JP7858552B2 - 窒素安定剤を増強するための組成物の製剤システム - Google Patents

窒素安定剤を増強するための組成物の製剤システム

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Description

本開示の主題は、窒素安定剤及び有機酸無水物を含有する組成物及びその製剤を対象とする。栄養素の取り込みを増加させ、硝化及び/又はウレアーゼ活性を阻害するための農業におけるこれらの組成物及び製剤を更に記載する。
窒素は、適切かつ強い葉にとって重要であると考えられている必須の植物栄養素である。尿素は、大きな窒素含有量を提供し、主な窒素肥料である。土壌水分の存在下で、天然又は合成の尿素は、アンモニウムイオンに変換され、次いで、植物の取り込みに利用可能である。アンモニウムは、土壌中の細菌によって硝化プロセスを通じて硝酸塩に更に変換され得る。硝酸塩もまた、植物の取り込みに利用可能である。しかしながら、植物による尿素の使用効率は低い。
実際には、窒素肥料は、多くの場合、成長期の初めに一度だけ施用される。典型的には、窒素肥料は、乾燥顆粒、プリルとして、又は尿素単独で構成された、若しくはUAN(尿素、硝酸アンモニウム、及び水を含有する混合物)のように硝酸アンモニウムと混合された流体として製剤化される。尿素は、動物性厩肥にも存在している。これらの形態の尿素は、土壌に施用したときに急速に分解され、アンモニアガスを生成するという大きな欠点を有する。これは、土壌中にウレアーゼ酵素が存在するためであり、これが尿素と反応して、炭酸水素アンモニウム及びアンモニアを生成する。この一般的な一連のプロセスは、当該技術分野において揮発として既知である。揮発は、低下した窒素肥料の使用効率、より低下した収量、窒素欠乏症の植物症状、望ましくない臭気、及び潜在的に有害なアンモニアガス濃度をもたらす。加えて、発生したアンモニアはまた、土壌中の細菌によって硝酸塩に変換され得、これは硝化と呼ばれる。過剰な硝酸塩は、土壌中のある特定のタイプの細菌によって一酸化窒素又は亜酸化窒素に変換され得、これは脱窒と呼ばれる。
窒素肥料の分解を遅延させ、それによって、さもなければこれらの阻害剤の不在下で生じるであろう窒素分解生成物の損失を低減することが可能である、硝化及び/又はウレアーゼ阻害剤(多くの場合、窒素安定剤と称される)が開発されている。窒素肥料と組み合わせた硝化及び/又はウレアーゼ阻害剤の使用は、窒素供給源が土壌中に残り、植物によって吸収されるために利用可能な時間の量を増加させる傾向があり、次いで、肥料の有効性を増加させ、作物の収量及び品質に好影響を与える。しかしながら、コスト、安全性、利便性、及び安定性に関する問題は、これらのタイプの阻害剤の使用を制限している。例えば、現在の製品は、高価な有機溶媒を含有し、液体製剤中に低い組成パーセンテージの阻害剤を有する。これは、これらの液体分散系のより大きなパーセンテージの施用を余儀なくさせ、したがって、それらの使用を非経済的かつ非効率的にする。そのような製品としては、例えば、Eco Agro ResourcesのNEON(商標)製品ファミリーが挙げられ、NBPT及びDCDは、有機溶媒中に低濃度で製剤化されている。
具体的には、NBPTとDCDとの組み合わせを含む市販の農業製品は、様々な欠点を示す。それらの水性溶媒及び多くの有機溶媒中の低溶解性により、高濃度のNBPT及びDCDを含有する製剤を提供することは、困難であることが示されており、現在も改善すべき分野に留まる。NBPT及びDCDを適切に製剤化するために、市販の農業製品の現在の製剤は、多量の有機溶媒を含有する。これらの製剤は、望ましくない臭気(ジメチルスルホキシド等)を示す有機溶媒をしばしば使用し、したがって、当該分野では利用しにくく、かつ、取り扱いが困難である。更に、高量の有機溶媒を含むこれらの製品の製剤はまた、環境及び野生動物に悪影響を示すことが示されている。
したがって、環境及び動物に安全であり、液体肥料(UAN等)に直接適用され得る硝化及びウレアーゼ阻害剤の適切なバランス及び濃度を含有する、経済的な送達製剤を見つけることが非常に望ましいであろう。したがって、既存の製品を改善するための引き続き継続している研究努力にもかかわらず、酵素誘発性尿素分解を効率的に制御するための窒素安定剤を含有するより良好な組成物及び製剤を開発するための、当該技術分野における大きなニーズが依然として存在する。
一態様では、本明細書に記載の主題は、窒素安定化組成物であって、窒素安定剤構成成分及び有機酸無水物構成成分を含み、窒素安定剤構成成分が、ウレアーゼ阻害剤及び/又は硝化抑制剤である、窒素安定化組成物と、非プロトン性溶媒と、アミン安定剤と、を含む、安定化製剤を対象とする。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、N-(n-ブチル)チオリン酸トリアミド(NBPT)及び/又はジシアンアミド(DCD)である。いくつかの実施形態では、有機酸無水物構成成分は、有機酸無水物ポリマーである。いくつかの実施形態では、非プロトン性溶媒は、DMSOである。いくつかの実施形態では、アミン安定剤は、モノメタノールアミンである。
別の態様は、本明細書に開示される安定化製剤及び肥料を含む、農業用組成物を対象とする。
別の態様は、土壌由来(soil-borne)ウレアーゼ酵素を阻害する方法であって、本明細書に開示される安定化製剤を土壌に適用するステップを含み、該製剤は、土壌由来ウレアーゼ酵素の作用による尿素の分解を阻害するのに十分な量で存在している、方法を対象とする。
別の態様は、土壌を肥沃化する方法であって、本明細書に開示される安定化製剤又は本明細書に開示される農業組成物を土壌に適用するステップを含む、方法を対象とする。
別の態様は、本明細書に開示される安定化製剤を調製するための方法であって、有機酸無水物構成成分を第1の非プロトン性溶媒と混合して、有機酸無水物構成成分予備混合溶液を形成するステップと、有機酸無水物構成成分予備混合溶液のアリコートを取り出すステップと、取り出したアリコートを第2の非プロトン性溶媒で希釈して、有機酸無水物溶液を得るステップと、有機酸無水物溶液をアミン安定剤と接触させて、安定化された有機酸無水物溶液を得るステップと、窒素安定剤構成成分を安定化された有機酸無水物溶液に添加して、所望の安定化製剤を得るステップと、を含む、方法を対象とする。
これら及び他の態様を、以下で更に詳しく記載する。
トウモロコシ畑を、尿素なし、尿素含有肥料、及び本明細書に開示される尿素含有肥料製剤(製剤の総重量に基づいて、15%w/wのNBPT、5%w/wのDCD、及び5%w/wの有機酸無水物ポリマー6を有する)で処理した、圃場研究の結果を示す。図1のパネルAは、未処理のトウモロコシ穂軸(左側のトウモロコシ穂軸の穂軸)、窒素肥料尿素で処理したトウモロコシ穂軸(中央のトウモロコシ穂軸の穂軸)、及び尿素と組み合わせた本明細書に開示する製剤15-5-5で処理したトウモロコシコブ(右側のトウモロコシ穂軸)を示す。各トウモロコシ穂軸の列の数は、未処理のトウモロコシ穂軸>尿素処理トウモロコシ穂軸>尿素/製剤処理トウモロコシ穂軸で増加する。図1のパネルBは、未処理のトウモロコシ穂軸(左側のトウモロコシ穂軸)、窒素肥料尿素で処理されたトウモロコシ穂軸(中央のトウモロコシ穂軸)、開示される製剤15-5-5と組み合わせて尿素で処理されたトウモロコシ穂軸(右側のトウモロコシ穂軸)を示す。各トウモロコシ穂軸中の穀物の列の数は、未処理トウモロコシ穂軸>尿素処理トウモロコシ穂軸>尿素/製剤処理トウモロコシ穂軸で増加する。 開示される製剤と組み合わせた窒素肥料を無耕作下で成長したトウモロコシ植物の処理に使用した、圃場研究の収穫結果を示す棒グラフである。異なる処理(P1-P9)は行わず、未処理の植物又は窒素肥料尿素で処理された植物と比較した。 左側の未処理のトウモロコシ穂軸、及び右側の窒素肥料尿素(135kg/haのN)で処理したトウモロコシ穂軸を示す図である。未処理のトウモロコシ穂軸は、Nの不十分/不足の供給が穀物の奇形(失敗)をもたらす一方で、処理されたトウモロコシ穂軸は、増加した量の穀粒を示すことを示す。 左側の未処理のトウモロコシ穂軸、及び右側の窒素肥料尿素(135kg/haのN)と組み合わせて本明細書に開示される製剤で処理したトウモロコシ穂軸を示す図である。未処理のトウモロコシは、Nの不十分/不足の供給が穀物の奇形(失敗)をもたらす一方、処理されたトウモロコシ穂軸は、成長サイクル全体を通じてNが十分に供給されることによって、穀物の形成及び充填の原因である植物中のタンパク質レベルが維持されることを示す。 本明細書に開示される製剤(P)と組み合わせて窒素肥料尿素で処理したトウモロコシ穂軸(左側のトウモロコシ穂軸を参照)、未処理のトウモロコシ穂軸(中央のトウモロコシ穂軸を参照)、及び窒素肥料尿素で処理したトウモロコシ穂軸(右側のトウモロコシ穂軸を参照)を示す図である。窒素肥料尿素と組み合わせて本明細書に開示される製剤で処理したトウモロコシ穂軸は、穂軸において最も多くの列のトウモロコシを示した。 本明細書に開示される製剤(P)と組み合わせて窒素肥料尿素で処理されたトウモロコシ穂軸(左側のトウモロコシ穂軸を参照)、及び窒素肥料尿素で処理されたトウモロコシ穂軸(右側のトウモロコシ穂軸を参照)を示す図である。窒素肥料尿素と組み合わせて本明細書に開示される製剤で処理したトウモロコシ穂軸は、穂軸において最も多くの列のトウモロコシを示した。
ここで、本開示の主題を、以下により完全に説明する。しかしながら、前述の記載に提示される教示の恩恵を受ける本開示の主題が関連する当業者は、本明細書に記載される本開示の主題の多くの変更例及び他の実施形態に想到するであろう。したがって、本開示の主題は、開示される特定の実施形態に限定されるものではなく、変更例及び他の実施形態は、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。換言すると、本明細書に記載の主題は、全ての代替例、変更例、及び等価物を包含する。限定されないが、定義された用語、用語の使用、記載された技術等を含む、組み込まれた文献、特許、及び類似する資料のうちの1つ以上が、本出願と異なるか又は矛盾する場合は、本出願が優先される。別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で言及される全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、参照によりそれらの全体が組み込まれる。
上述のように、尿素は、農業生産に広く使用されている主要な窒素肥料のうちの1つである。尿素として施用された窒素の最大40%は、誤って施用された場合に損失され得ると考えられており、なぜなら、それが、畑で施用された後、ウレアーゼ酵素を介して水と反応して炭酸アンモニウムを形成し得るからである。炭酸アンモニウムは不安定であり、二酸化炭素及びアンモニアに分解され、空気へと揮発して損失され得る。損失は実質的なものであり得、土壌pH、土壌温度、土壌水分、土壌の陽イオン交換能力、及び土壌有機物含有量等の多くの要因に依存する。
銅及び亜鉛の金属塩、ホウ素化合物、有機ウレアーゼ阻害剤、酸コーティング、ポリマーコーティングの適用、かつ反応付加物を形成するための尿素のアルデヒドとの反応を含む、尿素からの揮発性窒素損失を制御するための多くの方法が開発又は提案されている。例えば、N-(ブチル)チオリン酸トリアミド(NBPT)は、世界中の農業において最も既知のウレアーゼ阻害剤のうちの1つである。残念ながら、NBPTは、その使用において様々な欠点に直面している。例えば、NBPTは、固体形態では使用することができない粘着性であり、蝋質性であり、熱及び水に敏感な材料であるため、取り扱いが非常に困難であり、低濃度で使用されるため、固体尿素含有組成物、例えば、プリル(すなわち、大きな顆粒)上及び土壌中に均一に分配することが困難である。NBPTを固形尿素含有組成物上に均等に分配するために、NBPTは、固形尿素含有組成物上にスプレーされる前に担体中に分散させる必要がある。したがって、NBPTを含有する溶媒系の使用は望ましく、それは、溶媒系が、その液体形態において、NBPTを粒状尿素(例えば、尿素プリル)及び尿素を含有する液体肥料中に分配することができるからである。溶媒系中の尿素を含有する液体肥料(例えば、尿素-硝酸アンモニウム溶液又はUAN)にNBPTを導入することにより、NBPTは、液体肥料中により完全に分散される。しかしながら、NBPTは、熱的に不安定であり、水及び酸と接触すると分解する。これは、多くの場合、35℃を超える温度、場合によっては45℃以上に達することがある、農業畑(例えば、トウモロコシ畑、小麦畑等)で特に観察される。分解されると、NBPTは、ウレアーゼ酵素に対して所望の阻害効果をもたらすのに効果的ではない。したがって、NBPTの損失及び分解速度を低減する製剤は、それにより、土壌におけるその有効性を改善し得、化合物自体の負の環境影響を低減するのに非常に価値があるであろう。
ジシアンジアミドは、水性の農業用途、例えば、最終用途肥料組成物でしばしば使用される硝化抑制剤である。ウレアーゼ阻害剤と同様に、ジシアンジアミドはいくつかの欠点を有する。ジシアンジアミド等の硝化抑制剤は、一般に、非常に低い水溶性(約41グラム/リットル(「g/l」))を有する。したがって、硝化抑制剤を水性の最終用途肥料組成物に導入することは、特に畑条件下では困難である。その結果、ジシアンジアミド等の硝化抑制剤は、水中で低濃度で使用され、これにより、硝化抑制剤をプリル(すなわち、大きな顆粒)等の固体尿素含有組成物上及び土壌中に均等に分配することが困難になる。ジシアンジアミドを尿素含有プリル又は顆粒に均一に分配するために、ジシアンジアミドは、尿素にスプレーされる前に溶媒担体に分散される必要がある。したがって、ジシアンジアミド(本明細書では、「DCD」とも称される)を含有する溶媒系の使用が望ましいが、それは、溶媒系が、液体形態において、ジシアンジアミドを尿素顆粒若しくはプリル、尿素硝酸アンモニウム顆粒若しくはプリル、又はその他では尿素含有顆粒若しくはプリル、及び尿素又は尿素硝酸アンモニウムを含有する液体肥料に分配することができるからである。溶媒系中に尿素を含有する液体肥料(例えば、尿素硝酸アンモニウム溶液又はUAN)にジシアンジアミドを導入することにより、DCDは、液体肥料中により良く分散させることができる。
有利なことに、本明細書に記載の組成物、製剤、及び方法は、これらの窒素安定剤を本明細書に開示された特定の溶媒系中で有機酸無水物とともに製剤化することにより、農業におけるNBPT及び/又はDCD等の窒素安定剤の使用に望ましい特性を提供することが示されている。これらの窒素安定剤を開示された溶媒系(「ビヒクル」とも称される)中で有機酸無水物と合わせることは、限定されないが、熱的/化学的/酵素的安定性の延長、貯蔵寿命の増加、揮発性の低減、施用速度の低減、粘度の改善、任意の強くて望ましくない臭気又は臭いがないこと、調製の容易さ、取り扱いの容易さ、ウレアーゼ及び硝化抑制の効果の延長/長期化、並びに優れた環境的及び毒性的プロファイル等の様々な有益な特性を示す製剤を提供している。
理論に束縛されるものではないが、有機酸無水物は、窒素安定剤に安定化効果をもたらし、これにより、熱的、化学的、及び/又は酵素的安定性が改善され、それによって窒素安定剤の分解が減少すると考えられる。更に、本明細書に開示されるビヒクルは、高濃度での窒素安定剤及び有機酸無水物の溶媒和を可能にする。これは、現在市販されている窒素安定剤製剤と比較して、熱的及び化学的安定性の改善、臭気の低減、並びに追加の有益な特性を示す製剤を提供する。
したがって、本明細書に開示される組成物及び製剤は、窒素安定剤の利用可能性の増加に寄与するだけでなく、効率的な窒素安定剤としてのそれらの性能の寿命を延ばすことにも寄与する。
定義
本明細書で使用される場合、「ヘテロアリール」という用語は、少なくとも2個の環炭素原子並びに窒素、酸素及び/又は硫黄から選択される1~4個の環ヘテロ原子を含有する、少なくとも5員又は6員の不飽和の、かつ共役芳香族環を含むラジカルを指す。そのようなヘテロアリールラジカルは、多くの場合、代替的に、当業者によって「ヘテロ芳香族」と称される。いくつかの例では、ヘテロアリールラジカルは、ヘテロアリール環内に2~12個の炭素原子、又は代替的に4~5個の炭素原子を有する。例としては、限定されないが、ピリジニル、ピリミジニル、ピラジニル、ピロリル、フラニル、テトラゾリル、イソオキサゾリル、オキサジアゾリル、ベンゾチオフェニル、ベンゾフラニル、キノリニル、イソキノリニル等が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「アリール」という用語は、ベンゼンの6員環に類似する、少なくとも1つの不飽和及び共役6員環を含むラジカルを指す。そのような不飽和及び共役環を有するアリールラジカルはまた、「芳香族」ラジカルとして当業者に既知である。いくつかの実施形態では、アリールラジカルは、6~12個の環炭素を有する。アリールラジカルとしては、限定されないが、フェニル及びナフチル環状ラジカル等の芳香族ラジカルが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「置換された」という用語は、(ヘテロアリール、アリール、アルキル及び/又はアルケニル等の)部分であって、1つ以上の追加の有機又は無機の置換基ラジカルと結合している部分を指す。いくつかの実施形態では、置換部分は、1、2、3、4、又は5つの追加の置換基又はラジカルを含む。好適な有機及び無機の置換基ラジカルとしては、限定されないが、ヒドロキシル、シクロアルキル、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、複素環式環、置換複素環、アミノ、単置換アミノ、二置換アミノ、アシルオキシ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、カルボアルコキシ、アルキルカルボキサミド、置換アルキルカルボキサミド、ジアルキルカルボキサミド、置換ジアルキルカルボキサミド、アルキルスルホニル、アルキルスルフィニル、チオアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、又はハロアルコキシラジカルが挙げられ、それらの用語は本明細書で定義されるとおりである。本明細書に別段の指示がない限り、有機の置換基は1~4個又は5~8個の炭素原子を含むことができる。置換された部分が、2つ以上の置換基ラジカルと結合している場合、置換基ラジカルは、同じであっても異なっていてもよい。
本明細書で使用される場合、「非置換」という用語は、上記のような1つ以上の追加の有機又は無機の置換基ラジカルに結合していない(ヘテロアリール、アリール、アルケニル、及び/又はアルキル等の)部分を指し、そのような部分が水素でのみ置換されていることを意味する。
本明細書で使用される場合、「ハロ」、「ハロゲン」、又は「ハロゲン化物」という用語は、フッ素、塩素、臭素、若しくはヨウ素の原子、又はイオンを指す。
本明細書で使用される場合、「アルコキシ」という用語は、単一の末端エーテル連結を介して結合したアルキルラジカルを指し、すなわち、「アルコキシ」基は-ORとして定義され得、式中、Rは上記で定義したアルキルである。例としては、限定されないが、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソ-プロポキシ、n-ブトキシ、t-ブトキシ、イソ-ブトキシ等が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「置換アルコキシ」という用語は、アルキルラジカルに結合した1つ、2つ、又はそれ以上の追加の有機又は無機の置換基ラジカルを有する、上記で定義されるアルコキシラジカルを指す。好適な有機及び無機の置換基ラジカルとしては、限定されないが、ヒドロキシル、シクロアルキル、アミノ、一置換アミノ、二置換アミノ、アシルオキシ、ニトロ、シアノ、カルボキシ、カルボアルコキシ、アルキルカルボキサミド、置換アルキルカルボキサミド、ジアルキルカルボキサミド、置換ジアルキルカルボキサミド、アルキルスルホニル、アルキルスルフィニル、チオアルキル、チオハロアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、又はハロアルコキシが挙げられる。アルコキシのアルキルが2つ以上の置換基ラジカルと結合している場合、置換基ラジカルは同じであっても異なっていてもよい。
本明細書で使用される場合、「アミノ」という用語は、置換基ラジカルによってアンモニアの水素原子のうちの1つ以上が置換されることによって、アンモニア(NH)に構造的に関連する、置換又は非置換の三価窒素含有ラジカル又は基を指す。
本明細書で使用される場合、「一置換アミノ」という用語は、アルキル、置換アルキル、又はアリールアルキルから選択される1つのラジカルにより置換されたアミノを指し、この用語は、本明細書に見出されるのと同じ定義を有する。
