирование их закупок аграриями. Отдельно нужно заметить, что еще одним сдерживающим фактором развития рынка удобрений пролонгированного/контролируемого действия является малая осведомленность аграриев в их преимуществах.

 

Наибольшую долю рынка удобрений пролонгированного/контролируемого действия занимают страны Северной Америки, в первую очередь США. Развивающиеся страны, такие как Китай, Индия, а также Япония, – основные игроки Азиатско-Тихоокеанского региона, – в ближайшие годы покажут наибольшую интенсивность развития данного рынка, стимулируемого ростом населения, усилением внимания к вопросу охраны окружающей среды, а также увеличением правительственных инициатив. В Европе также хорошо развита сеть дистрибьюции удобрений пролонгированного/контролируемого действия.

Одним из основных преимуществ удобрений контролируемого и пролонгированного действия является сниженный риск ожогов, а также экономические преимущества вследствие снижения затрат труда (удобрения вносят один раз за сезон). В большинстве случаев эффект от их применения составляет 10% и более прибавки урожайности.

МЕДЛЕННОДЕЙСТВУЮЩИЕ УДОБРЕНИЯ представляют собой соединения азота (органические или неорганические), которые растворяются и высвобождают азот медленнее, нежели традиционные азотные удобрения, однако норма, интенсивность и продолжительность такого высвобождения не контролируется в достаточной мере и полностью зависит от почвенных и климатических условий.

К ним можно отнести две группы соединений:

1. Органические медленнорастворимые азотные соединения. К ним относятся: (А) Биологически разлагаемые соединения: продукты конденсации мочевины и альдегидов (мочевин-формальдегидные удобрения); (Б) Химически разложимые соединения (изобутилендимочевина).

Эта группа удобрений используется в основном для профессионального ухода за газонами, в рассадниках, теплицах, на огородах и в садово-парковой архитектуре. В прошлом эти удобрения имели большую популярность, но сегодня они значительно уступают по массовости использования капсулированным удобрениям, в частности в результате роста производства последних в Китае (Kingenta, Hanfeng).

В бывшем СССР было налажено производство цианамида кальция и мочевин-формальдегидных удобрений. Цианид кальция содержал 19-21% азота, который при внесении в почву быстро гидролизовал в мочевину. Также использовался как дефолиант на посевах хлопчатника и как гербицид для уничтожения двудольных сорняков и инсектицид при борьбе с проволочными червями в почве и слизнями.

Мочевин-формальдегидное удобрение (карбамидоформ, уреаформ) получают конденсацией мочевины и формальдегида. Состав и физико-химические свойства зависят от условий конденсации (температура и рН раствора). Содержание азота 37-40%, из них только 4-10% водорастворимые. Перспективно в районах с избыточным увлажнением и на орошении, поскольку азот не вымывается, а также при необходимости внесения разово высоких доз азота.

Изобутилендимочевина – продукт конденсации изобутилового спирта и мочевины. Содержит 32% азота, из которых только 10% растворимы в воде.

Кроме того, отечественная агрохимия предлагала производителю такие удобрения, как мочевин-ацетальдегидное удобрение, кротонилмочевину, оксамид и др.

2. Неорганические медленнорастворимые соединения: например, металл-аммоний фосфаты (магний-аммоний фосфат MgNH4PO4), частично разложенная фосфоритная мука, биологически и микробноразложенные соединения азота.

Для медленнорастворимых удобрений важен гранулометрический состав: чем меньше частички, тем лучше контакт с почвой, тем быстрее высвобождение азота.

