JP2006290735A - 多数の栄養素を含む緩効性および制御放出性ポリマー肥料とその製造法およびその使用法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記一般式を持つ、多数の栄養素を含むポリマー肥料。
(式中、nは50〜200、mは0〜5の範囲にあり、MはK、NH4、NHCONH2、微量要素金属等からなる群より選択される。)本ポリマー肥料の制御された放出作用は土壌中で分解することを利用し、植物が吸収できる栄養素を緩効的に放出できるところにある。
【選択図】なし
Description
式中、nは50〜200の範囲にあり、mは0〜5の範囲にあり、各繰り返し単位において、Mは同じまたは異なるものであって、K、NH4、NHCONH2、等から成る群より独立して選ばれ、望ましくは、Mは更に、Fe、Cu、Zn、Mn、Mgなど、または作物に必要なその他の微量要素から成る群より選ばれる。
(1)反応物とリン酸とを反応器に加えて加熱し、二価リン酸塩を生成する工程。前記反応物は、塩化カリウム、炭酸カリウム、または水酸化カリウムなどである。反応物は更に、Fe、Cu、Zn、Mn、Mg、または必要なその他の金属元素の酸化物または水酸化物から成る群より選ぶことができる。
(2)もう一つの反応器に尿素(カルバミド)とホルムアルデヒドとを加えてpH値を調整し、適当な温度でメチレン尿素オリゴマーを生成する工程。
(3)もう一つの反応器に、工程(1)で得られた二価リン酸塩と、工程(2)の生成物、または必要な量の窒素となるに足る量の尿素(カルバミド)とを加え、加熱して重縮合反応を開始し、反応熱の作用により重縮合反応を継続させる工程。
(4)溶融した重縮合生成物を造粒する工程。
(1)窒素、リン、カリウム、鉄、銅、亜鉛、マンガンなどの栄養素全てを一つのポリマー中に含むため、より使用に便利な肥料である。
(2)肥料の合計養分含量(N%+P2O5%+K2O%)が50〜86重量%であるため、本肥料の施用量は同じ生産増に必要な現在入手可能な肥料の量の僅か1/3〜1/2である。
(3)必要に応じて肥料の持続時間を調整できる。
(4)肥料の水溶液のpH値が6.5〜7.5であって、土壌や植物に対して害を与えない。
(5)分解および加水分解後、肥料から放出される栄養素は全て植物によって完全に吸収され、残分がないため、環境に優しい緩効性および制御放出性肥料である。
(6)原材料の一つである塩化カリウムは資源が豊富でコストが安い。
塩化カリウムとリン酸の供給重量をカリウムの要求量に従って算出し、次に、撹拌機と塩化水素吸収装置とを備えた耐酸反応器にこれらの原材料を入れ、塩化水素が発生しなくなるまで加熱して反応溶液Iを得た。後に使用するため、反応溶液Iを約60℃まで冷やした。
[m=5で、全てのMがKである特定の肥料の調製]
2.3kgの85%工業用リン酸を10リットルのエナメル製反応器に入れ、次に、1.05kgの塩化カリウムを加えた。塩化水素が放出されなくなるまで系を加熱した。2kgの水を加え、続いて0.34kgの水酸化カリウムを加えた。後に使用するため、系を80℃に加熱した。
[m=3で、全てのMがKである特定の肥料の調製]
実施例1と同じ方法を用いて、リン酸二水素カリウム溶液を調製した。4.9kgの37%工業用ホルムアルデヒドを、撹拌機を備えた30リットルのステンレススチール製反応器に加えた。pH値を8〜9に調整し、系を60℃に加熱後、バッチに4.8kgの尿素を加えた。温度を80℃に上げて0.5時間反応させ、後に使用するための生成物を得た。
[m=0で、全てのMがKである特定の肥料の調製]
撹拌機と塩化水素吸収装置とを備えた30リットルのエナメル製反応器に、6.9kgの85%工業用リン酸を加え、3.15kgの塩化カリウムを加えた。塩化水素が放出されなくなるまで系を加熱した。3kgの水を加えた後、1kgの水酸化カリウムを加えた。反応系が熱いうちに、長さ/直径比の大きい反応器に系を移した。次に、3.6kgの尿素(カルバミド)を加えた。反応系を約60℃まで熱すると、澄んで透明な溶液となった。適当な時間加熱し続けると、重縮合反応は発熱反応であるため、系は沸騰する。反応系が粘稠となったらヒーターを外し、得られた生成物が半固体状となるまで放冷後、生成物を造粒器でペレット化して乾燥させた。10.1kgの生成物が得られた。この生成物中のNの含量は16.6%、P2O5は42.0%、K2Oは27.9%である。
[m=0で、全てのNがNH4である特定の肥料の調製]