本明細書で使用される場合、「二置換アミノ」という用語は、アリール、置換アリール、アルキル、置換アルキル、又はアリールアルキルから選択される同一又は異なる2つのラジカルで置換され得るアミノを指し、これらの用語は、本明細書に開示されるのと同じ定義を有する。例としては、限定されないが、ジメチルアミノ、メチルエチルアミノ、ジエチルアミノ等が挙げられる。存在する2つの置換基ラジカルは、同じであっても異なっていてもよい。
本明細書で使用される場合、「ハロアルキル」という用語は、1つ以上のハロゲン、例えば、フッ素、塩素、臭素、又はヨウ素により置換された、上記で定義されるアルキルラジカルを指す。例としては、限定されないが、トリフルオロメチル、ペンタフルオロエチル等が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「ハロアルコキシ」という用語は、酸素に直接結合してトリフルオロメトキシ、ペンタフルオロエトキシ等を形成する、上記で定義されるハロアルキルを指す。
本明細書で使用される場合、「アシル」という用語は、カルボニル(-C(O)-R基)を含有するラジカルを示し、R基は水素であるか、又は1~8個の炭素を有する。例としては、限定されないが、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブタノイル、イソ-ブタノイル、ペンタノイル、ヘキサノイル、ヘプタノイル、ベンゾイル等が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「アシルオキシ」という用語は、カルボキシル(-O-C(O)-R)基を含有するラジカルを指し、式中、R基は水素であるか又は1~8個の炭素を含む。例としては、限定されないが、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブタノイルオキシ、イソ-ブタノイルオキシ、ベンゾイルオキシ等が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「アルキル基」という用語は、1~8個、1~6個、1~4個、又は5~8個の炭素を含有する飽和炭化水素ラジカルを指す。いくつかの例では、アルキル基は、8個超の炭素を含有する飽和炭化水素ラジカルを指す。アルキル基は、非環状アルカンから1つの水素を除去し、そのために非水素基又はラジカルに置換することによって修飾される、非環状アルカン化合物と構造的に類似している。アルキル基ラジカルは、分岐鎖状又は非分岐鎖状とすることができる。低級アルキル基ラジカルは、1~4個の炭素原子を有する。高級アルキル基ラジカルは、5~8個の炭素原子を有する。アルキル、低級アルキル、及び高級アルキル基ラジカルの例としては、限定されないが、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、アミル、t-アミル、n-ペンチル、n-ヘキシル、i-オクチル、等のラジカルが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「アルケニル基」という用語は、2~8個、2~6個、2~4個、又は5~8個の炭素、及び少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を含有する不飽和炭化水素ラジカルを指す。いくつかの例では、アルケニル基は、8個超の炭素を含有する不飽和炭化水素ラジカルを指す。不飽和炭化水素ラジカルは、上記で定義したアルキルラジカルと同様であり、これはまた、少なくとも1つの炭素-炭素二重結合を含む。例としては、限定されないが、ビニル、アリル、2-ブテニル、3-ブテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、5-ヘキサニル、2-ヘプテニル、3-ヘプテニル、4-ヘプテニル、5-ヘプテニル、6-ヘプテニル等が挙げられる。「アルケニル」という用語には、直鎖状及び分岐鎖状のジエン及びトリエンが含まれる。
本明細書で使用される場合、「単環式」という用語は、例えば、ベンゼン又はシクロプロパン等の原子の単一の環を含有する分子構造を指す。
本明細書で使用される場合、「二環式」という用語は、例えば、ナフタレン等の、一緒に縮合されている2個の原子の環を含有する分子構造を指す。
本明細書で使用される場合、「三環式」という用語は、一緒に縮合されている3個の原子の環を含有する分子構造を指す。
本明細書で使用される場合、「窒素安定剤」は、土壌細菌における作用を介する硝化、脱窒、アンモニア揮発、又はウレアーゼ産生のプロセスを防止又は阻害することを意図した、任意の物質又は物質の混合物を指す。
本明細書で使用される場合、「硝化抑制剤」は、アンモニアの亜硝酸塩/硝酸塩への酸化を阻害する化合物の特性を指す。
本明細書で使用される場合、「ウレアーゼ阻害剤」という用語は、ウレアーゼ酵素の活性を阻害するための化合物の特性を指す。阻害は、本明細書の他の箇所に記載されるように定量化され得る。
本明細書で使用される場合、「熱安定性」という用語は、所与の期間にわたって熱刺激に曝された場合の物質の安定性を指す。熱刺激の例としては、限定されないが、電気供給源から生成された熱、及び/又は太陽から生成された熱が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「化学的安定性」という用語は、空気(酸化をもたらし得る)、光(例えば、太陽光)、水分/湿気(水から)、熱(太陽から)、及び/又は化学剤等の外部作用に曝された場合の構造的変化に対する物質の耐性を指す。例示的な化学剤としては、限定されないが、関心のある化合物(例えば、開示されるポリアニオン性ポリマー)の構造的完全性を劣化させ得る任意の有機又は無機物質が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「酵素的安定性」という用語は、物質(例えば、開示されるアニオン性ポリマー)の構造的安定性を破壊する外部生物学的生物への物質の耐性を指す。例示的な生物学的生物としては、限定されないが、土壌中に存在している細菌及び微生物が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「有効量」という用語は、窒素安定化組成物の量及び/又は安定化組成物中の各構成成分(すなわち、窒素安定剤構成成分及び/又は有機酸無水物構成成分)の量を指し、これは以下に記載されるような硝化抑制及び/又はウレアーゼ阻害を達成するのに十分である。使用される量、施用方法、及び好適な比に関するより例示的な情報を以下に示す。当業者は、そのような量が広い範囲内で変化し得るという事実を十分に認識しており、様々な要因、例えば、天候、標的種、遺伝子座、施用様式、土壌タイプ、処理された栽培植物又は材料、及び気候条件に依存する。
本明細書で使用される場合、「土壌」という用語は、陸地表面上に生じる生体(例えば、微生物(細菌及び真菌等)、動物及び植物)及び非生体物質(例えば、鉱物及び有機物(例えば、様々な程度の分解の有機化合物)、液体、及び気体)からなる自然体として理解されるべきであり、様々な物理的、化学的、生物学的、及び人為的プロセスの結果として初期材料から区別可能な土壌層位を特徴とする。農業の観点からは、土壌は主に植物にとっての定着部分及び主要な栄養素のベース(植物生息地)とみなされている。
本明細書で使用される場合、「肥料」という用語は、植物及び果実の成長を促進するために施用される化合物として理解されるべきである。肥料は、典型的には、土壌を通じて(植物の根による取り込みのため)、又は葉への供給を通じて(葉からの取り込みのため)のいずれかによって施用される。「肥料」という用語は、a)有機肥料(腐敗した植物/動物質で構成される)及びb)無機肥料(化学物質及び鉱物で構成される)の2つの主要なカテゴリーに細分することができる。有機肥料としては、厩肥、スラリー、ミミズの糞、泥炭、海藻、下水、及びグアノが挙げられる。また、土壌に栄養素(特に窒素)を添加するために、緑肥作物が定期的に栽培される。製造された有機肥料としては、堆肥、血粉、骨粉、及び海藻抽出物が挙げられる。更なる例は、酵素的に消化されたタンパク質、魚粉、及び羽毛粉である。数年前の作物の残渣を分解させることも、肥沃化のためのもう1つの給源である。また、リン酸塩岩鉱、硫酸カリ、及び石灰岩等の天然に存在する鉱物もまた、無機肥料とみなされる。無機肥料は、通常、化学的プロセス(例えば、Haber-Boschプロセス)を通じて、また、天然に存在する堆積物を使用して、それらを化学的に変化させながら(例えば、濃縮されたトリプルスーパーホスフェート)製造される。天然に存在する無機肥料には、チリ硝酸ナトリウム、リン酸岩鉱石、石灰石が挙げられる。
本明細書で使用される場合、「厩肥」という用語は、農業における有機肥料として使用される有機物であると理解されるべきである。その構造に応じて、厩肥は、液状厩肥、半液状厩肥、厩肥又は固形状厩肥、及び藁厩肥に分けることができる。その起源に応じて、厩肥は、動物又は植物に由来する厩肥に分けることができる。一般的な形態の動物性厩肥としては、糞便、尿、農場スラリー(液状厩肥)、又は堆肥(FYM)が挙げられるが、FYMには、動物の寝床として使用されている可能性のある一定量の植物材料(典型的には藁)も含まれている。厩肥の給源として使用することができる動物には、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、ニワトリ、七面鳥、ウサギ、並びに海鳥及びコウモリ由来のグアノが含まれる。肥料として使用する場合の動物性厩肥の施用量は、給源(動物のタイプ)に大きく左右される。植物性厩肥は、あらゆる種類の植物に由来し得るが、植物は、それらを耕す目的で明示的に栽培されてもよく(例えば、豆類植物)、したがって土壌の構造及び肥沃性を改善する。更に、厩肥として使用される植物質には、屠殺された反芻動物の反芻胃の内容物、使用済みホップ(ビール醸造から残った)、又は海藻が含まれる場合がある。
本明細書で使用される場合、「種子」という用語は、例えば、トウモロコシ、種子、果物、塊茎、苗木、及び類似の形態等の全てのタイプの種子を含む。使用される種子は、上述の有用な植物の種子であり得るが、トランスジェニック植物の種子又は慣習的な育種方法によって得られた植物の種子でもあり得る。
本明細書及び特許請求の範囲を通じて、「含む(comprise)」、「含む(comprises)」、及び「含む(comprising)」という語句は、文脈上そうではない必要がある場合を除いて、非限定的な意味で使用され、「含む(including)」、「含む(containing)」、又は「~を特徴とする(characterized by)」と同義であり、それはオープンエンドであり、追加の、列挙されていない要素又は方法ステップを除外しないことを意味する。
本明細書で使用される場合、経過句「~から本質的になる」とは、特許請求の範囲の範囲を、特許請求される本開示の主題の特定の材料又はステップ「と、本質的かつ新規な特徴に実質的に影響を及ぼさないものと、」に限定するものである。
本明細書で使用する場合、経過句「~からなる」は、特許請求の範囲で特定されていない任意の要素、ステップ、又は成分を除外するものである。
本明細書で使用される場合、「約」という用語は、値に言及する場合、いくつかの実施形態では±5%、いくつかの実施形態では±2%、いくつかの実施形態では±1%、いくつかの実施形態では±0.5%、及びいくつかの実施形態では±0.1%の特定の量からの変化を包含することを意味し、そのような変化は、開示される方法を行うか、又は開示される組成物を用いるのに適切である。
ある値の範囲が提示される場合、その範囲の上限と下限との間の、文脈上そうではないという明確な指示のない限り、下限の単位の10分の1までの各中間値、又はその記載される範囲内の介在値も包含されると理解される。任意の明確に除外された限界値が記載される範囲内にある限り、より小さい範囲に独立して含まれ得るこれらの小さい範囲の上限及び下限も包含される。記載される範囲が限界値の一方又は両方を含む場合、それらの含まれる限界値のいずれか又は両方を除外する範囲もまた含まれる。
更なる定義は、以下に記載するとおりである。
I.組成物
本開示の主題は、窒素安定剤構成成分及び有機酸無水物成分を含む/窒素安定剤構成成分及び有機酸無水物成分から本質的になる、窒素安定化組成物に関する。これらの窒素安定化組成物は、限定されないが、熱的/化学的/酵素的安定性、貯蔵寿命の増加、揮発性の低減、施用量の低減、調製の容易さ、取り扱いの容易さ、ウレアーゼ及び硝化抑制の効果の延長/長期化、並びに優れた環境的及び毒性的プロファイル等の多くの有益な特性を示す。
窒素安定化組成物中に存在している各構成成分(すなわち、窒素安定剤構成成分及び有機酸無水物構成成分)の相対量は、変化し得る。例えば、いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分及び有機酸無水物構成成分は、窒素安定化組成物中に、約1:1,000~約1,000:1;約1:100~約100:1、約1:50~約50:1、約1:25~約25:1、約1:10~約10:1、約1:5~約5:1、若しくは約1:2~2:1の範囲、又は約1:1の量の、有機酸無水物構成成分に対する窒素安定剤構成成分のモル比で存在している。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物中に存在している窒素安定剤構成成分の量は、窒素安定剤組成物の総重量に基づいて、約1重量%~約99重量%、約1重量%~約90重量%、約1重量%~約80重量%、約1重量%~約70重量%、若しくは約1重量%~約60重量%、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約40重量%、約1重量%~約30重量%、約1重量%~約20重量%、又は約1重量%~約10重量%(又は約50重量%、約45重量%、約40重量%、約35重量%、約30重量%、約25重量%、約20重量%、約15重量%以下、若しくは約10重量%以下)の範囲である。
いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物中に存在している有機酸無水物構成成分の量は、窒素安定剤組成物の総重量に基づいて、約1重量%~約99重量%、約1重量%~約90重量%、約1重量%~約80重量%、約1重量%~約70重量%、若しくは約1重量%~約60重量%、約1重量%~約50重量%、約1重量%~約40重量%、約1重量%~約30重量%約1重量%~約20重量%、又は約1重量%~約10重量%(又は約50重量%、約45重量%、約40重量%、約35重量%、約30重量%、約25重量%、約20重量%、約15重量%以下、若しくは約10重量%以下)の範囲である。
いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、1つ以上の硝化抑制剤及び/又は1つ以上のウレアーゼ阻害剤を更に含む。そのような追加の硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤は、窒素安定剤構成成分中に存在する硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤と同じでも又は異なってもよい。
窒素安定剤構成成分及び有機酸無水物構成成分は、以下でより詳細に考察される。
A.1.窒素安定剤構成成分
一般に、開示される窒素安定剤構成成分は、ウレアーゼ阻害剤及び/又は硝化抑制剤であり得る。いくつかの実施形態では、ウレアーゼ阻害剤及び/又は硝化抑制剤は、少なくとも1つのアミン含有部分を含む。いくつかの実施形態では、そのようなアミン含有部分は、一級アミン(すなわち、-NH)及び/又は二級アミン(すなわち、-NHR;式中、Rは、置換又は非置換アルキル基であり得る)を含有する。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、ウレアーゼ阻害剤である。例示的なウレアーゼ阻害剤としては、限定されないが、チオリン酸系ウレアーゼ阻害剤、例えば、限定されないが、N-アルキル-チオリン酸トリアミド(例えば、N-(n-ブチル)チオリン酸トリアミド(NBPT)及びN-(n-プロピル)チオリン酸トリアミド)、N-シクロアルキル-チオリン酸トリアミド、N-アリール-チオリン酸トリアミド(例えば、N-(2-ニトロフェニル)リン酸トリアミド)、並びにそれらの任意の誘導体が挙げられる。いくつかの実施形態では、ウレアーゼ阻害剤は、NBPTである。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、ウレアーゼ阻害剤の組み合わせである。いくつかの実施形態では、1つ以上のウレアーゼ阻害剤は、チオ尿素系ウレアーゼ阻害剤、尿素系ウレアーゼ阻害剤、ホスホル(ジ)アミド系ウレアーゼ阻害剤、置換セミカルバゾン(例えば、(2E)-2-[(3-フルオロフェニル)メチリデン]ヒドラジン-1-カルボキサミド、及び(2E)-2-[(4-ニトロフェニル)メチリデン]ヒドラジン-1-カルボキサミド)、ポリフェノール(例えば、メチルガラート、バイカリン、スクテラリン、1,2,3,4,6-ペンタ-O-ガロイル-D-グルコシド、コーヒー酸、及びタンニン酸)、ヒドロキシ-アルデヒド(サリチルアルデヒド及びバニリンのような)、アミノ芳香族(メトキシアニリンのような)、並びにそれらの組み合わせから選択される。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、硝化抑制剤である。例示的な硝化抑制剤としては、限定されないが、ジシアンジアミド(DCD)、及びその任意の誘導体が挙げられる。いくつかの実施形態では、硝化抑制剤は、DCDである。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、硝化抑制剤の組み合わせである。いくつかの実施形態では、1つ以上の硝化抑制剤は、ピラゾール(例えば、3,4-ジメチルピラゾール及び4-クロロ-3-メチルピラゾール)、プロパルギルアミン、置換アルキン(例えば、2-メチル-3-ブチン-2-オール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール)置換チオ尿素(例えば、N-アリルチオ尿素及び1-アミジノ-2-チオ尿素)、並びにそれらの組み合わせから選択される。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、ウレアーゼ阻害剤及び硝化抑制剤である。例えば、いくつかの実施形態では、ウレアーゼ阻害剤はNBPTであり、硝化抑制剤はDCDである。窒素安定剤構成成分中に存在しているウレアーゼ阻害剤及び硝化抑制剤の相対量は、変化し得る。例えば、いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分の総重量に基づいて、ウレアーゼ阻害剤の量は、約1~約99重量%の範囲であり、硝化抑制剤の量は、約99~約1重量%の範囲である。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物の総重量に基づいて、それぞれ、ウレアーゼ阻害剤の量は、約10重量%~約90重量%、約20重量%~約80重量%、約30重量%~約70重量%、又は40重量%~約60重量%の範囲であり、硝化抑制剤の量は、約90重量%~約10重量%、約80重量%~約20重量%、約70重量%~約30重量%、約60重量%~約40重量%の範囲である。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物の総重量に基づいて、ウレアーゼ阻害剤の量は、約90重量%未満、約80重量%未満、約70重量%未満、約60重量%未満、約50重量%未満、約40重量%未満、約30重量%未満、約20重量%未満、又は約10重量%未満である。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物の総重量に基づいて、硝化抑制剤の量は、約90重量%未満、約80重量%未満、約70重量%未満、約60重量%未満、約50重量%未満、約40重量%未満、約30重量%未満、約20重量%未満、又は約10重量%未満である。いくつかの実施形態では、ウレアーゼ阻害剤及び硝化抑制剤は、窒素安定化組成物中に、約1:100~約100:1;約1:75~約75:1、約1:50~約50:1、約1:25~約25:1、約1:10~約10:1、約1:5~約5:1、若しくは約1:2~2:1の範囲、又は約1:1の量の、硝化抑制剤に対するウレアーゼ阻害剤のモル比で存在している。
A.2.有機酸無水物構成成分
開示される有機酸無水物構成成分は、直鎖有機酸無水物モノマー、環状有機酸無水物モノマー、直鎖有機酸無水物ポリマー、環状有機酸無水物ポリマー、及びそれらの組み合わせから選択され、それらのうちの1つが、各々、以下により詳細に記載される。
A.2.1.直鎖及び環状有機酸無水物モノマー
本明細書に開示した直鎖有機酸無水物モノマーは、以下に示す式を有する:

式中、R及びRは、独立して、置換又は非置換のC1-C8アルキル基、置換又は非置換のC2-C8アルケニル基、置換又は非置換のC3-C8シクロアルキル基、置換又は非置換のアリール基、及び置換又は非置換のヘテロアリール基から選択される。
いくつかの実施形態では、直鎖有機酸無水物モノマーは、飽和している。いくつかの実施形態では、直鎖有機酸無水物は、不飽和である。いくつかの実施形態では、直鎖有機酸無水物モノマーは、1、2、3、4、5、又は6つの二重結合を含有する。
いくつかの実施形態では、有機酸無水物モノマーは、環状有機酸無水物モノマーである。いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物構成成分は、単環式である。いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物は、二環式又は三環式である。
いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、以下の式IIに示すような単環式である:

式中、

は、不飽和であり得る上記の酸無水物含有環構造中の任意の結合を示す(例えば、二重結合を表す)。
いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、飽和している。いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物は、不飽和である。いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、1つの二重結合を含有する。いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、2つ以上の二重結合(例えば、2、3、4、又は5つの二重結合)を含有する。1つ以上の二重結合を含有する例示的な環状有機酸無水物としては、限定されないが、無水グルタコン酸、3,6-ジヒドロ-2,7-オキセピンジオン、2,7-オキセピンジオン、4,7-ジヒドロ-2H-オキソシン-2,8(3H)-ジオン、及び/又は3,4,7,8-テトラヒドロ-2,9-オキソニジオンが挙げられる。
環状有機酸無水物モノマーの環サイズは、変化し得る。例えば、いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、5員、6員、7員、8員、9員、10員、11員、若しくは12員環状有機酸無水物モノマー、又はそれらの組み合わせから選択される。例示的な環状有機酸無水物モノマーとしては、限定されないが、無水グルタル酸、無水アジピン酸、2,8-オキソカンジオン(oxocanedione)、2,9-オキソナンジオン(oxonanedione)、2,10-オキセカンジオン(oxecanedione)、無水セバシン酸、及び/又はオキサシクロドデカン-2,12-ジオンが挙げられる。
いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、5員環状有機酸無水物モノマーである。いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、無水マレイン酸である。いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、無水コハク酸である。
いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、1つ以上の置換基により置換されている。いくつかの実施形態では、有機酸無水物は、二環式又は三環式である。例示的な二環式又は三環式有機酸無水物モノマーとしては、限定されないが、無水ヘキサヒドロフタル酸、無水メチルヘキサヒドロフタル酸、無水メチルテトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸、無水ヒミック酸、無水クロレンド酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水テトラクロロフタル酸、ピロメリット酸二無水物、無水テトラブロモフタル酸、無水コハク酸、無水シトラコン酸、無水マレイン酸、又はそれらの組み合わせが挙げられる。
A.2.2.有機酸無水物ポリマー
上述のように、有機酸無水物構成成分はまた、有機酸無水物ポリマーを含むことができる。いくつかの実施形態では、有機酸無水物ポリマーは、2つの異なる繰り返し単位のコポリマーである。いくつかの実施形態では、有機酸無水物ポリマーは、3つ以上の異なる繰り返し単位のコポリマーである。いくつかの実施形態では、2つの異なる繰り返し単位のうちの少なくとも1つは、無水物部分を含有する。いくつかの実施形態では、有機酸無水物ポリマーは、限定されないが、ランダムコポリマー、交互コポリマー、周期的コポリマー、統計的コポリマー、又はブロックコポリマーであり得る。いくつかの実施形態では、有機酸無水物ポリマーは、ランダムコポリマーである。
いくつかの実施形態では、有機酸無水物ポリマーは、高含有量の無水物部分を有し、これにより、水に非常に溶解性になり、かつ生分解性になる。いくつかの実施形態では、有機酸無水物ポリマーは、少なくとも75モル%、80モル%、85モル%、90モル%、95モル%、又は98モル%の無水物部分の含有量を有する。いくつかの実施形態では、有機酸無水物ポリマーは、約50モル%~約99モル%、約60モル%~約98モル%、約70モル%~約95モル%、又は約80モル%~約90モル%の範囲の無水物部分の含有量を有する。
繰り返し単位は、有機酸無水物ポリマーの合成に使用される対応するモノマーに由来する。いくつかの実施形態では、有機酸無水物ポリマーは、B型及びC型繰り返し単位を含有する。これらの繰り返し単位及びそれらに対応するモノマーは、以下でより詳細に考察される。
A.3.1.B型繰り返し単位
B型繰り返し単位は、二重結合を含有する、上で考察された直鎖及び/又は環状有機酸無水物の置換又は非置換モノマーに由来する繰り返し単位から選択され得る。いくつかの実施形態では、直鎖有機酸無水物は、以下に示す式IIIによる直鎖有機酸無水物のモノマーに由来し得る:

式中、Rは、置換又は非置換C1-C8アルキル基、置換又は非置換C2-C8アルケニル基、置換又は非置換C3-C8シクロアルキル基、置換又は非置換アリール基、及び置換又は非置換ヘテロアリール基から選択され、
nは、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10から選択される整数である。
いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物は、以下に示す式IVによる環状有機酸無水物のモノマーに由来し得る:

式中、R及びRは、独立して、-H、-OH、-COOH、-COOR、-OCOH、OCOR、-OR、-CN、-SOR、-SOR、-COR、-CONH、-CONHR、-CONR、-CHO、NO、ハロゲン-アルキル、-シクロアルキル、-アリール、-アルカリール、又はアラルキルから選択され、Rは、置換又は非置換アルキル基であり、
上記の環の一部分のnは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10から選択される整数としての炭素原子の数を示し、
上記の環の一部分のmは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、又は10から選択される整数としての炭素の数を示す。
上記の式IV中の環状有機酸無水物部分の環サイズは、変化し得る。例えば、いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物部分は、5員、6員、7員、8員、9員、10員、11員、若しくは12員環状有機酸無水物モノマー、又はそれらの組み合わせから選択される。いくつかの実施形態では、環状有機酸無水物モノマーは、5員環状有機酸無水物部分である。
いくつかの実施形態では、B型繰り返し単位は、無水マレイン酸に由来する。いくつかの実施形態では、B型繰り返し単位は、無水イタコン酸に由来する。
いくつかの実施形態では、非置換又は置換アルキル基は、C-Cアルキル基である。
A.3.2.C型繰り返し単位
C型繰り返し単位は、式Vによるアルケンの置換又は非置換モノマーに由来する繰り返し単位から選択され得る:

式中、R、R、R、及びRは、独立して、-H、-COOH、-COOR、-OCOH、-OCOR、-OR、-CN、-SOR、-SOR、-COR、-CONH、-CONHR、-CONR、-CHO、NO、ハロゲン-アルキル、-シクロアルキル、-アリール、-アルカリール、又はアラルキルから選択され、Rは、置換又は非置換アルキル基である。
使用され得るモノマーのクラスの例は、アルケン、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン-l(ブチレン)、イソ-ブチレン、ペンテン-l、ヘキセン-l、ヘプテン-l、オクテン-l、2,4,4-トリメチルペンテン-l、トリメチルエチレン、トランス-スチルベン及びメチレンシクロヘキサン;シクロアルケン、例えば、シクロペンテン及びシクロヘキセン;アラルケン、例えば、スチレン、トリメチルスチレン、a-エチルスチレン及びスチレンの他の置換誘導体;ビニルエーテル、例えば、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル及びイソブチルビニルエーテル;イソプロペニルエーテル、例えば、メチルイソプロペニルエーテル;エチレン性不飽和カルボン酸、それらのエステル及びニトリル、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、アクリロニトリル、メチルメタクリレート及びメタクリロニトリル;エチレン性不飽和ジカルボン酸、それらのモノ-及びジエステル、ニトリル、無水物、並びにイミド、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル、無水マレイン酸、マレイミド、N-メチルマレイミド、N-エチルマレイミド、N-フェニルマレイミド、N-p-クロロフェニルマレイミド、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチル、無水イタコン酸、イタコン酸モノブチル、無水シトラコン酸、無水メサコン酸、及びビニリデンシアニド;並びにハロゲン置換アルケン、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン、塩化アリル、及び塩化メタリルである。
いくつかの実施形態では、C型繰り返し単位は、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、スチレン、メチルビニルエーテル、又はそれらの組み合わせに由来する。
いくつかの実施形態では、置換又は非置換アルキル基は、置換又は非置換C-Cアルキル基である。
広義には、本明細書に開示される有機酸無水物ポリマーには、個々にかつそれぞれ、参照しやすいようにB及びC部分として命名されているものからなる群から得られる、2つの異なる部分で構成された反復するポリマーサブユニットが含まれ、交互に、環状有機酸無水物ポリマーは、反復するB部分から形成され得る。したがって、例示的なポリマーサブユニットは、BC、CB、BB、又はB及びC部分の任意の他の組み合わせであってもよく、更に、所与の環状有機酸無水物ポリマーにおいて、異なるポリマーサブユニットは、異なるタイプの部分を含んでもよく、例えば、BC反復ポリマーユニットポリマーにおいて、B部分は異なる単位で異なってもよい。
詳細では、部分Bは、一般式VI:

のものであり、式中、R及びRは、独立して、-H、-OH、-COOH、-COOR、-OCOH、-OCOR、-OR、-CN、-SOR、-SOR、-COR、-CONH、-CONHR、-CONR、-CHO、NO、ハロゲン-アルキル、-シクロアルキル、-アリール、-アルカリール、又はアラルキルから選択され、Rは、置換又は非置換C-Cアルキル基、置換又は非置換C-Cアルケニル基、置換又は非置換アリール基、置換又は非置換ヘテロアリール基であり、R及びRは、独立して、結合又は置換若しくは非置換C-Cから選択される。
部分Cは、一般式VII:

のものであり、これは、以下の3つの下位式に更に分類され得る:

式中、R、R、及びRは、独立して、-H、-COOH、-COOR、-OCOH、-OCOR、-OR、-CN、-SOR、-SOR、-COR、-CONH、-CONHR、-CONR、-CHO、NO、ハロゲン-アルキル、-シクロアルキル、-アリール、-アルカリール、又はアラルキルから選択され、Rは、置換又は非置換C-Cアルキル基、置換又は非置換C-Cアルケニル基、置換又は非置換アリール基、置換又は非置換ヘテロアリール基である。
理解され得るように、開示される有機酸無水物ポリマーは、上記で定義した異なる配列の反復ポリマーサブユニットを有し得る(例えば、B及びCサブユニットを含むポリマーは、Bサブユニットの全ての2つの形態及びCサブユニットの全ての4つの形態を含み得る)。しかしながら、コスト及び合成の容易さの理由から、最も有用なポリマーは、B及びC部分で構成された反復ポリマーサブユニットを含む。
いくつかの実施形態では、有機酸無水物ポリマーは、B部分及びC部分から形成される反復ポリマーサブユニットからなり、一般化された式VIIIを有する:

式中、R、R、及びRは、独立して、-H、-COOH、-COOR、-OCOH、-OCOR、-OR、-CN、-SOR、-SOR、-COR、-CONH、-CONHR、-CONR、-CHO、NO、ハロゲン-アルキル、-シクロアルキル、-アリール、-アルカリール、又はアラルキルから選択され、Rは、置換又は非置換C-Cアルケニル基、置換又は非置換アリール基、置換又は非置換ヘテロアリール基であり、
nは、2より大きい整数である。
いくつかの実施形態では、このポリマーの他の形態は、ポリマー中に広範囲の繰り返し単位濃度を有することができる。例えば、様々な比のB:C(例えば、10:90、60:40、50:50、更には0:100)を有するポリマーが、本開示の主題によって企図され、包含される。そのようなポリマーは、最終生成物が最終的に生成される反応混合物中の様々なモノマー量によって生成され、B及びC型繰り返し単位は、ポリマー骨格内にランダムな順序で、又は交互のパターンで配置され得る。
いくつかの実施形態では、その中の繰り返し単位のうちの少なくとも約80モル%、約85%、約90%、又は約95%は、B型繰り返し単位である。いくつかの実施形態では、これらの繰り返し単位は、ポリマーに沿ってランダムに位置している。
本開示の主題のポリマーは、主として所望の最終用途に応じて、例えば、約500~約5,000,000Da、約1,000~500,000Da、又は約10,000~約50,000Daの範囲の非常に様々な分子量を有し得る。更に、nは、約1~10,000、より好ましくは約1~5,000の範囲であり得る。
一般に、上記ポリマーは、フリーラジカル重合によって作製され得、したがって、選択されたモノマーを、繰り返し単位を有するポリマーに変換する。そのようなポリマーは、特定の構造及び/又は特性を付与するように更に修飾され得る。過酸化物、ヒドロペルオキシド、アゾ開始剤、過硫酸塩、過炭酸塩、過酸、電荷移動錯体の添加、放射(例えば、UV、電子ビーム、X線、ガンマ線、及び他の電離放射線のタイプ)、及びこれらの技術の組み合わせ等の様々な技術を使用して、フリーラジカルを生成することができる。フリーラジカル重合を開始するための広範にわたる様々な方法及び技術は、ポリマー化学の技術分野において周知である。
重合反応は、所望のモノマー濃度を使用して、適合性のある溶媒系、すなわち、所望の重合を過度に妨げない系において行われる。ケトン、アルコール、エステル、エーテル、芳香族溶媒、水及びそれらの混合物等の、多くの好適な水性又は非水性溶媒系が用いられ得る。水単独、並びに低級(C-C)ケトン及びアルコールが特に好ましく、所望により、これらは水と混合され得る。いくつかの例では、重合反応は、酸素を実質的に除外して、ほとんどの場合、窒素又はアルゴン等の不活性ガス下で行われる。ポリマーの合成に使用される装置のタイプに特に重大性はなく、すなわち、撹拌槽反応器、連続撹拌槽反応器、プラグフロー反応器、チューブ反応器、及び直列に配置された前述のものの任意の組み合わせが用いられ得る。広範囲の好適な反応の配置は、重合の技術分野において周知である。
一般に、初期重合ステップは、約0℃~約120℃(又は約0.25時間~約24時間若しくは約0.25時間~約5時間にわたって、約30℃~約95℃で)の温度で行われる。通常、反応は連続撹拌により行われ、重合反応が完了すると、ポリマーは単離され得る。
B.調製方法
本明細書に開示される窒素安定化組成物を調製するための方法は、一般に、窒素安定剤構成成分を環状有機酸無水物構成成分と接触させることを含む。この文脈における「接触させる」という用語は、窒素安定剤が、環状有機酸無水物構成成分に曝され、接触され、及び/又は物理的に混合されることを指す。2つの構成成分の接触は、典型的には、両方の構成成分が物理的に分離されることなく同じ空間(例えば、反応容器及び/又はコンテナ)に存在しているときに起こる。
窒素安定剤構成成分及び酸無水物構成成分の量は、変化し得る。いくつかの実施形態では、上記の方法の接触ステップにおいて、約1:10~約10:1、約1:8~約8:1、約1:5~約5:1、約1:3~約3:1、約1:2~約2:1、又は約1:1の範囲の窒素安定剤と環状有機酸無水物構成成分とのモル比で存在する、窒素安定剤及び環状有機酸無水物の量。
いくつかの実施形態では、上記の方法における接触ステップは、無溶媒で行われ得る。いくつかの実施形態では、接触ステップは、溶媒中で行われ得る。例示的な溶媒としては、限定されないが、アルコール(例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール)、エーテル(例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン)、ハロゲン化溶媒(例えば、ジクロロメタン)、エステル(例えば、酢酸エチル)、芳香族化合物(例えば、ベンゼン、トルエン)、非極性溶媒(例えば、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド)等が挙げられる。
いくつかの実施形態では、上記の接触ステップは、室温(例えば、約25℃)で行われ得る。いくつかの実施形態では、上記の接触ステップは、高温(例えば、少なくとも約30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、又は少なくとも約100℃)で行われ得る。いくつかの実施形態では、上記の接触ステップは、室温未満の温度(例えば、約20、10、5、0、-5、-10、-15、-20℃未満、又は約-30℃未満)で行われ得る。いくつかの実施形態では、上記の接触ステップは、約30℃~約100℃、約40℃~約80℃、約45℃~約75℃、又は約50℃~約70℃の範囲の温度で行われ得る。いくつかの実施形態では、上記の接触ステップは、室温未満の温度(例えば、約20、10、5、0、-5、-10、-15、-20℃未満、又は約-30℃未満)で行われ得る。いくつかの実施形態では、上記の接触ステップは、約-30℃~約10℃、約-25℃~約5℃、約-15℃~約0℃、又は約-10℃~約-5℃の範囲の温度で行われ得る。
接触ステップが完了すると、任意の残留液体(例えば、溶媒及び/又は過剰の窒素安定剤/環状有機酸無水物構成成分)を当該技術分野で既知の方法に従って取り出し、必要に応じて、残りの粗製物質を当該技術分野で既知の精製方法(例えば、高圧液体クロマトグラフィー(HPLC)精製、ガスクロマトグラフィー(GC)、蒸留、結晶化、クロマトグラフィー精製法(すなわち、シリカ、アルミナ)等)を使用して精製することができる。
C.窒素安定化組成物
上記のように、窒素安定化組成物は、熱的/化学的/酵素的安定性の増加、貯蔵寿命の増加、揮発性の低減、施用量の低減、粘度の向上、調製の容易さ、取り扱いの容易さ、ウレアーゼ及び硝化抑制の効果の延長/長期化、並びに優れた環境的及び毒性プロファイル等の望ましい特性を示すことができ、これらの全ては一般に、当該分野における性能の向上に寄与する。
いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、第2の硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤を更に含む。第2の硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤の量は、変化し得る。いくつかの実施形態では、第2の硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤の量は、窒素安定化組成物の総重量に基づいて、約1重量%~約99重量%、約5重量%~約90重量%、約10重量%~約80重量%、約10重量%~約70重量%、約20重量%~約60重量%、又は約30重量%~約50重量%の範囲である。いくつかの実施形態では、第2の硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤は、窒素安定剤構成成分中に存在している硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤と同じである。いくつかの実施形態では、第2の硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤は、窒素安定剤構成成分中に存在している硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤と比較して異なる。いくつかの実施形態では、第2の硝化抑制剤は、ニトラピリンである。
いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物中に存在する窒素安定剤構成成分並びに第2の硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤の量は、約1:100~約100:1、約1:80~約80:1、約1:50~約50:1、約1:30~約30:1、約1:20~約20:1、約1:10~約10:1、約1:8~約8:1、約1:5~約5:1、約1:3~約3:1、約1:2~約2:1、又は約1:1の範囲の窒素安定剤構成成分と第2の硝化抑制剤及び/又はウレアーゼ阻害剤との重量比であり得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される窒素安定化組成物は、有機酸無水物を含まない窒素安定剤を含有する組成物と比較して、化学的/熱的/及び/又は酵素的により安定である。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定剤を含有する組成物と比較して、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は少なくとも95%、より化学的に安定である。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定剤を含有する組成物と比較して、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は少なくとも95%、より熱的に安定である。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定剤を含有する組成物と比較して、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は少なくとも95%、より酵素的に安定である。開示される組成物の熱的/化学的/酵素的安定性は、化学的/熱的/酵素的刺激に曝されたときに、一定時間後に存在する窒素安定剤の量の関数として測定される。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される窒素安定化組成物は、環状有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定剤を含有する組成物と比較して、揮発性が低い。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、環状有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定剤を含有する組成物と比較して、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は少なくとも95%低い揮発性である。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される窒素安定化組成物は、尿素の分解を阻害する。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、尿素の分解を少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は少なくとも95%阻害する。
いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、窒素安定剤構成成分の安定かつ連続した放出を提供する。所与の期間にわたって放出される窒素安定剤構成成分の量は、変化し得る。当業者は、それに応じて窒素安定剤構成成分の放出を調節する方法を認識するであろう。例えば、当業者は、ある特定の期間にわたって窒素安定剤の所望の放出速度を達成するように適切な有機酸無水物構成成分を選択することによって、特定の窒素安定剤の放出特徴を調節する方法を認識するであろう。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、約1~約100mg/g、約1~約75mg/g、約1~約50mg/g、約1~約40mg/g、約1~約30mg/g、約1~約20mg/g、約1~約10mg/g、又は約1~約5mg/gの範囲の安定した濃度で窒素安定化組成物から放出される。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、1~4週間、1~3週間、又は1~2週間の期間にわたって窒素安定化組成物から放出される。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、1~30日間、1~20日間、1~10日間の期間にわたって、又は少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、若しくは31日間の期間にわたって、窒素安定化組成物から放出される。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、約1~6ヶ月間、1~5ヶ月間、1~4ヶ月間、1~3ヶ月間、又は約1~2ヶ月間の期間にわたって窒素安定化組成物から放出される。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、少なくとも10日間の期間にわたって、約1~約20mg/gの範囲の濃度で窒素安定化組成物から放出される。
II.製剤
一般に、窒素安定剤組成物は、ニート(無溶媒)で使用することができ、あるいは、有機溶媒等のビヒクル及び有用な製剤を形成するための他の成分で溶媒和し、及び/又はそれらとともに製剤化することができる。いくつかの実施形態では、記載された窒素安定剤組成物は、水を比較的少量含むか、又は全く含有しない。したがって、いくつかの実施形態では、窒素安定剤組成物中にニートで存在する水の量は、窒素安定剤組成物の総重量に基づいて、約10%、約9%、約8%、約7%、約6%、約5%、約4%、約3%、約2%、若しくは約1%未満、又は0.5%w/w未満である。
A.ビヒクル
いくつかの実施形態では、ニートの窒素安定剤組成物を溶媒和するビヒクルは、1つ以上の有機溶媒を含む。例えば、いくつかの実施形態では、ビヒクルは、グリコール系溶媒、ラクトン系溶媒、非プロトン性溶媒、アルコール溶媒、アミン安定剤、及びそれらの組み合わせから選択される有機溶媒を含む/からなる/から本質的になる。いくつかの実施形態では、ビヒクルは、ラクトン系溶媒、双極性非プロトン性溶媒、アミン安定剤、及びそれらの組み合わせから選択される有機溶媒を含む/からなる/から本質的になる。例えば、いくつかの実施形態では、ビヒクルは、4-ブチル-γ-ブチロラクトン、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルスルホキシド(DMSO)、モノエタノールアミン、及びそれらの組み合わせから選択される有機溶媒を含む/からなる/から本質的になる。いくつかの実施形態では、ビヒクルは、非プロトン性溶媒、アミン安定剤、及びそれらの組み合わせから選択される有機溶媒を含む/からなる/から本質的になる。いくつかの実施形態では、ビヒクルは、DMSO及びモノエタノールアミンである。
いくつかの実施形態では、ビヒクルは、非プロトン性溶媒を含む/からなる/から本質的になる。好適な非プロトン性溶媒としては、例えば、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、酢酸エチル、アセトン、アセトニトリル、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、スルホラン、1,3-ジメチル-2-イミダゾイジノン、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミドン、酢酸メチル、乳酸エチル、N-メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、及びプロピレンカーボネートが挙げられる。いくつかの実施形態では、非プロトン性溶媒は、DMSOである。
いくつかの実施形態では、ビヒクルは、アミン安定剤を含む/からなる/から本質的になる。例示的なアミン安定剤としては、限定されないが、1,2-ジアミノシクロヘキサン(DCH)、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン(BHT)、モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、エチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、イソプロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルアミノエタノール、アミノプロパノール、メチルアミノプロパノール、ジメチルアミノプロパノール、アミノブタノール、ジメチルアミノブタノール、アミノブタンジオール、トリヒドロキシメチルアミノエタン、ジエチルアミノプロパンジオール、1-アミノ-シクロペンタンメタノール、及びアミノベンジルアルコール、又は少なくとも1つの窒素原子を環員として含み、及び/若しくは少なくとも1つの炭素原子上でアミン基で置換され、並びに、少なくとも1つの他の炭素上で、ヒドロキシアルキル基若しくはヒドロキシル基、例えばメチルアミノメチル-1,3-ジオキソランで置換されている、複素環が挙げられる。いくつかの実施形態では、アミン安定剤は、モノメタノールアミンである。
いくつかの実施形態では、ビヒクルは、グリコール系溶媒を含む/からなる/から本質的になる。グリコール及びグリコール系溶媒としては、脂肪族ジヒドロキシ(二価(dihydric))アルコールが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、グリコール系溶媒としては、ポリプロピレングリコール、トリエチレングリコール、グリコールアルキルエーテル、例えば、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールが挙げられるが、これらに限定されない。別の実施形態では、グリコール系溶媒としては、限定されないが、ポリグリコール、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)及びポリプロピレングリコールが挙げられる。グリコールは、一般式C2n(OH)によって表され、式中、nは少なくとも2である。グリコールの非限定的な例としてはエチレングリコール(グリコール)、プロピレングリコール(1,2-プロパンジオール)、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,7-ヘプタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、1,8-オクタンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、2,4-ペンタンジオール、2,5-ヘキサンジオール、4,5-オクタンジオール及び3,4-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ピナコール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、イソブチレングリコール、2,3-ジメチル-1,3-プロパンジオール、1,3-ジフェニル-1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,3-ブタンジオールが挙げられる。ポリグリコール系溶媒としては、限定されないが、ポリエチレングリコール(PEG)200~6000モノ及びジラウレート、例えば、PEG600ジラウレート、PEG600モノラウレート、PEG1000ジラウレート、PEG1000モノラウレート、PEG1540ジラウレート及びPEG1540モノラウレート、ポリエチレングリコール200~6000モノ及びジオレエート、例えば、PEG400モノオレエート、PEG600ジオレエート、PEG600モノオレエート、PEG1000モノオレエート、PEG1540ジオレエート、PEG1540モノオレエート、並びにポリエチレングリコール200~6000モノ及びジステアレート、例えば、PEG400ジステアレート、PEG400モノステアレート、PEG600ジステアレート、PEG600モノステアレート、PEG1000ジステアレート、PEG1000モノステアレート、PEG1540ジステアレート、PEG1540モノステアレート、及びPEG3000モノステアレートが挙げられる。
いくつかの実施形態では、ビヒクルは、ラクトン系溶媒を含む/からなる/から本質的になる。ラクトンは、様々な環サイズの環状カルボン酸エステルである。いくつかの実施形態では、ラクトン系溶媒は、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、及びδ-バレロラクトンから選択される。いくつかの実施形態では、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、及び/又はδ-バレロラクトンは、任意選択で、例えばアルキル基又はハロゲンで置換されている。例示的なラクトン系溶媒としては、限定されないが、4-ブチル-γ-ブチロラクトン、ムコ臭酸、ムコ塩酸、β-ブチロラクトン、γ-ブチロラクトン、3-ヒドロキシ-γ-ブチロラクトン、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、及びγ-バレロラクトンが挙げられる。
いくつかの実施形態では、ビヒクルは、アルコール溶媒を含む/からなる/から本質的になる。アルコール溶媒は、ヒドロキシル基(-OH)を含有する任意の有機溶媒である。例示的なアルコール溶媒としては、エタノール、メタノール、ter-アミルアルコール、2-メチル-1-ブタノール、2-ケチル-1-ペンタノール、3-メチル-2-ブタノール、フルフリルアルコール、2-ブタノール、N-ブタノール、イソブタノール、イソプロピルアルコール、2-ペンタノール、1-プロパノール、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、ビヒクルは、水を比較的含まない。いくつかの実施形態では、ビヒクル(例えば、有機溶媒)は、ビヒクルの総重量に基づいて、約10%w/w、約9%w/w、約8%w/w、約7%w/w、約6%w/w、約5%w/w、約4%w/w、約3%w/w、約2%w/w、約1%w/w、約0.9%w/w、約0.8%w/w、約0.7%w/w、約0.6%w/w、約0.5%w/w、約0.4%w/w、約0.3%w/w、又は約0.1%w/w未満の水を含有する。
B.製剤
本明細書に開示されるビヒクルは、限定されないが、熱的及び/又は化学的製剤の安定性、製剤の貯蔵寿命の増加、製剤の揮発性の低減、施用量の低減、製剤の粘度の向上、任意の強くて望ましくない臭気又は臭いがないこと、製剤の調製の容易さ、製剤の取り扱いの容易さ、ウレアーゼ及び硝化抑制の効果の延長/長期化、並びに優れた環境的及び毒性的プロファイル等の多くの有益な特性を示す製剤を提供するために、上記の窒素安定化組成物及び/又はそれらの構成成分を含有する製剤中に使用され得る。
いくつかの実施形態では、製剤は、開示される窒素安定化組成物及び上記のビヒクルを含む。製剤中に存在する窒素安定化組成物の量は、変化し得る。例えば、いくつかの実施形態では、製剤中に存在する窒素安定化組成物の量は、製剤の総重量に基づいて、約5%~約50%w/w、約10%~約45%w/w、約15%~約40%w/w、約20%~約35%w/w、又は約25%~約30%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する窒素安定化組成物の量は、製剤の総重量に基づいて、約1%~約75%w/w、約10%~約65%w/w、約20%~約65%w/w、約30%~約65%w/w、又は約40%~約65%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する窒素安定化組成物の量は、製剤の総重量に基づいて、約1%~約40%w/w、約10%~約35%w/w、約15%~約35%w/w、約20%~約35%w/w、約25%~約35%w/w、約27%~約35%w/w、又は約30%~約35%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する窒素安定化組成物の量は、製剤の総重量に基づいて、約15%~約30%w/w、約15%~約28%w/w、約15%~約25%w/w、又は約15%~約23%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する窒素安定化組成物の量は、製剤の総重量に基づいて、約25%~約40%w/w、約25%~約35%w/w、約22%~約28%w/w、又は約22%~約33%w/wの範囲である。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分(窒素安定化組成物の一部である)の量は、変化し得る。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する窒素安定剤構成成分の量は、製剤の総重量に基づいて、約1%~約50%w/w、約5%~約50%w/w、約5%~約40%w/w、約10%~約40%w/w、約10%~約30%w/w、又は約10%~約25%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する窒素安定剤構成成分の量は、約5%~約30%、約5%~約25%、約5%~約20%、約5%~約15%、又は約5%~約10%の範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する窒素安定剤構成成分の量は、約15%~約30%、約15%~約25%、又は約15%~約20%の範囲である。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、ウレアーゼ阻害剤である。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、硝化抑制剤である。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、ウレアーゼ阻害剤及び硝化抑制剤である。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、ウレアーゼ阻害剤を含む。製剤中に存在するウレアーゼ阻害剤(窒素安定剤構成成分の一部である)の量は、変化し得る。例えば、いくつかの実施形態では、製剤中に存在するウレアーゼ阻害剤の量は、製剤の総重量に基づいて、約5%~約50%w/w、5%~約25%w/w、5%~約20%w/w、又は5%~約15%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在するウレアーゼ阻害剤の量は、製剤の総重量に基づいて、約5%~約30%w/w、約5%~約25%w/w、約5%~約20%w/w、約5%~約15%w/w、約5%~約10%w/w、又は約5%~約8.5%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在するウレアーゼ阻害剤の量は、約15%~約25%、約15%~約20%、又は約10%~約20%、約10%~約15%、約12.5%~約15%、又は約7.5%~約20%、約8.5%~約20%、約8.5%~約15%、又は約8.5%~約12.5の範囲である。いくつかの実施形態では、ウレアーゼ阻害剤は、NBPTである。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、硝化抑制剤を含む。製剤中に存在する硝化抑制剤の量は、変化し得る。例えば、いくつかの実施形態では、製剤中に存在する硝化抑制剤の量は、製剤の総重量に基づいて、約1%~約30%、約5%~約25%、約5~約20%、5%~約10%、又は10%~約20%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する硝化抑制剤の量は、製剤の総重量に基づいて、約5%~約30%w/w、約5%~約25%w/w、約5%~約20%w/w、約5%~約15%w/w、約5%~約10%w/w、又は約5%~約7.5%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在するウレアーゼ阻害剤の量は、約15%~約25%、約15%~約20%、又は約10%~約25%、約10%~約20%、約10%~約15%、又は約7.5%~約25%、又は約7.5%~約15%の範囲である。いくつかの実施形態では、硝化抑制剤は、DCDである。
いくつかの実施形態では、製剤中に存在する有機酸無水物構成成分(窒素安定化組成物の一部である)の量は、製剤の総重量に基づいて、約1%~約20%w/w、約1%~約15%w/w、又は約1%~約10%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する有機酸無水物構成成分の量は、約5%~約15%、約5%~約10%、又は約5%~約8%の範囲である。いくつかの実施形態では、有機酸無水物成分は、本明細書に開示されるポリマーである。
いくつかの実施形態では、ビヒクルは、窒素安定化組成物の1つ以上の構成成分を溶媒和及び/又は製剤化するために使用することができる。例えば、いくつかの実施形態では、製剤は、本明細書に開示される窒素安定剤組成物及びビヒクルを含む。いくつかの実施形態では、製剤は、本明細書に開示されるウレアーゼ阻害剤及びビヒクルを含む。いくつかの実施形態では、ウレアーゼ阻害剤は、NBPTである。
いくつかの実施形態では、製剤は、本明細書に開示される硝化抑制剤及びビヒクルを含む。いくつかの実施形態では、硝化抑制剤は、DCDである。
いくつかの実施形態では、製剤は、本明細書に開示される硝化抑制剤、ウレアーゼ阻害剤、及びビヒクルを含む。いくつかの実施形態では、硝化抑制剤は、DCDであり、ウレアーゼ阻害剤は、NBPTである。
いくつかの実施形態では、製剤は、本明細書に開示される有機酸無水物構成成分及びビヒクルを含む。いくつかの実施形態では、有機酸無水物成分は、本明細書に開示されるポリマーである。
上述の組成物及び/又は構成成分を溶媒和及び/又は製剤化するためのビヒクルは、非プロトン性溶媒及びアミン安定剤を含む。当業者は、製剤中に存在する非プロトン性溶媒及びアミン安定剤の量が変化し得ることを認識するであろう。例えば、いくつかの実施形態では、非プロトン性溶媒の量は、製剤の総重量に基づいて、約1%~約80%w/w、約10%~約80%w/w、約20%~約80%w/w、約40%~約80%w/w、50%~約75%w/w、約55%~約75%w/w、又は約60%~約75%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、製剤中に存在する非プロトン性溶媒の量は、製剤の総重量に基づいて、約10%~約75%w/w、約10%~約60%w/w、約10%~約50%w/w、約10%~約45%w/w、又は約20%~約45%w/wの範囲である。
いくつかの実施形態では、非プロトン性溶媒の量は、製剤の総重量に基づいて、約80%w/w、約75%w/w、約70%w/w、約65%w/w、約60%w/w、約55%w/w、約50%w/w、約45%w/w、約40%w/w、約30%w/w、又は約20%w/w未満である。いくつかの実施形態では、非プロトン性溶媒の量は、製剤の総重量に基づいて、約5%w/w、約10%w/w、約15%w/w、約20%w/w、約25%w/w、約30%w/w、約35%w/w、約40%w/w、約45%w/w、約50%w/w、約55%w/w、約60%w/w、約65%%w/w、約70%w/w、約75%w/w超である。いくつかの実施形態では、非プロトン性溶媒は、DMSOである。いくつかの実施形態では、アミン安定剤の量は、製剤の総重量に基づいて、約1%~約15%w/w、約5%~約10%w/w、約3%~約8%w/w、又は約8%~約12%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、アミン安定剤の量は、製剤の総重量に基づいて、約15%w/w、約14%w/w、約13%w/w、約12%w/w、約11%w/w、約10%w/w、約9%w/w、約8%w/w、約7%w/w、約6%w/w、約5%w/w、約4%w/w、約3%w/w、約2%w/w、又は約1%w/w未満である。いくつかの実施形態では、アミン安定剤の量は、製剤の総重量に基づいて、約1%w/w、約2%w/w、約3%w/w、約4%w/w、約5%w/w、約6%w/w、約7%w/w、約8%w/w、約9%w/w、約10%w/w、又は約12%w/w超である。いくつかの実施形態では、アミン安定剤は、モノメタノールアミンである。
したがって、いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤は、窒素安定剤組成物と、非プロトン性溶媒と、アミン安定剤と、を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤は、窒素安定剤構成成分と、非プロトン性溶媒と、アミン安定剤と、を含む。
別の実施形態では、本明細書に開示される製剤は、有機酸無水物構成成分と、非プロトン性溶媒と、アミン安定剤と、を含む。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、窒素安定剤構成成分と、有機酸無水物構成成分と、を含む製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、窒素安定剤構成成分が、ウレアーゼ阻害剤及び/又は硝化抑制剤である、製剤。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤は、窒素安定化組成物であって、窒素安定剤構成成分及び有機酸無水物構成成分を含み、窒素安定剤構成成分が、ウレアーゼ阻害剤及び/又は硝化抑制剤である、窒素安定化組成物と、非プロトン性溶媒と、アミン安定剤と、を含む。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、窒素安定剤構成成分が、N-(n-ブチル)チオリン酸トリアミド(NBPT)及び/又はジシアンアミド(DCD)である、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、有機酸無水物構成成分が、有機酸無水物ポリマーである、製剤。
有機酸無水物ポリマーが、B型繰り返し単位のうちの1つ及びC型繰り返し単位のうちの1つを含む、少なくとも2つの異なる繰り返し単位を含有するコポリマーである、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、コポリマーが、ランダムコポリマーである、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、B型繰り返し単位が、無水マレイン酸の(非)置換モノマー、無水イタコン酸の(非)置換モノマー、又はそれらの組み合わせに由来する、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、B型繰り返し単位が、無水マレイン酸の(非)置換モノマーに由来する、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、有機酸無水物ポリマーの繰り返し単位のうちの少なくとも約50モル%が、B型繰り返し単位である、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、有機酸無水物ポリマーが、(非)置換アルケンに由来するC型繰り返し単位を含有する、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、アルケンが、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、スチレン、メチルビニルエーテル、及びそれらの組み合わせから選択される、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、有機酸無水物ポリマーが、以下の式による構造を有し、