Удобрения пролонгированного действия на основе мочевины, выпускаемые в мире

Северная Америка
Жидкие продукты
Georgia-Pacific	Nitamin® 30L – раствор уреаформальдегида
Tessenderlo Kerley	Formolene-Plus® и некоторые Trisert® – уреатриазон
Helena Chemicals	CoRoN® – раствор уреаформальдегида
Kugler Company	KQ XRN 28-0-0 – раствор уреаформальдегида
Growth Products	Nitro-30 – раствор уреаформальдегида 30-0-0
Гранулированные продукты
Agrium (бывший Nu-Gro)	Nitroform® – уреаформальдегид Nutralene® – метиленмочевина IB Nitrogen – IBDU (изобутилидендимочевина)
Западная Европа
Aglukon	Plantosan® – гранулированное Метиленмочевина – Azolon® гранулированное и Azolon® жидкое Метиленмочевина – PlantoDur® – NPK удобрение, N в виде уреаформальдегида (UF)
BASF (производитель) Compo (дистрибьютор)	CDU (импортируемый из Японии) – Triabon®- NPK удобрение на основе CDU Floranid® – N-, NK- и NPK-удобрение, N в форме IBDU
Puccioni (Италия)	Nutritop® – Nutritop® N, Smartfert® Top – NPK и NP удобрения, на основе UF
Sadepan Chimica (Италия)	SirflorTM N38, на основе UF SazoleneTM – гранулированная и жидкая метиленмочевина
Китай
Hanfeng Evergreen	UF
Япония
Chissoasahi Fertilizer	CDU азот ‘UBER’ – на основе CDU (в Японии реализуется под названием ‘Hyper CDU’) NPK удобрение на основе CDU
Mitsubishi Chemical	Азот в виде IBDU ‘Good-IB’ и ‘Super-IB’, на основе IBDU NPK удобрение на основе IBDU
Sun Agro	UF NPK fertilizer based on UF

Источник: https://en.wikipedia.org

 

УДОБРЕНИЯ КОНТРОЛИРУЕМОГО ДЕЙСТВИЯ, это удобрения, в которых физический барьер контролирует высвобождение элементов питания. Они могут быть в виде: (1) таблеток или гранул, покрытых гидрофобной полимерной пленкой (капсулированные удобрения), (2) либо представлять собой матрицу, в которой растворимое вещество диспергировано в компонентах, уменьшающих растворимость удобрения, (3) также могут быть использованы препаративные формы с низким соотношением площадь/объем, например, супергранулы, брикеты, таблетки, палочки и др.

Удобрения контролируемого действия на основе матрицы представляют собой частички удобрения, погруженные в матрицу-носитель. Для матрицы используют гидрофобные материалы (полиолефины, каучук) и гидрогели, которые по природе гидрофильны и уменьшают растворимость удобрения за счет высокой водоудерживающей способности (набухание). Чаще всего матрица состоит из расплавленных восков, сурфактантов и полиэтиленгликолей. Однако эта группа удобрений менее распространена, чем капсулированные. Для достижения пролонгированного эффекта содержание матрицы может достигать 40%, поэтому возможно производство только низкоконцентрированных удобрений.

Капсулированные удобрения могут быть покрыты органическими соединениями (термопластики или резины) и неорганическими (сера – например, покрытие для карбамида).

Основной принцип производства капсулированных удобрений – покрытие традиционных растворимых форм удобрений защитной пленкой, которая может быть нерастворимой в воде, полупроницаемой или непроницаемой с порами для высвобождения элементов. Это покрытие контролирует проникновение воды внутрь гранулы, уровень растворения компонентов удобрения и дает возможность синхронизировать высвобождение элементов с потребностями растения.

 

Рис. 1. Высвобождение элементов питания из удобрений, капсулированных полупроницаемой мембраной (Basacote®) (Источник: IFA, 2010, адаптировано по Hahndel, BASF, 1997)

Гранула удобрения абсорбирует воду через мембрану. Соли элементов растворяются в соответствии со своими характеристиками растворимости. В результате влияния осмотического давления растворенные элементы проходят через мембрану наружу, где поглощаются корнями растения. Этот механизм позволяет контролировать высвобождение элементов питания на протяжении всего периода вегетации культур.

Удобрения контролируемого действия предназначены в первую очередь для внесения в питомниках, под балконные и горшочные растения.

Для капсуляции чаще всего используют следующие материалы:

• Серу: непроницаемая мембрана, которая постепенно разрушается под влиянием микробиологических, химических и физических процессов в почве; уровень высвобождения азота из карбамида, капсулированного серой, зависит от толщины и состава мембраны. Однако темпы высвобождения элементов очень зависят от окружающих условий и сильно разнятся.