6.9kgの85%工業用リン酸を長さ/直径比の大きいステンレススチール製反応器に加えた後、撹拌しながらバッチに4.8kgの重炭酸アンモニウムを加えた。CO2が発生しなくなるまで系を60℃で加熱した後、3.6kgの尿素(カルバミド)を加えた。反応溶液が沸騰状態になるまで温度を上げた。反応溶液が粘稠となったらヒーターを外し、反応溶液が半固体状になるまで放冷後、生成物を造粒器でペレット化して乾燥させた。8.8kgの生成物が得られた。この生成物中のNの含量は28.6%、P2O5は48.4%である。
[m=3で、全てのMがNH4である特定の肥料の調製]
4.6kgの85%工業用リン酸を10リットルのステンレススチール製反応器に加え、撹拌しながらバッチに3.2kgの工業用重炭酸アンモニウムを加えた。CO2が発生しなくなるまで系を60℃で加熱し、後に使用するためこのまま保持した。
[トウモロコシ用肥料の調製]
3.5kgの85%工業用リン酸を40リットルのエナメル製反応器に加えた後、1.6kgの塩化カリウムを加えた。塩化水素が放出されなくなるまで系を加熱した。次に、0.7kgの重炭酸アンモニウムをバッチに加え、CO2が発生しなくなるまで反応を続けた。5.4kgの尿素(カルバミド)を加え、以降の操作を実施例4に従って行った。6.8kgの生成物が得られた。この生成物中のNの含量は35.7%、P2O5は31.3%、K2Oは6.1%である。
[ジャガイモ用肥料の調製]
5.8kgの85%工業用リン酸を40リットルのエナメル製反応器に加えた後、2.6kgの塩化カリウムを加えた。塩化水素が放出されなくなるまで系を加熱した。次に、8kgの尿素(カルバミド)を加え、以降の操作を実施例4に従って行った。12kgの生成物が得られた。この生成物中のNの含量は28%、P2O5は29.6%、K2Oは9.8%である。
[微量要素を含む特殊な肥料の調製]
4.6kgの85%工業用リン酸を40リットルのステンレススチール製反応器に加えた後、68gの酸化マグネシウムと40gの酸化亜鉛とを加えた。これらが溶解したら、新たに調製した50gの水酸化銅と50gの水酸化鉄(ironic hydroxide)とを加えた。これら2成分の溶解後、2.7kgの炭酸カリウムを加えた。CO2が発生しなくなるまで系を加熱した。3.6kgの尿素(カルバミド)を加え、以降の操作を実施例4に従って行った。6.4kgの僅かに緑色の生成物が得られた。この生成物中のNの含量は16.0%、P2O5は42.0%、K2Oは27.0%であり、微量要素のマグネシウム、亜鉛、銅、および鉄はそれぞれ、0.64%、0.5%、0.5%、および0.48%である。
(1)トウモロコシでの圃場試験
1)材料および方法
試験用土壌:試験用土壌として、山西農業大学(Shanxi Agriculture University)の試験用播種苗圃のブランク地区(blank area)内の空土壌(empty soil)を選定した。ここは平坦で輸送および灌水に便利な条件を備え、管理および観察が容易であった。試験用土壌は中程度の地味(soil)と中程度の地力(fertility)を備えた炭酸塩質(carbonate type)の褐色土(brown earth)であった。その対象面積は約1,000hm2であった。前作物はトウモロコシであり、耕地1ヘクタール当たり22,500kgの牛厩肥と1,200kgのトウモロコシ用SV肥料を施用し、生産量は約9,900kg/hm2であった。
試験作物:トウモロコシ(Jin Dan 42)
試験スキームおよび方法:試験は4種類の配合で行った。
(I)配合1:供試肥料;0.03kg/m2(1.5kg/区画)
(II)配合2:供試肥料+堆肥(牛厩肥);供試肥料0.03kg/m2(1.5kg/区画)+堆肥2.25kg/m2(112.5kg/区画)
(III)配合3:通常の施肥;トウモロコシ用SV肥料0.12kg/m2(6kg/区画)+堆肥2.25kg/m2(112.5kg/区画)
(IV)配合4:対照;施肥せず
4種類の配合それぞれを4回繰り返した。
(I)試験圃場の土壌試料の実験室における試験および分析の結果を表2に示した。
1)材料および方法
試験用土壌:試験用土壌として、Xinzhou県Wuzhai地方Lijiaping郡Qingyanglin村北部の土壌を選定した。この土壌は主にジャガイモを栽培し、平坦で、輸送、管理、および観察に便利であった。試験用土壌は中程度の地味と中程度の地力を備えた褐色の山土(mountain brown earth)であった。その対象面積は約100hm2であった。前作物はジャガイモであり、耕地1ヘクタール当たり15,000kgの堆肥と1,125kgの尿素(カルバミド)と375kgの過リン酸カルシウムとを施用し、生産量は約14,250kg/hm2であった。