式中、R1 R2、R3、及びR4が、独立して、-H、-COOH、-COOR、-OCOH、-OCOR、-OR、-CN、-SO2R、-SO3R、-COR、-CONH2、-CONHR、-CONR2、-CHO、NO2、ハロゲン アルキル、-シクロアルキル、-アリール、-アルカリール、又はアラルキルから選択され、Rが、(非)置換C1-C8アルキル基、(非)置換C2-C8アルケニル基、(非)置換アリール基、(非)置換ヘテロアリール基であり、
nは、2より大きい整数である、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、非プロトン性溶媒は、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、酢酸エチル、アセトン、アセトニトリル、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、スルホラン、1,3-ジメチル-2-イミダゾイジノン、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミドン、酢酸メチル、乳酸エチル、N-メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、及びプロピレンカーボネートから選択される、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、非プロトン性溶媒が、ジメチルスルホキシド(DMSO)である、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、アミン安定剤が、1,2-ジアミノシクロヘキサン(DCH)、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン(BHT)、モノエタノールアミン、エチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、イソプロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルアミノエタノール、アミノプロパノール、メチルアミノプロパノール、ジメチルアミノプロパノール、アミノブタノール、ジメチルアミノブタノール、アミノブタンジオール、トリヒドロキシメチルアミノエタン、ジエチルアミノプロパンジオール、1-アミノ-シクロペンタンメタノール、及びアミノベンジルアルコールから選択される、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、アミン安定剤が、モノエタノールアミンである、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、DCD、NBPT、並びにDMSO及びモノメタノールアミン中で製剤化された本明細書に開示されるポリマーを含む、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、窒素安定化組成物が、安定化製剤の総重量に基づいて、約5%~約50%w/wの量で存在する、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、非プロトン性溶媒が、安定化製剤の総重量に基づいて、約50%~約75%w/wの量で存在する、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、アミン安定剤が、安定化製剤の総重量に基づいて、約3%~約8%w/wの量で存在する、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、窒素安定剤構成成分が、安定化製剤の総重量に基づいて、約5%~約50%w/wの量で存在する、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、窒素安定剤構成成分が、安定化製剤の総重量に基づいて、約5%~約20%w/wの量で存在するウレアーゼ阻害剤と、安定化製剤の総重量に基づいて、約5%~約20%w/wの量で存在する硝化抑制剤とを含む、製剤。
上記の実施形態のいずれかにおいてと同様に、窒素安定剤構成成分が、約5%~約20%w/wの量で存在するウレアーゼ阻害剤と、約5%~約20%w/wの量で存在する硝化抑制剤と、約1%~約10%の量で存在する本明細書に開示されるポリマーと、約45%~約75%の量で存在する非プロトン性溶媒及び約3%~約8%w/wの量で存在するアミン安定剤を含むビヒクルとを含み、全ての重量が、安定化製剤の総重量に基づく、製剤。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤は、有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定化組成物を含有する製剤と比較して、化学的及び/又は熱的により安定である。いくつかの実施形態では、製剤は、有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定化組成物を含有する製剤と比較して、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は少なくとも95%より化学的に安定である。いくつかの実施形態では、製剤は、有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定化組成物を含有する製剤と比較して、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は少なくとも95%、より熱的に安定である。開示される組成物の熱的/化学的/酵素的安定性は、化学的及び/又は熱的及び/又は酵素的刺激に曝されたときに、一定時間後に存在する窒素安定剤構成成分の量の関数として測定される。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤は、有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定化組成物を含有する製剤と比較して、揮発性が低い。いくつかの実施形態では、製剤は、有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定化組成物を含有する製剤と比較して、少なくとも10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、又は少なくとも95%低い揮発性である。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤は、有機酸無水物構成成分を含まない窒素安定化組成物を含有する製剤と比較して、改善された粘度を示す。いくつかの実施形態では、開示される製剤の粘度は、室温(25.5℃)で測定した場合、約50~約1,740cpsの範囲である。いくつかの実施形態では、開示される製剤の粘度は、約2℃で測定した場合、約200~約9,500cpsの範囲である。
いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤は、強くて望ましくない臭い及び/又は臭気を含まない。望ましくない臭気又は臭いは、硫黄含有臭又は臭気を有することを特徴とし得る。驚くべきことに、本明細書に開示される製剤は、DMSOの含有量にもかかわらず、いかなる望ましくない臭い及び/又は臭気も示さない。望ましくない臭い及び/又は臭気がないことは、望ましくない臭い及び/又は臭気を呈し得る他の製剤と比較して、製剤をより使いやすくする。製剤に由来する任意の望ましくない臭い及び/又は臭気の検出及び/又は識別は、当該技術分野で既知の方法を使用して行うことができる。例示的な方法としては、好ましくない臭い及び/又は臭気を呈することが既知である有機化合物を検出及び/又は識別するための蒸気圧測定及び/又はガスクロマトグラフィーが挙げられるが、これらに限定されない。
例えば、製剤の蒸気圧の減少は、その特定の製剤の望ましくない臭い及び/又は臭気の減少と相関する。したがって、いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤は、市販の製剤(例えば、Eco ArgoのNEON(商標)製品ファミリー)と比較して、少なくとも約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約30%、約35%、約40、約45%、約50%、約55%の蒸気圧の低下を示す。
望ましくない臭い及び/又は臭気を測定及び識別するためのデバイスもまた使用され得る。例示的なデバイスとしては、臭気計、電子的に望ましくない臭気及び/又は臭いを「嗅ぐ」ことができる電子鼻(例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第10,603,858号を参照されたい)等が挙げられる。例えば、望ましくない臭気及び/又は臭いを検出するための電子鼻等のデバイスを使用するための例示的な方法は、本明細書に開示される製剤を密閉容器に入れることと、一定の期間容器を密封することと、容器を再開することと、製剤を電子鼻によって電子的に臭いを嗅ぐことと、を含み得、電子鼻によって電子的に臭いを嗅ぐステップは、製剤が硫黄臭を有するかどうかを決定するために行われ得る。いくつかの実施形態では、容器は、密封ステップ中、上昇した温度に曝され得る。いくつかの実施形態では、電子的に臭いを嗅ぐことは、空中を浮遊する物を、複数のセンサーによって空中を浮遊する粒子を感知する試料チャンバに引き込むことと、複数のセンサーから得られたデータを処理して、空中を浮遊する粒子のいずれかが製剤の空中を浮遊する粒子であるかどうかを決定することと、存在する製剤の空中を浮遊する粒子の存在及び/又は量を示すことと、を含む。
したがって、いくつかの実施形態では、本明細書に開示される製剤は、市販の製剤(例えば、Eco ArgoのNEON(商標)製品ファミリー)の応答速度と比較して、少なくとも約5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%の応答速度の低下を示す。
III.農業用組成物
記載された窒素安定化組成物及び/又は製剤のいずれも、肥料、農業的に活性な化合物、種子、農薬、除草剤、殺虫剤、殺真菌剤、殺ダニ剤等からなる群から選択される1つ以上の他の成分と組み合わせることができる。
いくつかの実施形態では、記載された窒素安定化組成物及び/又は製剤は、肥料製品と混合されるか、肥料製品に表面コーティングとして適用されるか、又はそうでなければ肥料製品と完全に混合され得る。いくつかの実施形態では、そのような組み合わされた肥料/窒素安定化組成物製品において、肥料は、約粉末サイズ(約0.001cm未満)~約10mm、より好ましくは約0.1mm~約5mm、更により好ましくは約0.15mm~約3mmの平均直径を有する粒子の形態である。窒素安定化組成物及び/又は製剤は、そのような組み合わされた製品中に、100gの肥料当たり約0.001g~約20g、100gの肥料当たり約0.01~7g、100gの肥料当たり約0.08g~約5g、又は100gの肥料当たり約0.09g~約2gのレベルで存在することができる。組み合わされた肥料/窒素安定化組成物製品の場合、組み合わされた製品は、施用される窒素安定化組成物及び/又は製剤の量が1エーカーの土壌当たり約10~150g、1エーカー当たり約30~125g、又は1エーカーの土壌当たり約40~120gとなるようなレベルで施用することができる。組み合わされた製品は、同様に、使用者の裁量により、液体分散液として、又は乾燥顆粒状製品として、施用することができる。窒素安定化組成物及び/又は製剤をコーティングとして使用する場合、窒素安定化組成物及び/又は製剤は、コーティングされた肥料製品の約0.005重量%~約15重量%、コーティングされた肥料製品の約0.01重量%~約10重量%、コーティングされた肥料製品の約0.05重量%~約2重量%、又はコーティングされた肥料製品の約0.5重量%~約1重量%を含むことができる。
A.肥料
いくつかの実施形態では、農業用製品は、肥料である。肥料は、限定されないが、粒状及び/又はプリル様肥料等の固体肥料であり得、窒素安定化組成物及び/又は製剤は、液体分散液として肥料に適用されるか、又は肥料と混合することができる。肥料はまた、窒素安定化組成物及び/又は製剤が液体分散液として肥料に適用することができ、又は肥料と混合することができる、半固体形態(例えば、厩肥)であり得る。肥料は、液体形態であり得、窒素安定化組成物及び/又は製剤は、液体肥料と混合することができる。
いくつかの実施形態では、肥料は、尿素、及び/若しくは無水アンモニア肥料を含むアンモニアであるか、又はそれを含有する。UAN等の液体肥料の場合、窒素安定化組成物及び/又は製剤は、通常、適切な量で肥料液体と混合される。尿素を含有する液体肥料において、尿素は、通常、約1~約12モル/L、より好ましくは約2~約10モル/Lのレベルで存在する。別の代替案は、尿素又は尿素を含有する肥料を、そのような製品の製造中に窒素安定化組成物とともに含浸させることであろう。組成物は何らかの形態で尿素を含有するべきであるが、他のタイプの肥料を農業用組成物において使用されてもよい。
そのような追加の二次肥料は、スターター肥料、ホスフェート系肥料、窒素を含有する肥料、リンを含有する肥料、カリウムを含有する肥料、カルシウムを含有する肥料、マグネシウムを含有する肥料、ホウ素を含有する肥料、塩素を含有する肥料、亜鉛を含有する肥料、マンガンを含有する肥料、及び/又は銅を含有する肥料からなる群から選択され得る。いくつかの実施形態では、追加の肥料は、植物が利用可能な窒素、リン、カリウム、硫黄、カルシウム、マグネシウム、又は微量栄養素を含む。いくつかの実施形態では、肥料は、固体、粒状、流体懸濁液、ガス、又は溶液化された(solutionized)肥料である。いくつかの実施形態では、肥料は微量栄養素を含む。微量栄養素は、植物が少量必要とする必須元素である。いくつかの実施形態では、肥料は、Fe、Mn、Mg、Zn、Cu、Ni、Co、Mo、V及びCaからなる群から選択される金属イオンを含む。いくつかの実施形態では、肥料は、石膏、キセライトのグループのメンバー、カリウム生成物、硫酸マグネシウムカリウム、元素硫黄、又は硫酸マグネシウムカリウムを含む。そのような肥料は、粒状、液体、気体、又は混合物(例えば、液体材料中の固体肥料粒子の懸濁液)であり得る。いくつかの実施形態では、追加の肥料は、NPK肥料である。
一般に、そのような二次肥料の量は、尿素分画の量よりも少ないであろう。本明細書に開示される窒素安定剤組成物を含有するそのような二重肥料組成物は、畑及び/又は作物への施用のための対応する尿素肥料製品と全く同じ様式及び同じ量で使用され得る。固体又は半固体の場合、製品は、散播、深層又は表面下配置、局所配置、接触、バンド、ヒル(丘)、及び行配置によって、植栽の前、その間、又はその後に同じ量で施用され得る。液体組成物は、典型的には、ナイフイン又は他の従来の方法により液体を土壌に組み込むことによって施用されるであろう。
記載された窒素安定剤組成物、又はその製剤が、1つ以上の肥料の施用とともに施用されるとき、窒素安定剤組成物は、肥料の施用の前に、その後に、又はそれと同時に施用され得る。
上述のように、本明細書に開示される窒素安定剤組成物及び/又は製剤を含有する肥料組成物は、関心のある作物に利益をもたらす任意の様式で施用され得る。いくつかの実施形態では、そのような組成物は、所望の作物植物の播種又は移植の前に、成長培地に、又はその全体に施用される。いくつかの実施形態では、組成物は、成長している植物の根圏に施用することができる。
B.種子
いくつかの実施形態では、農業種子は、記載された窒素安定剤組成物及び/又は製剤のうちの1つ以上でコーティングされる。窒素安定剤組成物及び/又は製剤は、コーティングされた種子製品の総重量に基づいて、約0.001~10%、約0.004%~2%、約0.01%~約1%、又は約0.1重量%~約1重量%(又は約10%、約9%、約8%、約7%、約6%、約5%、約4%、約3%、約2%、約1%、約0.5%、約0.1%、約0.01%以下、若しくは約0.001%以下)のレベルで種子製品に存在することができる。種子は、コムギ、オオムギ、カラスムギ、ライコムギ(triticale)、ライムギ、イネ、トウモロコシ、大豆、コットン、又はナタネであり得るが、これらに限定されない。
C.その他
いくつかの実施形態では、農薬、除草剤、殺虫剤、殺真菌剤、及び/又は殺ダニ剤は、記載された窒素安定剤組成物及び/又は製剤のうちの1つ以上との組み合わせが記載される。本明細書で使用される場合、「農薬」は、農薬活性を有する任意の薬剤(例えば、除草剤、殺虫剤、殺真菌剤)を指し、好ましくは、殺虫剤、除草剤、及びそれらの混合物からなる群から選択されるが、通常は、植物の受精作用を有すると主張される材料、例えば、ホウ酸ナトリウム、並びに酸化亜鉛、硫酸亜鉛、及び塩化亜鉛等の亜鉛化合物を除く。非限定的な農薬のリストについては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる「Farm Chemicals Handbook 2000,2004」(Meister Publishing Co,Willoughby,OH)を参照されたい。
例示的な除草剤としては、限定されないが、アセトクロル、アラクロル、アミノピラリド、アトラジン、ベノキサコール、ブロモキシニル、カルフェントラゾン、クロルスルフロン、クロジナホップ、クロピラリド、ジカンバ、ジクロホップ-メチル、ジメテナミド、フェノキサプロップ、フルカルバゾン、フルフェナセト、フルメツラム、フルミクロラック、フルロキシピル、グルホシネート-アンモニウム、グリホサート、ハロスルフルオン-メチル、イマザメタベンツ、イマザモックス、イマザピル、イマザキン、イマゼタピル、イソキサフルトール、クインクロラック、MCPA、MCPアミン、MCPエステル、メフェノキサム、メソトリオン、メトラクロール、s-メトラクロール、メトリブジン、メトスルフロン-メチル、ニコスルフロン、パラコート、ペンジメタリン、ピクロラム、プリミスルフロン、プロポキシカルバゾン、プロスルフロン、ピラフルフェンエチル、リムスルフロン、シマジン、スルホスルフロン、チフェンスルフロン、トプラメゾン、トラルコキシジム、トリアレート、トリアスルフロン、トリベヌロン、トリクロピル、トリフルラリン、2,4-D、2,4-Dアミン、2,4-Dエステル等が挙げられる。