• полимеры (например, сополимеры на основе поливинилиденхлорида, гелеобразующие полимеры, полиэтилен, этиленвинилацетат, полиэстеры, мочевин-формальдегидные смолы, полиуретановые резины и др.), мембрана может быть полупроницаемая или непроницаемая с мельчайшими порами, проникновение через которую элементов питания зависит не столько от почвенных условий (рН, содержание солей, гранулометрический состав, микробная активность, окислительно-восстановительный потенциал, ионная сила раствора), сколько от температуры и водопроницаемости полимерного покрытия. Таким образом, появляется возможность предсказать темпы и интенсивность высвобождения элементов питания из капсулированных удобрений.

• соли жирных кислот (например, стеарат кальция),

• латекс, резины, гуаровые смолы, антислёживатели, воски,

• фосфаты кальция и магния, оксид магния, фосфат магния-аммония, фосфат калия-аммония,

• фосфогипс, фосфоритная муку, аттапульгитовая глина,

• торф (органо-минеральные удобрения, представляющие собой торфяные пеллеты).

Выбор полимерного материала зависит от его химических и физических свойств, цены, доступности и наличия патента.

Лидерами производства удобрений контролируемого и пролонгированного действия в Северной Америке являются компании Agrium Inc. (включая Pursell Technologies Inc. и Nu-Gro Corp.), Georgia-Pacific, Growth Products, Helena Chemicals, Kugler Company, Lebanon Seaboard Corp., Lesco Inc, Tessenderlo Kerley и The Scotts Company (сегодня – Everris International). В Западной Европе производством такого вида удобрений занимаются компании Ekompany Agro B.V. (Нидерланды), Aglukon (Германия), BASF (Германия), Compo (Германия), Scotts Europe (Нидерланды), Puccioni (Италия) и Sadepan Chimica (Италия). В Израиле лидер – компания Haifa Chemicals. Японские компании: Central Union Fertilizer, Chissoasahi Fertilizer11, Co-op Chemical, Katakura Chikkarin, Mitsubishi Chemical, Sumitomo Chemical, Taki Chemical и Ube Agri-Materials. В Китае данную отрасль представляют компании Hanfeng Evergreen, Shandong Kingenta Ecological Engineering и Shikefeng Chemical Industry.

 Удобрения контролируемого действия, выпускаемые в мире

Северная Америка
Капсулированные полимером удобрения
Everris International (бывшая The Scotts Company)	Agroblen® – капсулированные полимером N, NK и NPK удобрения Osmocote® – капсулированные полимером NPK удобрения
Agrium (бывшая Pursell Technologies)	ESN® Duration® CR – капсулированные глиной PCU Polyon® PCU – капсулированная полимером мочевина Polyon® капсулированный нитрат калия, MAP и NPK удобрения
Капсулированные серой удобрения (SCU)
Agrium (бывшая Nu-Gro)	SCU®
Капсулированные полимером/серой удобрения
Agrium (бывшая Pursell Technologies)	TriKote® – удобрения, капсулированные несколькими полимерами и серой
Западная Европа и Израиль
Капсулированные полимерами удобрения
Aglucon	Plantacote® капсулированные полимером NPK удобрения
Compo	Basacote® – капсулированные полимером NPK удобрения Basatop® – частично капсулированные полимером N- и NPK-удобрения
Ekompany Agro B.V.	Ekote® Полностью и частично капсулированные полимером NPK, карбамид, фосфор, калий и др. Удобрения для культур открытого грунта, фруктовых деревьев, декоративных растений, питомников и газонов
Haifa Chemicals	Multicote® – капсулированные полимером NPK-, NP- и NK- удобрения CoteNTM – капсулированная полимером мочевина Mulitcote® Agri – капсулированные NPK-удобрения для культур открытого грунта и фруктовых насаждений Multigreen® – удобрение контролируемого действия для газонов Multigro® – смеси удобрений контролируемого действия для полевых и плодово-овощных культур
Китай
Капсулированные серой удобрения (SCU)
Shandong Kingenta Ecological Engineering	Syncote®- капсулированная серой мочевина и NPK-удобрения
Hanfeng Evergreen
Shikefeng Chemical
Капсулированные полимером/серой удобрения
Shandong Kingenta Ecological Engineering	Syncote®- капсулированная полимером/серой мочевина
Капсулированные полимерами удобрения
Shandong Kingenta Ecological Engineering	Syncote® – капсулированные полимером NPK-удобрения и мочевина
Япония
Капсулированные серой удобрения (SCU)
Sun-Agro	S-Coat®- капсулированные серой NPK- удобрения и мочевина
Капсулированные полимерами удобрения
Chissoasahi Fertilizer	Meister®- капсулированная полимером мочевина (в Японии под маркой ‘LP-cote’) Nutricote® – капсулированные полимером NPK удобрения, сульфат магния или нитрат кальция Pile Nutricote® – Nutricote® ‘Naebako-makase’ – специальное удобрение марки Meister® для основного внесения в чеки при выращивании риса ‘Ikubyou-makase’ – специальное Nutricote®- для основного внесения в питомниках под овощные культуры
Mitsubishi Chemical	M-coat® – капсулированная полимером мочевина
Taki Chemical	Taki-coat® – капсулированная полимером мочевина
MC Ferticom	U-coat® – капсулированная полимером мочевина
Central Union Fertilizer	Cera-Coat® капсулированная полимером мочевина
Co-op Chemical	Co-op coat®- капсулированные полимером NPK удобрения
Katakura Chikkarin	Sigma Coat® капсулированная полимером мочевина и NPK удобрения
Sumitomo Chemical	‘SR-coat’ – капсулированная полимером мочевина