試験作物:ジャガイモ(DiXi-rui)
(I)配合1’:供試肥料;0.03kg/m2(1.5kg/区画)
(II)配合2’:供試肥料+堆肥;供試肥料0.03kg/m2(1.5kg/区画)+堆肥1.58kg/m2(79kg/区画)
(III)配合3’:通常の施肥;尿素(カルバミド)0.11kg/m2(5.5kg/区画)+過リン酸カルシウム0.04kg/m2(2kg/区画)+堆肥1.58kg/m2(79kg/区画)
(IV)配合4’:対照;施肥せず
4種類の配合それぞれを4回繰り返した。
(I)試験圃場の土壌試料の実験室における試験および分析の結果を表10に示した。
Claims (8)
- (I)の一般式を持ち、
式中、nは50〜200の範囲にあり、mは0〜5の範囲にあり、各繰り返し単位において、Mは同じまたは異なるものであって、K、NH4、NHCONH2、等から成る群より独立して選ばれることを特徴とする、緩効性および制御放出性ポリマー肥料。 - 請求項1に記載の緩効性および制御放出性ポリマー肥料であって、
前記肥料は、前記緩効性および制御放出性ポリマー肥料の総重量を基にして、
mが0で、全てのMがKである場合、27.9%のK2Oと、42%のP2O5と、16.6%のNとを含み、
mが3で、全てのMがKである場合、12%のK2Oと、18.2%のP2O5と、28.7%のNとを含み、
mが5で、全てのMがKである場合、8.2%のK2Oと、12.5%のP2O5と、29.4%のNとを含み、
このとき、K、P、およびNの量はそれぞれ、K2O、P2O5、およびNの量として計算する、
ことを特徴とする緩効性および制御放出性ポリマー肥料。 - 請求項1に記載の緩効性および制御放出性ポリマー肥料であって、
前記肥料は、前記緩効性および制御放出性ポリマー肥料の総重量を基にして、
mが0で、全てのMがNH4である場合、48.4%のP2O5と、28.6%のNとを含み、
mが3で、全てのMがNH4である場合、19.5%のP2O5と、34.5%のNとを含み、
このとき、K、P、およびNの量はそれぞれ、K2O、P2O5、およびNの量として計算する、
ことを特徴とする緩効性および制御放出性ポリマー肥料。 - 請求項1に記載の緩効性および制御放出性ポリマー肥料であって、
栄養素K、P、およびNの含量はそれぞれ、作物および土壌の要求に応じて製造工程において調節され、
栄養素の含量の調節可能な範囲はそれぞれ、窒素が16〜35重量%、リンが13〜48重量%、カリウムが6〜27重量%である、
ことを特徴とする緩効性および制御放出性ポリマー肥料。 - 請求項1に記載の緩効性および制御放出性ポリマー肥料であって、
Mは更に、Fe、Cu、Zn、Mn、Mg、および作物および土壌に必要なその他の微量要素から成る群より選ばれ、
各微量要素の含量は0.1〜1重量%の範囲にある、
ことを特徴とする緩効性および制御放出性ポリマー肥料。 - 請求項1に記載の緩効性および制御放出性ポリマー肥料の製造法であって、
前記製造法は、
(1)反応物とリン酸とを反応器に加えて加熱し、二価リン酸塩を生成する工程であって、前記反応物は、カリウムの塩化物、水酸化物、または炭酸塩であり、
(2)もう一つの反応器にカルバミド(尿素)とホルムアルデヒドとを加えてpH値を調整し、適当な温度でメチレン尿素(methylene urea)オリゴマーを生成する工程と、
(3)もう一つの反応器に、工程(1)で得られた二価リン酸塩と、工程(2)の生成物、または十分な量の窒素となるに足る量の尿素とを加え、加熱して重縮合反応を開始し、反応熱の作用により重縮合反応を継続させる工程と、
(4)溶融した重縮合生成物を造粒する工程と、
を含むことを特徴とする緩効性および制御放出性ポリマー肥料の製造法。 - 請求項6に記載の製造法であって、前記反応物は更に、Fe、Cu、Zn、Mn、Mg、および必要なその他の金属元素の酸化物または水酸化物から成る群より選ばれることを特徴とする製造法。
- 請求項1に記載の緩効性および制御放出性ポリマー肥料の使用法であって、前記肥料は単独で、または堆肥と組み合わせて施用することを特徴とする使用法。
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