殺虫剤の例としては、限定されないが、1,2-ジクロロプロパン、1,3-ジクロロプロペン、アバメクチン、アセフェート、アセキノシル、アセタミプリド、アセチオン、アセトプロール、アクリナトリン、アクリロニトリル、アラニカルブ、アルジカルブ、アルドキシカルブ、アルドリン、アレスリン、アロサミジン、アリルキシカルブ、アルファシペルメトリン、アルファエクジソン、アミジチオン、アミドフルメット、アミノカルブ、アミトン、アミトラズ、アナバシン、酸化ヒ素、アチダチオン、アザジラクチン、アザメチホス、アジンホスエチル、アジンホスメチル、アゾベンゼン、アゾシクロスズ、アゾトエート、ヘキサフルオロケイ酸バリウム、バルトリン、ベンクロチアズ、ベンジオカルブ、ベンフラカルブ、ベノキサホス、ベンスルタップ、ベンゾキシメート、安息香酸ベンジル、ベータシフルトリン、ベータシペルメトリン、ビフェナゼート、ビフェントリン、ビナパクリル、ビオアレトリン、ビオエタノメチリン、ビオペルメトリン、ビストリフルロン、ホウ砂、ホウ酸、ブロモフェンビンホス、ブロモDDT、ブロモシクレン、ブロモホス、ブロモホスエチル、ブロモプロピレート、ブフェンカルブ、ブプロフェジン、ブタカルブ、ブタチオホス、ブトカルボキシム、ブトネート、ブトキシカルボキシム、カズサホス、ヒ酸カルシウム、ポリスルフィドカルシウム、カンフェクロル、カルバノレート、カルバリル、カルボフラン、二硫化炭素、四塩化炭素、カルボフェノチオン、カルボスルファン、カルタップ、キノメチオネート、クロラントラニリプロール、クロルベンシド、クロルビシクレン、クロルデン、クロルデコン、クロルジメホルム、クロルエトキシホス、クロルフェナピル、クロルフェネトール、クロルフェンソン、クロルフェンスルフィド、クロルフェンビンホス、クロルフルアズロン、クロルメホス、クロロベンジレート、クロロホルム、クロロメブホルム、クロロメチウロン、クロロピクリン、クロロプロピレート、クロルホキシム、クロルプラゾホス、クロルピリホス、クロルピリホスメチル、クロルチオホス、クロマフェノジド、シネリンI、シネリンII、シスメトリン、クロエトカルブ、クロフェンテジン、クロサンテル、クロチアニジン、アセト亜ヒ酸銅、ヒ酸銅、ナフテン酸銅、オレイン酸銅、クマホス、クミトエート、クロタミトン、クロトキシホス、クルエンタレンA及びB、クルホメート、クリオライト、シアノフェンホス、シアノホス、シアントエート、シクレトリン、シクロプロトリン、シエノピラフェン、シフルメトフェン、シフルトリン、シハロトリン、シヘキサチン、シペルメトリン、シフェノトリン、シロマジン、シチオエート、d-リモネン、ダゾメット、DBCP。DCIP、DDT、デカルボフラン、デルタメトリン、デメフィオン、デメフィオンO、デメフィオンS、デメトン、デメトンメチル、デメトンO、デメトンOメチル、デメトンS、デメトンSメチル、デメトンSメチルスルホン、ジアフェンチウロン、ジアリホス、ジアミダホス、ダイアジノン、ジカプトン、ジクロフェンチオン、ジクロフルアニド、ジクロルボス、ジコホル、ジクレシル、ジクロトホス、ジシクラニル、ディルドリン、ジエノクロル、ジフロビダジン、ジフルベンズロン、ジロール、ジメフルトリン、ジメホックス、ジメタン、ジメトエート、ジメトリン、ジメチルビンホス、ジメチラン、ジネックス、ジノブトン、ジノカプ、ジノカプ4、ジノカプ6、ジノクトン、ジノペントン、ジノプロップ、ジノサム、ジノスルホン、ジノテフラン、ジノテルボン、ジフェノラン、ジオキサベンゾホス、ジオキサカルブ、ジオキサチオン、ジフェニルスルホン、ジスルフィラム、ジスルホトン、ジチクロホス、DNOC、ドフェナピン、ドラメクチン、エクジステロン、エマメクチン、EMPC、エムペントリン、エンドスルファン、エンドチオン、エンドリン、EPN、エポフェノナン、エプリノメクチン、エスフェンバレレート、エタホス、エチオフェンカルブ、エチオン、エチプロール、エトエートメチル、エトプロホス、エチルDDD、ギ酸エチル、二臭化エチレン、二塩化エチレン、酸化エチレン、エトフェンプロックス、エトキサゾール、エトリムホス、EXD、ファンファ、フェナミホス、フェナザフロール、フェナザキン、フェンブタチンオキシド、フェンクロルホス、フェネタカルブ、フェンフルトリン、フェニトロチオン、フェノブカルブ、フェノチオカルブ、フェノキサクリム、フェノキシカルブ、フェンピリトリン、フェンプロパトリン、フェンピロキシメート、フェンソン、フェンスルホチオン、フェンチオン、フェンチオンエチル、フェントリファニル、フェンバレレート、フィプロニル、フロニカミド、フルアクリピリム、フルアズロン、フルベンジアミド、フルベンジミン、フルコフロン、フルシクロクスロン、フルシスリネート、フルエネチル、フルフェネリム、フルフェノクスロン、フルフェンプロックス、フルメトリン、フルオルベンシド、フルバリネート、ホノホス、ホルメタネート、ホルモチオン、ホルムパラネート、ホスメチラン、ホスピレート、フォスチアゼート、ホスチエタン、ホスチエタン、フラチオカルブ、フレトリン、フルフラール、ガンマシハロトリン、ガンマHCH、ハーフエンプロックス、ハロフェノジド、HCH、HEOD、ヘプタクロル、ヘプテノホス、ヘテロホス、ヘキサフルムロン、ヘキシチアゾックス、HHDN、ヒドラメチルノン、シアン化水素、ハイドロプレン、ヒキンカルブ、イミシアホス、イミダクロプリド、イミプロトリン、インドキサカルブ、ヨードメタン、IPSP、イサミドホス、イサゾホス、イソベンザン、イソカルボホス、イソドリン、イソフェンホス、イソプロカルブ、イソプロチオラン、イソチオエート、イソオキサチオン、イベルメクチンジャスモリンI、ジャスモリンII、ジョドフェンホス、幼若ホルモンI、幼若ホルモンII、幼若ホルモンIII、ケレバン、キノプレン、ラムダシハロトリン、ヒ酸鉛、レピメクチン、レプトホス、リンデン、リリムホス、ルフェヌロン、リチダチオン、マラチオン、マロノベン、マジドックス、メカバン、メカフォン、メナゾン、メホスホラン、塩化水銀、メスルフェン、メスルフェンホス、メタフルミゾン、メタム、メタクリホス、メタミドホス、メチダチオン、メチオカルブ、メトクロトホス、メトミル、メトプレン、メトキシクロル、メトキシフェノジド、臭化メチル、イソチオシアン酸メチル、メチルクロロホルム、塩化メチレン、メトフルトリン、メトルカルブ、メトキサジアゾン、メビンホス、メキサカルベート、ミルベメクチン、ミルベマイシンオキシム、ミパホックス、マイレックス、MNAF、モノクロトホス、モルフォチオン、モキシデクチン、ナフタロホス、ナレド、ナフタレン、ニコチン、ニフルリジド、ニコマイシン、ニテンピラム、ニチアジン、ニトリラカルブ、ノバルロン、ノビフルムロン、オメトエート、オキサミル、オキシデメトンメチル、オキシデプロホス、オキシジスルホトン、パラジクロロベンゼン、パラチオン、パラチオンメチル、ペンフルロン、ペンタクロロフェノール、ペルメトリン、フェンカプトン、フェノトリン、フェントエート、ホレート、ホサロン、ホスホラン、ホスメット、ホスニクロル、ホスファミドン、ホスフィン、ホスホカルブ、ホキシム、ホキシムメチル、ピリメタホス、ピリミカルブ、ピリミホスエチル、ピリミホスメチル、亜ヒ酸カリウム、チオシアン酸カリウム、pp’DDT、プラレトリン、プレコセンI、プレコセンII、プレコセンIII、プリミドホス、プロクロノール、プロフェノホス、プロフルトリン、プロマシル、プロメカルブ、プロパホス、プロパルギット、プロペタンホス、プロポクサー、プロチダチオン、プロチオホス、プロトエート、プロトリフェンブト、ピラクロホス、ピラフルプロール、ピラゾホス、ピレスメトリン、ピレトリンI、ピレトリンII、ピリダベン、ピリダリル、ピリダフェンチオン、ピリフルキナゾン、ピリミジフェン、ピリミテート、ピリプロール、ピリプロキシフェン、カシア、キナルホス、キナルホス、キナルホスメチル、キノチオン、キナティファイズ(quantifies)、ラフォキサニド、レスメトリン、ロテノン、リアニア、サバディラ、シュラダン、セラメクチン、シラフルオフェン、亜ヒ酸ナトリウム、フッ化ナトリウム、ヘキサフルオロケイ酸ナトリウム、チオシアン酸ナトリウム、ソファミド、スピネトラム、スピノサド、スピロジクロフェン、スピロメシフェン、スピロテトラマト、スルコフロン、スルフィラム、スルフルラミド、スルホテプ、硫黄、フッ化スルフリル、スルプロホス、タウフルバリネート、タジムカルブ、TDE、テブフェノジド、テブフェンピラド、テブピリンホス、テフルベンズロン、テフルトリン、テメホス、TEPP、テラレトリン、テルブホス、テトラクロロエタン、テトラクロルビンホス、テトラジホン、テトラメトリン、テトラナクチン、テトラスル、シータシペルメトリン、チアクロプリド、チアメトキサム、チクロホス、チオカルボキシム、チオシクラム、チオジカルブ、チオファノクス、チオメトン、チオナジン、チオキノックス、チオスルタップ、チューリンゲンシン、トルフェンピラド、トラロメトリン、トランスフルトリン、トランスペルメトリン、トリアラテン、トリアザメート、トリアゾホス、トリクロルホン、トリクロルメタホス3、トリクロロナット、トリフェノホス、トリフルムロン、トリメタカルブ、トリプレン、バミドチオン、バミドチオン、バニリプロール、バニリプロール、XMC、キシリルカルブ、ゼータシペルメトリン、及びゾラプロホスが挙げられる。
例示的な殺菌剤としては、限定されないが、アシベンゾラル、アシルアミノ酸殺菌剤、アシペタック、アルジモルフ、脂肪族窒素殺菌剤、アリルアルコール、アミド殺菌剤、アムプロピルホス、アニラジン、アニリド殺菌剤、抗生物質殺菌剤、芳香性殺菌剤、オーレオファンギン、アザコナゾール、アズ。アゾキシストロビン、バリウムポリサルファイド、ベナラキシル、ベナラキシル-M、ベノダニル、ベノミル、ベンキノックス、ベンタルロン、ベンチアバリカルブ、ベンザルコニウムクロリド、ベンザマクリル、ベンズアミド殺菌剤、ベンザモルフ、ベンズアニリド殺菌剤、ベンズイミダゾール殺菌剤、ベンズイミダゾール殺菌剤、ベンズイミダゾール殺菌剤ベトキサジン、ビナパクリル、ビフェニル、ビテルタノール、ビチオノール、ビキサフェン、ブラスチシジン-S、ボルドー混合物、ホウ酸、ボスカリド、架橋ジフェニル殺菌剤、ブロムコナゾール、ブピリメート、ブルゴーニュ混合物、ブチオベート、sec-ブチルアミン、ポリスルフィドカルシウム、カプタン、カルバメート、カルバモルフ、カルバニレート殺菌剤、カルベンダジム、カルボキシン、カルプロパミド、カルボン、チェシャント混合物、キノメチオナト、クロベンチアゾン、クロラニフォルメタン、クロラニル、クロルフェナゾール、クロロジニトロナフタレン、クロロホルム、クロロネブ、クロロピクリン、クロロタロニル、クロルキノックス、クロゾリネート、シクロピロックス、クライマゾール、クロト(トリアゾール)、酢酸銅(II)、炭酸銅(II)、ベーシック、殺菌剤銅、水酸化銅、ナフテン酸銅、オレイン酸銅、オキシ塩化銅、硫酸銅(II)、硫酸銅、塩基性、クロム酸銅亜鉛、クレゾール、クフラネブ、キュプロバム、亜酸化第一銅、シアゾファミド、シクラフラミド、環状ジチオカルバメート殺菌剤、シクロヘキシミド、シフルフェナミド、シモキサニル、シペンダゾール、シプロコナゾール、シプロジニル、ダゾメット、DBCP、デバカルブ、デカフェンチン、デヒドロ酢酸、ジカルボキシミド、ジクロブタゾール、ジクロシメット、ジクロメジン、ジクロラン、ダイエットホーフェンカルブ、ピロ炭酸ジエチル、ジフェノコナゾル、ジフルメトリモル、ジメチリモール、ジメトモルフ、ジモキシストロビン、ジニコナゾール、ジニコナゾール-M、ジニトロフェノール殺菌剤、ジノブトン、ジノキャップ、ジノキャップ-4、ジノキャップ-6、ジノクトン、ジノペントン、ジノスルホン、ジノテルボン、ジフェニルアミン、ジピリチオン、ジスルフィラ殺菌剤、DNOC、ドデモルフ、ドジシン、ドジン、ドナトジン、ドラゾキソロン、エジフェンホス、エポキシコナゾール、エタコナゾール、エテム、エサボクサム、エチリモール、エトキシキン、エチレンオキシド、エチル水銀2,3-ジヒドロキシプロピルメルカプチド、エチル水銀アセテート、エチル水銀ブロミド、エチル水銀、エトリジアゾール、ファモキサドン、フェナミドン、フェナミノスルフ、フェナパニル、フェナリモール、フェンブコナゾール、フェンフラム、フェンヘキサミド、フェニトロパン、フェノキサニル、フェンピクロニル、フェンプロピジン、フェンプロピモルフ、フェンチン、フェルバム、フェリムゾン、フルアジナム、フルオキサストロビン、フルキンコナゾール、フルシラゾール、フルスルファミド、フルトラニル、フルトリアフォール、フラクサピロキサド、フォルペット、ホルムアルデヒド、フォセチル、フベリダゾール、フララキシル、フラメトピル、フラミド殺菌剤、フラニリド殺菌剤、フルカルバニル、フルコナゾール、フルコナゾール-シス、フルフラール、フルメシクロックス、フロファネート、グリオジン、グリセオフルビン、グアザチン、ハラクリネート、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサクロロブタジエン、ヘキサクロロブタジエン、ヘキサクロロブタジエンヒメキサゾール、イマザリル、イミベンコナゾール、イミダゾール殺菌剤、イミノオクタジン、無機殺菌剤、無機水銀殺菌剤、ヨードメタン、イプコナゾール、イプロベンホス、イプロジオン、イプロバリカルブ、イソプロピルアルコール、イソプロチオラン、イソバレディオン、イソピラザム、カスガマイシン、ケトコン)、マンコッパー、マンコゼブ、マネブ、メベニル、メカルビンジド、メパニピリム、メプロニル、塩化水銀(廃止)、酸化水銀(廃止)、塩化水銀(廃止)、メタラキシル、メタラキシル-M(別名メフェノキサム)、メタム、メタゾキソロン、メトコナゾール、メタスルホカルブ、メトフロキサム、臭化メチル、イソチオシアネートメチル、安息香酸メチル水銀、ジシアンジアミドメチル水銀、ペンタクロロフェノキシドメチル水銀、メチラム、メトミノストロビン、メトラフェノン、メトスルホバックス、ミルネブ、モルフ-p-トルエンスルホンアニリド、ナバム、ナタマイシン、ナイスタチン、β-ニトロスチレン、ニトロタール-イソプロピル、ヌアリモール、OCH、オクチリノン、オフラセ、オプロジオン、有機水銀殺菌剤、有機リン殺菌剤、有機スズ殺菌剤(廃止)、オルトフェニルフェノール、オリ、オキサゾール殺菌剤、オキシン銅、オックスポコナゾール、オキシカルボキシン、ペフラゾエート、ペンコナゾール、ペンシクロン、ペンタクロロフェノール、ペンチオピラド、フェニル水銀尿素、フェニル水銀アセテート、フェニル水銀クロリド、フェニル水銀誘導体ピロカテコール、フェニル水銀硝酸塩、フェニル水銀サリチル酸塩、フェニル殺菌剤、ピコキシスロビン、ピペラリン、ポリカルバメート、高分子ジチオカルバメート殺菌剤、ポリオキシン、ポリオキソリム、ポリサルファイド殺菌剤、アジ化カリウム、ポリサルファイドカリウム、カリウムチオシアネート、プロベナゾール、プロクロラズ、プロシミドン、プロパモカルブ、プロピコナゾール、プロピネブ、プロキナジド、プロチオカルブ、プロチオコナゾール、ピラカルボリド、ピラクロストロビン、ピラゾール殺菌剤、ピラゾホス、ピリジン殺菌剤、ピリジニトリル、ピリフェノックス、ピリメタニル、ピリミジン、キナセトール、キナザミド、キンコナゾール、キノリン殺菌剤、キノメチオネート、キノン殺菌剤、キノキサリン殺菌剤、キノキシフェン、キントゼン、ラベンザゾール、サリチルアニリド、シルチオファム、銀、シメコナゾール、アジドナトリウム、重炭酸ナトリウム[2][3]、ポリ硫化ナトリウム、スピロキサミン、ストレプトマイシン、ストロビルリン殺菌剤、スルホンアニリド殺菌剤、硫黄、フッ化スルフリル、スルホテン、TCMTB、テブコナゾール、テクロフタラム、テクナゼン、テコラム、テトラコナゾール、チアベンダゾール、チアジフルオロ、チアゾール殺菌剤、チアベンダゾールチオクロルフェンフィム、チオメルサル、チオファネート、チオファネート-メチル、チオフェン殺菌剤、チオキノックス、チラム、チアジニル、チオキシミド、チベド、トルクロホス-メチル、トルナフタート、トリルフルアニド、トリル水銀アセテート、トリアジメフォン、トリアジメノール、トリアミホス、トリアリモール、トリアズブチル、トリクラミド、トリシクラゾール、トリデモルフ、トリフロキシストロビン、トリフルミゾール、トリフォリン、トリチコナゾール、未分類殺菌剤、ウンデシレン酸、ユニコナゾール、ユニコナゾール-P、尿素殺菌剤、バリダマイシン、バリナミド殺菌剤、ビンクロゾリン、ボリコナゾール、及び/又はゾキサミドが挙げられる。
殺ダニ剤の例示的なクラスとしては、植物性ダニ駆除薬、架橋ジフェニル系ダニ駆除薬、カルバメート系ダニ駆除薬、オキシムカルバメート系ダニ駆除薬、カルバジン酸系ダニ駆除薬、ジニトロフェノール系ダニ駆除薬、ホルムアミジン系ダニ駆除薬、イソキサリン系ダニ駆除薬、大環状ラクトン系ダニ駆除薬、アベルメクチン系ダニ駆除薬、ミルベマイシン系ダニ駆除薬、ミルベマイシン系ダニ駆除薬、ダニ成長調節剤、有機塩素系ダニ駆除薬、有機リン酸系ダニ駆除薬、有機チオリン酸系ダニ駆除薬、ホスホン酸系ダニ駆除薬、ホスホアルミドチオラート系ダニ駆除薬、有機イチン系ダニ駆除薬、フェニルスルホンアミド系ダニ駆除薬、ピラゾールカルボキサミド系ダニ駆除薬、ピレスロイド系エーテル系ダニ駆除薬、四級アンモニウム系ダニ駆除薬、オイレトロイドエステル系ダニ駆除薬、ピロール系ダニ駆除薬、キノキサリン系ダニ駆除薬、メトキシアクリレートストロビルリン系ダニ駆除薬、テロン酸系ダニ駆除薬、チアソリジン系ダニ駆除薬、チオカルバメート系ダニ駆除薬、チオ尿素系ダニ駆除薬、及び未分類のダニ駆除薬が挙げられるが、これらに限定されない。これらのクラスの殺ダニ剤の例としては、限定されないが、植物性ダニ駆除薬(カルバクロール、サンギナリン)、架橋ジフェニルダニ駆除薬(アゾベンゼン、ベンゾキシメート、ベンジル、安息香酸、ブロモプロピレート、クロルベンシド、クロルフェネトール、クロルフェンソン、クロルフェンサルファイド、クロロベンジレート、クロロプロピレート、シフルメトフェン、DDT、ジコホル、ジフェニル、スルホン、ドフェナピン、フェンソン、フェントリファニル、フルオルベンシド、ジェニット、ヘキサクロロフェン、フェンプロキシド、プロクロノール、テトラジホン、テトラスル)、カルバメート系ダニ駆除薬(ベノミル、カルバノレート、カルバリル、カルボフラン、メチオカルブ、メトルカルブ、プロマシル、プロポクサー)、オキシムカルバメートダニ駆除薬(アルジカルブ、ブトカルボキシム、オキサミル、チオカルボキシム、チオファノックス)、カルバゼートダニ駆除薬(ビフェナゼート)、ジニトロフェノールダニ駆除薬(ビナパクリル、ダイネックス、ジノブトン、ジノキャップ、ジノキャップ-4、ジノキャップ-6、ジノクトン、ジノペントン、ジノスルホン、ジノテルボン、DNOC)、ホルムアミジンダニ駆除薬(アミトラズ、クロロジメホルム、クロロメブフォーム、ホルメタネート、ホルムパラネート、メディメフォーム、セミアミトラズ)、イソキサゾリンダニ駆除薬(アフォキソラナー、フルララナー、ロチラナー、サロラナー)、大環状ラクトンダニ駆除薬(テトラナクチン)、アベルメクチンダニ駆除薬(アバメクチン、ドラメクチン、エプリノメクチン、イベルメクチン、セラメクチン)、ミルベマイシンダニ駆除薬(ミルベメクチン、ミルベマイシン、オキシム、モキシデクチン)、ダニ成長調節剤(クロフェンテジン、シロマジン、ジフロビダジン、ドフェナピン、フルアズロン、フルベンジミン、フルシクロクスロン、フルフェノクスロン、ヘキシチアゾックス)、有機塩素系ダニ駆除薬(ブロモシクレン、カンフェクロル、DDT、ジエノクロル、エンドスルファン、リンデン)、有機リン系ダニ駆除薬(クロルフェンビンホス、クロトキシホス、ジクロルボス、ヘプテノホス、メビンホス、モノクロトホス、ナレド、TEPP、テトラクロルビンホス)、有機チオリン酸ダニ駆除薬(アミジチオン、アミトン、アジンホス-エチル、アジンホス-メチル、アゾトエート、ベノキサホス、ブロモホス、ブロモホス-エチル、カルボフェノチオン、クロルピリホス、クロルチオホス、クマホス、シアントエート、デメトン、デメトン-O、デメトン-S、デメトン-メチル、デメトン-O-メチル、デメトン-S-メチル、デメトン-S-メチルスルホン、ジアリホス、ジアジノン、ジメトエート、ジオキサチオン、ジスルホトン、エンドチオン、エチオン、エトエート-メチル、フォルモシオン、マラチオン、メカバム、メタクリホス、オメトエート、オキシデプロホス、オキシジスルホトン、パラチオン、フェンカプトン、ホレート、ホサロン、ホスメット、ホスチン、ホキシム、ピリミホスメチル、プロチダチオン、プロトエート、ピリミテート、キナルホス、キンチオホス、ソファミド、スルホテプ、チオメトン、トリアゾホス、トリフェノホス、バミドチオン)、ホスホン酸ダニ駆除薬(トリクロルホン)、ホスホルアミドチオエートダニ駆除薬(イソカルボホス、メタミドホス、プロペタンホス)、ホスホロジアミドダニ駆除薬(ジメホックス、ミパホックス、シュラダン)、有機スズダニ駆除薬(アゾシクロチン、シヘキサチン、フェンブタチン、オキシド、ホスチン)フェニルスルファミドダニ駆除薬(ジクロフルアニド)、フタルイミドダニ駆除薬(ジアリホス、ホスメット)、ピラゾールダニ駆除薬(シエノピラフェン、フェンピロキシメート)、フェニルピラゾールダニ駆除薬(アセトロール、フィプロニル、バニリプロール)、ピラゾールカルボキサミドダニ駆除薬(ピフルブミド、テブフェンピラド)、ピレスロイドエステルダニ駆除薬(アクリナトリン、ビフェントリン、ブロフルスリネート、シハロトリン、シペルメトリン、アルファ-シペルメトリン、フェンプロパトリン、フェンバレレート、フルシトリネート、フルメトリン、フルバリネート、タウ-フルバリネート、ペルメトリン)、ピレスロイドエーテルダニ駆除薬(ハルフェンプロクス)、ピリミジナミンダニ駆除薬(ピリミジフェン)、ピロールダニ駆除薬(クロルフェナピル)、四級アンモニウムダニ駆除薬(サンギナリン)、キノキサリンダニ駆除薬(キノメチオナト、チオキノックス)、メトキシアクリレートストロビルリンダニ駆除薬(ビフジュンジ、フルアクリピリム、フルフェノキシストロビン、ピリミノストロビン)、亜硫酸エステルダニ駆除薬(アラマイト、プロパルギット)、テトロニック酸ダニ駆除薬(スピロジクロフェン)、テトラジンダニ駆除薬(クロフェンテジン、ジフロビダジン)、チアゾリジンダニ駆除薬(フルベンジミン、ヘキシチアゾックス)、チオカルバメートダニ駆除薬(フェノチオカルブ)、チオ尿素ダニ駆除薬(クロロメチウロン、ジアフェンチウロン)、未分類のダニ駆除薬(アセキノシル、アシノナピル、アミドフルメット、ヒ素、酸化物、クレンピリン、クロサンテル、クロタミトン、シクロプレート、シミアゾール、ジスルフィラム、エトキサゾール、フェナザフロール、フェナザキン、フルエネチル、メスルフェン、MNAF、ニフルリジド、ニッコーマイシン、ピリダベン、スルフィラム、スルフルラミド、硫黄、チューリンゲンシン、トリアラテン)が挙げられる。