Источник: https://en.wikipedia.org

Plantacote – технология производства капсулированных удобрений контролируемого действия. Удобрение произведено на основе новых стандартов к удобрениям такого типа.

Технология разработана и запатентована немецкой компанией Aglukon, которая в 2013 году передала бизнес по производству и дистрибьюции данного продукта компании SQM. Производство до сих пор находится в Германии.

Технология PLANTACOTE может быть использована для концентрированных составов, обеспечивая оптимальное высвобождение элементов питания и получение высококачественной продукции.

К преимуществам PLANTACOTE нужно отнести безопасное покрытие (упругое и прочное), безопасное высвобождение элементов питания даже при нестабильных условиях. Прочное покрытие предупреждает повреждение при смешивании с другими удобрениями, а также при хранении и внесении.

Время высвобождения элементов питания не зависит от типа субстрата, рН, микроорганизмов, уровня полива и влажности почвы. Элементы питания начинают поступать в почвенный раствор через 2-3 недели после внесения (в зависимости от температуры), что обеспечивает безопасность для проростков. Высвобождение элементов питания приурочено к физиологическим потребностям культур. В прохладных условиях растения растут и поглощают элементы медленнее и потребляют меньше элементов питания, а при повышении температуры ростовые процессы интенсифицируются. Высвобождение же элементов питания удобрениями марок PLANTACOTE также зависит только от температуры.

Длительность высвобождения элементов питания из удобрений PLANTACOTE в зависимости от температуры

Тип удобрения	Средняя температура почвы
	15/16оС	20/21оС	26/27оС
2М	2-3 месяца	1-2 месяца	1 месяц
4М	4-5 месяцев	3-5 месяцев	2-3 месяца
6М	6-7 месяцев	5-6 месяцев	4-5 месяцев
8М	9-10 месяцев	8-9 месяцев	6-7 месяцев
12М	14-16 месяцев	12-14 месяцев	10-12 месяцев
16М	17-18 месяцев	15-16 месяцев	14-15 месяцев

 

После периода высвобождения, покрытие удобрений PLANTACOTE разрушается под влиянием химических и физических процессов, а также разлагается микроорганизмами почвы. Минимизированы потери элементов.

Каждое удобрение Plantacote содержит азот, фосфор, калий, а также может одержать магний и микроэлементы. Высвобождение элементов питания контролируется полупроницаемо мембраной, которая полностью покрывает гранулу удобрения. Толщина полимерного покрытия определяет длительность высвобождения элементов.

Технология производства удобрений Osmocote берет начало еще с 1967 года. Компания Everris занималась разработкой еще первого поколения капсулированных удобрений. Сегодня они производят удобрения уже 4-го поколения, и продолжают разработки в этой области.

 Ирина Логинова, эксперт рынка

специальных удобрений ИК «Инфоиндустрия»

 

Читайте нас у Telegram