いくつかの実施形態では、殺ダニ剤はまた、アバメクチン、アセフェート、アセキノシル、アセタミプリド、アルジカルブ、アレトリン、リン化アルミニウム、アミノカルブ、アミトラズ、アザジラクチン、アジンホス-エチル、アジンホス-メチル、バチルス・ツリンギエンシス(Bacillus thuringiensis)、ベンジオカルブ、ベータ-シフルトリン、ビフェナゼート、ビフェントリン、ボミル、ブプロフェジン、シアン化カルシウム、カルバリル、カルボフラン、二硫化炭素、四塩化炭素、クロルフェンビンホス、クロロベンジレート、クロルピクリン、クロルピリホス、クロフェンテジン、クロルフェナピル、クロチアニジン、クマホス、クロトキシホス、クロトキシホス+ジクロルボス、クライオライト、シフルトリン、シロマジン、シペルメトリン、ディート、デルタメトリン、デメトン、ジアジノン、ジクロフェンチオン、ジクロロプロペン、ジクロルボス、ジコホル、ジクロトホス、ジエルドリン、ジエノクロル、ジフルベンズロン、ジカル(dikar)(殺真菌剤+殺ダニ剤)、ジメトエート、ジノキャップ、ジノテフラン、ジオキサチオン、ジスルホトン、エマメクチンベンゾエート、エンドスルファン、エンドリン、エスフェンバレレート、エチオン、エトプロップ、二臭化エチレン、二塩化エチレン、エトキサゾール、ファムフル、フェニトロチオン、フェノキシカルブ、フェンプロパトリン、フェンピロキシメート、フェンスルホチオン、フェンチオン、フェンバレレート、フロニカミド、フルシトリネート、フルバリネート、ホノホス、塩酸ホルメタネート、ガンマ-シハロトリン、ハロフェノジド、ヘキサキス、ヘキシチアゾクス、ヒドラメチルノン、水和石灰、インドキサカルブ、イミダクロプリド、ケロセン、キノプレン、ラムダ-シハロトリン、ヒ酸鉛、リンダン、マラチオン、メホスホラン、メタアルデヒド(metaldehyde)、メタム-ナトリウム、メタミドホス、メチダチオン、メチオカルブ、メトミル、メトプレン、メトキシクロル、メトキシフェノジド、臭化メチル、メチルパラチオン、メビンホス、メキサカルベート、ミルキー病スポア(Milky Disease Spores)、ナレド、ナフタレン、硫酸ニコチン、ノバルロン、オキサミル、オキシデメトン-メチル、オキシチオキノックス、パラ-ジクロロベンゼン、パラチオン、PCP、ペルメトリン、石油、ホレート、ホサロン、ホスホラン、ホスメット、ホスファミドン、ホキシム、ピペロニルブトキシド、ピリミカルブ、ピリミホス-メチル、プロフェノホス、プロパルギット、プロペタンホス、プロポクサー、ピメトロジン、ピレトロイド-合成:アレスリン参照、ペルメトリン、フェンバレレート、レスメトリン、ジョチュウギク、ピリダベン、ピリプロキシフェン、レスメトリン、ロテノン、s-メトプレン、石鹸、農薬、フッ化ナトリウム、スピノサド、スピロメシフェン、スルホテップ、スルプロホス、テメホス、テルブホス、テトラクロルビンホス、テトラクロルビンホス+ジクロルボス、テトラジホン、チアメトキサム、チオジカルブ、トキサフェン、トラロメトリン、トリメタカルブ、及びテブフェノジドから選択され得る。
追加の活性剤(例えば、農薬、除草剤、殺虫剤、殺真菌剤、及び/又は殺ダニ剤)を含有する農業用組成物中の窒素安定化組成物の量は、変化し得る。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物の量は、100重量%として取った追加の活性剤を含有する農業用組成物の総重量に基づいて、約0.05重量%~約10重量%(好ましくは約0.1重量%~約8重量%、より好ましくは約0.1重量%~約4重量%、最も好ましくは約0.2重量%~約2重量%)のレベルで存在する。
V.方法
いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物及び/又は製剤は、直接使用される。他の実施形態では、窒素安定化組成物は、生産的農業の文脈においてそれらの使用を好都合にする方式で製剤化される。これらの方法で使用される窒素安定化組成物は、上記のような窒素安定剤構成成分及び環状有機酸無水物構成成分を含む。窒素安定化組成物は、以下のような方法で使用され得る:
A.植物の成長を改善し、及び/又は土壌を肥沃化する方法
B.硝化、ウレアーゼ分解、又はアンモニア放出若しくは発生を阻害する方法
C.土壌条件を改善する方法
D.作物収量を改善する方法
E.窒素安定化組成物を調製する方法
F.窒素安定化組成物の製剤を調製する方法
A.植物の成長を改善するための方法は、本明細書に開示される窒素安定化組成物又は窒素安定化組成物を含有する製剤を、土壌と接触させることを含む。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物又は製剤は、植栽作物の出芽前に土壌に施用される。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物又は製剤は、植物に隣接する土壌、及び/又は植物の基部、及び/又は植物の根圏に施用される。
植物の成長を改善するための方法はまた、本明細書に開示される窒素安定化組成物又は窒素安定化組成物を含有する製剤を、乾燥すると乾燥残渣を形成する液体分散液の形態で種子に種子コーティングとして適用することによって達成され得る。これらの実施形態では、種子コーティングは、窒素安定化組成物が、最も必要とされる環境においてその有益な効果を発揮することができるように、植栽するときに、窒素安定化組成物を種子に極めて接近して提供する。すなわち、窒素安定化組成物は、効果が所望の植物の周りに局在化され得る領域において、植物の成長を向上させるのを助ける環境を提供する。種子の場合、窒素安定化組成物を含有するコーティングは、種子の発芽、その後の植物の成長、及び植物の栄養素の利用可能性の増加のための増強された機会を提供する。
B.影響を受ける領域における硝化、ウレアーゼ分解、又はアンモニア放出若しくは発生を阻害/低減するための方法は、本明細書に開示される窒素安定化組成物又は窒素安定化組成物を含有する製剤を、影響を受ける領域に施用することを含む。影響を受ける領域は、植物、畑、牧草地、家畜若しくは家禽の収容施設、ペット用ゴミ、厩肥収集ゾーン、囲いを形成する直立壁、又は領域を実質的に覆う屋根に隣接する土壌であってもよく、そのような場合、窒素安定化組成物は収集ゾーン内の厩肥に直接施用されてもよい。本明細書に開示される方法はまた、尿素のアンモニアへの変換及び/又はアンモニアの硝酸塩への変換を阻害することを対象とし、本明細書に開示される窒素安定化組成物又窒素安定化組成物を含有するは製剤を、影響を受ける領域に施用することを含む。窒素安定化組成物は、好ましくは、1トンの厩肥当たり約0.005~3ガロンのレベルで、約1~5のpHを有する水性分散液の形態で施用される。
C.硝化プロセス、ウレアーゼ活性、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される土壌条件を改善するための方法であって、有効量の、記載された窒素安定化組成物又はその製剤を、土壌に施用するステップを含む、方法。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、固体、液体、又は気体肥料、及び特に固体肥料と混合され、後者の場合、窒素安定化組成物は、水性分散液として肥料の表面に適用され、続いて乾燥され、その結果、窒素安定化組成物は、乾燥残渣として固体肥料上に存在する。窒素安定化組成物は、一般に、100重量%として取った窒素安定化組成物/肥料製品の総重量に基づいて、約0.01重量%~約10重量%のレベルで適用される。肥料が水性液体肥料である場合、窒素安定化組成物を、混合しながらそこへ添加する。窒素安定化組成物は、好ましくは水性分散液中にあり、最大約3のpHを有する。
D.作物収量を改善する方法は、本明細書に開示される窒素安定化組成物又は窒素安定化組成物を含有する製剤を、影響を受ける領域に施用することを含む。いくつかの実施形態では、影響を受ける領域は、畑であり得る。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物又は製剤は、植物の周囲の土壌、植物の茎に隣接する土壌、又は植物の様々な植物部分に施用される。いくつかの実施形態では、植物はトウモロコシ植物であるが、これに限定されるべきではない。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物又は製剤は、肥料と組み合わせて施用される。いくつかの実施形態では、肥料は、窒素含有肥料である。いくつかの実施形態では、肥料は、尿素を含有する。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物又は製剤は、窒素含有肥料の施用の前、後、又は同時に施用される。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される窒素安定化組成物で処理された植物の作物収量/収穫収量は、未処理植物と比較して、少なくとも約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、約80%、約90%、又は少なくとも約95%増加する。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される窒素安定化組成物で処理された植物の作物/収穫収量は、未処理植物と比較して、約50%~約100%、約60%~約95%、約65%~約95%、約65%~約90%、約65%~約80%、又は約70%~約80%増加する。いくつかの実施形態では、窒素安定化組成物は、尿素と組み合わせて施用される。いくつかの実施形態では、尿素と組み合わせて本明細書に開示される窒素安定化組成物で処理された植物の作物/収穫収量は、尿素で処理された植物と比較して、少なくとも約1%、約5%、約8%、約10%、約12%、約14%、約15%、約18%、約20%、約22%、約24%、約25%増加する。いくつかの実施形態では、尿素と組み合わせて本明細書に開示される窒素安定化組成物で処理された植物の作物/収穫収量は、尿素で処理された植物と比較して、約1%~約30%、約1%~約25%、約5%~約25%、約15%~約25%、約20%~約25%、約5%~約20%、又は約5%~約15%増加する。
いくつかの実施形態では、開示された製剤で処理されたトウモロコシ植物由来のトウモロコシ穂軸に存在する穀粒の列の数は、未処理のトウモロコシ植物由来のトウモロコシ穂軸に存在する穀粒の数と比較して高い。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される窒素安定化組成物又は製剤で処理されたトウモロコシ植物由来のトウモロコシ穂軸に存在する穀粒の列の数は、未処理のトウモロコシ穂軸に存在する穀粒の列の数と比較して、少なくとも約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、又は約80%多い。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される窒素安定化組成物又は製剤で処理されたトウモロコシ植物のトウモロコシ穂軸に存在する穀粒の列の数は、未処理トウモロコシ植物由来のトウモロコシ穂軸に存在する穀粒の列の数と比較して、約10%~約80%、約20%~70%、約30%~約60%、又は約40%~約50%高い。
いくつかの実施形態では、窒素肥料と組み合わせて本明細書に開示される窒素安定化組成物又は製剤で処理されたトウモロコシ植物由来のトウモロコシの穂に存在する穀粒の列の数は、窒素肥料(すなわち、尿素)で処理されたトウモロコシ植物のトウモロコシの穂に存在する穀粒の列の数と比較して、少なくとも約10%、約20%、約30%、約40%、約50%、約60%、約70%、又は約80%高い。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される窒素安定化組成物又は製剤で処理されたトウモロコシ植物由来のトウモロコシの穂に存在する穀粒の列の数は、窒素肥料(すなわち、尿素)で処理されたトウモロコシ植物のトウモロコシの穂に存在する穀粒の列の数と比較して、約10%~約80%、約20%~70%、約25%~約60%、約30%~約50%、又は約30%~約40%高い。
E.本明細書に開示される窒素安定化組成物を調製する方法は、窒素安定剤構成成分を酸無水物構成成分と接触させることを含む。接触ステップは、ニートで行われ得るか、又は溶媒の存在下で行われ得る。いくつかの実施形態では、接触ステップは、限定されないが、アセトニトリル等の非極性溶媒を更に含む。いくつかの実施形態では、接触ステップは、周囲温度で行われる。いくつかの実施形態では、接触ステップは、約25℃~約150℃、約30℃~約120℃、約40℃~約100℃、約50℃~約90℃、又は約60℃~約80℃の範囲の高温で行われる。窒素安定剤構成成分及び酸無水物構成成分の量は、変化し得る。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分及び酸無水物構成成分は、約1:2~約2:1の範囲のモル比で存在している。
F.窒素安定化組成物の安定化製剤を調製するための方法が、本明細書に開示される。本明細書に開示される製剤を調製するために、方法は、製剤中に存在する全ての成分の完全な可溶化を必要とする。窒素安定化構成成分を、非プロトン性溶媒の存在下で本明細書に開示されるポリマーである有機酸無水物構成成分と接触させることを含む方法は、所望の製剤を得ることに成功しなかったが、その理由は、全ての構成成分(特にポリマー)が室温及び高温で非プロトン性溶媒中に可溶性ではなかったためである。驚くべきことに、最初に、高濃度で存在するポリマーの事前混合溶液を調製し、次いで、事前混合溶液からアリコートを除去し、その後、追加の非プロトン性溶媒で希釈し、窒素安定化組成物と接触させたときにのみ、所望の製剤が得られた。ポリマーを最初に事前混合溶液として調製した後、ポリマーを窒素安定剤構成成分と混合した場合にのみ、窒素安定化組成物の全ての構成成分が可溶性であることを発見したことは、非常に驚くべきことであり、予想外であった。
したがって、本明細書に開示される製剤を調製する方法は、
有機酸無水物構成成分を第1の非プロトン性溶媒と混合して、有機酸無水物構成成分予備混合溶液を形成するステップと、
有機酸無水物構成成分予備混合溶液のアリコートを取り出すステップと、
取り出したアリコートを第2の非プロトン性溶媒で希釈して、有機酸無水物溶液を得るステップと、
有機酸無水物溶液をアミン安定剤と接触させて、安定化された有機酸無水物溶液を作製するステップと、
安定化された有機酸無水物溶液に窒素安定剤構成成分を添加して、所望の安定化製剤を得るステップと、を含む。
いくつかの実施形態では、有機酸無水物成分は、本明細書に開示されるポリマーである。いくつかの実施形態では、第1の非プロトン性溶媒及び第2の非プロトン性溶媒は同じである。いくつかの実施形態では、第1の非プロトン性溶媒は、DMSOである。いくつかの実施形態では、混合ステップは、上昇した温度(例えば、室温を上回る)で行われる。いくつかの実施形態では、混合ステップは、約30℃~約200℃、約40℃~約175℃、約50℃~約150℃、約60℃~約125℃、約70℃~約100℃、又は約75℃~約85℃の範囲の温度で行われる。いくつかの実施形態では、混合ステップは、室温で行われる。有機酸無水物構成成分は、室温では、高温で媒和するよりも遅く溶媒和することに注意されたい。いくつかの実施形態では、混合される有機酸無水物構成成分の量は、有機酸無水物構成成分予備混合溶液の総重量に基づいて、約5%~約25%w/wの範囲である。
いくつかの実施形態では、取り出すステップにおける有機酸無水物構成成分予備混合溶液のアリコートの量は、有機酸無水物構成成分予備混合溶液の総重量に基づいて、約25%~約50%w/wの範囲である。
いくつかの実施形態では、第2の非プロトン性溶媒の量は、安定化製剤の総重量に基づいて、約20%~約50%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、第2の非プロトン性溶媒は、DMSOである。
いくつかの実施形態では、アミン安定剤の量は、安定化製剤の総重量に基づいて、約1%~約20%w/wの範囲である。いくつかの実施形態では、アミン安定剤は、モノエタノールアミンである。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、ウレアーゼ阻害剤及び硝化抑制剤である。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、DCDである。いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、NBPTである。
いくつかの実施形態では、窒素安定剤構成成分は、NBPT及びDCDである。そのような実施形態では、方法は、DCD及びNBPTが、安定化された有機酸無水物溶液に順次添加されることを更に含む。例えば、いくつかの実施形態では、DCDは、NBPTの前に、安定化された有機酸無水物溶液に添加される。いくつかの実施形態では、方法は、DCDを添加した後、かつNBPTを添加する前に、安定化された有機酸無水物溶液を冷却することを更に含む。いくつかの実施形態では、安定化された有機酸無水物溶液は、DCDを添加した後、NBPTを添加する前に、約80℃以下に冷却される。
本明細書に開示される方法はまた、窒素安定化組成物の個々の構成成分の安定化製剤を調製することであって、
アミン安定剤を非プロトン性溶媒と接触させて、安定化非プロトン性溶媒を得るステップと、
窒素安定剤構成成分を安定化非プロトン性溶媒に添加して、安定化製剤を生成するステップと、を含む、調製することを対象とする。
本明細書に開示される方法はまた、本明細書に開示される有機酸無水物構成成分を含有する安定化製剤を調製することであって、
有機酸無水物構成成分を第1の非プロトン性溶媒と混合して、有機酸無水物構成成分予備混合溶液を形成するステップと、
有機酸無水物構成成分予備混合溶液のアリコートを取り出すステップと、
取り出したアリコートを第2の非プロトン性溶媒で希釈して、有機酸無水物溶液を得るステップと、
有機酸無水物溶液をアミン安定剤と接触させて、安定化製剤を得るステップと、を含む、調製することを対象とする。
いくつかの実施形態では、上記の方法A、B、及びCは、所望の領域を、1エーカー当たり約100g~約120gの窒素安定化組成物の割合で窒素安定化組成物と接触させることを含む。窒素安定化組成物は、いくつかの実施形態では、溶液中にて、1U.S.ガロン当たり約0.5lbs~約4lbs、又は1U.S.ガロン当たり約1lb~約3lbs、又は1U.S.ガロン当たり約2lbsの量であり得る。いくつかの実施形態では、方法は、所望の領域を、約0.5~約4qt./エーカー、又は約1~約2qt./エーカーの割合で接触させることを含む。
本明細書に記載の主題の特定の実施形態は、以下を含む:
1.
窒素安定化組成物であって、
窒素安定剤構成成分、及び
有機酸無水物構成成分を含み、
窒素安定剤構成成分が、ウレアーゼ阻害剤及び/又は硝化抑制剤である、窒素安定化組成物と、
ビヒクルであって、
非プロトン性溶媒、及び
アミン安定剤を含む、ビヒクルと、
を含む、安定化製剤。
2.窒素安定剤構成成分が、N-(n-ブチル)チオリン酸トリアミド(NBPT)及び/又はジシアンアミド(DCD)である、実施形態1に記載の安定化製剤。
3.有機酸無水物構成成分が、有機酸無水物ポリマーである、実施形態1又は2に記載の安定化製剤。
4.有機酸無水物ポリマーが、B型繰り返し単位のうちの1つ及びC型繰り返し単位のうちの1つを含む、少なくとも2つの異なる繰り返し単位を含有するコポリマーである、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
5.コポリマーが、ランダムコポリマーである、実施形態4に記載の安定化製剤。
6.B型繰り返し単位が、無水マレイン酸の(非)置換モノマー、無水イタコン酸の(非)置換モノマー、又はそれらの組み合わせに由来する、実施形態4又は5に記載の安定化製剤。
7.B型繰り返し単位が、無水マレイン酸の(非)置換モノマーに由来する、実施形態4~6のいずれか1つに記載の安定化製剤。
8.有機酸無水物ポリマーの繰り返し単位のうちの少なくとも約50モル%が、B型繰り返し単位である、実施形態4~7のいずれか1つに記載の安定化製剤。
9.有機酸無水物ポリマーが、(非)置換アルケンに由来するC型繰り返し単位を含有する、実施形態4~8のいずれか1つに記載の安定化製剤。
10.アルケンが、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、スチレン、メチルビニルエーテル、及びそれらの組み合わせから選択される、実施形態9に記載の安定化製剤。
11.有機酸無水物ポリマーが、以下の式による構造を有し、

式中、R、R、R、及びRが、独立して、-H、-COOH、-COOR、-OCOH、-OCOR、-OR、-CN、-SOR、-SOR、-COR、-CONH、-CONHR、-CONR、-CHO、NO、ハロゲン-アルキル、-シクロアルキル、-アリール、-アルカリール、又はアラルキルから選択され、Rが、(非)置換C1-C8アルキル基、(非)置換C2-C8アルケニル基、(非)置換アリール基、(非)置換ヘテロアリール基であり、
nは、2より大きい整数である、請求項3~10のいずれか一項に記載の安定化製剤。
12.非プロトン性溶媒が、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、酢酸エチル、アセトン、アセトニトリル、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、スルホラン、1,3-ジメチル-2-イミダゾイジノン、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミドン、酢酸メチル、乳酸エチル、N-メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、及びプロピレンカーボネートから選択される、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
13.非プロトン性溶媒が、ジメチルスルホキシド(DMSO)である、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
14.アミン安定剤が、1,2-ジアミノシクロヘキサン(DCH)、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン(BHT)、モノエタノールアミン、エチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、イソプロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルアミノエタノール、アミノプロパノール、メチルアミノプロパノール、ジメチルアミノプロパノール、アミノブタノール、ジメチルアミノブタノール、アミノブタンジオール、トリヒドロキシメチルアミノエタン、ジエチルアミノプロパンジオール、1-アミノ-シクロペンタンメタノール、及びアミノベンジルアルコールから選択される、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
15.アミン安定剤が、モノエタノールアミンである、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
16.窒素安定化組成物が、安定化製剤の総重量に基づいて、約5%~約50%w/wの量で存在する、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
17.非プロトン性溶媒が、安定化製剤の総重量に基づいて、約50%~約75%w/wの量で存在する、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
18.アミン安定剤が、安定化製剤の総重量に基づいて、約3%~約8%w/wの量で存在する、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
19.窒素安定剤構成成分が、安定化製剤の総重量に基づいて、約5%~約50%w/wの量で存在する、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
20.窒素安定剤構成成分が、安定化製剤の総重量に基づいて、約5%~約15%w/wの量で存在するウレアーゼ阻害剤と、安定化製剤の総重量に基づいて、約5%~約20%w/wの量で存在する硝化抑制剤と、を含む、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
21.窒素安定剤構成成分が、約5%~約15%w/wの量で存在するウレアーゼ阻害剤と、約5%~約20%w/wの量で存在する硝化抑制剤と、約50%~約75%の量で存在する非プロトン性溶媒と、約3%~約8%w/wの量で存在するアミン安定剤と、を含み、全ての重量は、安定化製剤の総重量に基づく、上記実施形態のいずれかに記載の安定化製剤。
22.ウレアーゼ阻害剤が、DCDであり、硝化抑制剤が、NBPTである、実施形態20又は21に記載の安定化製剤。
23.非プロトン性溶媒が、DMSOである、実施形態20~22のいずれか1つに記載の安定化製剤。
24.アミン安定剤が、モノエタノールアミンである、実施形態20~23のいずれか1つに記載の安定化製剤。
25.上記実施形態のいずれか1つに記載の安定化製剤及び肥料を含む、農業用組成物。
26.肥料が、尿素含有肥料である、実施形態25に記載の農業用組成物。
27.尿素含有肥料が、厩肥である、実施形態25又は26に記載の農業用組成物。
28.尿素含有肥料が、約1~約12モル/Lのレベルで存在している、実施形態25~27のいずれか1つに記載の農業用組成物。
29.窒素安定化組成物が、水性分散液の形態で肥料の表面に適用されている、実施形態25~28のいずれか1つに記載の農業用組成物。
30.土壌由来ウレアーゼ酵素を阻害する方法であって、上記実施形態のいずれか1つに記載の安定化製剤を土壌に施用するステップを含み、該製剤が、土壌由来ウレアーゼ酵素の作用による尿素の分解を阻害するのに十分な量で存在している、方法。
31.土壌を肥料化する方法であって、請求項1~24のいずれか一項に記載の安定化製剤、又は実施形態25~29のいずれか1つに記載の農業用組成物を土壌に施用することを含む、方法。
32.実施形態1~24のいずれか1つに記載の安定化製剤を調製するための方法であって、
有機酸無水物構成成分を第1の非プロトン性溶媒と混合して、有機酸無水物構成成分予備混合溶液を形成するステップと、
有機酸無水物構成成分予備混合溶液のアリコートを取り出すステップと、
取り出したアリコートを第2の非プロトン性溶媒で希釈して、有機酸無水物溶液を得るステップと、
有機酸無水物溶液をアミン安定剤と接触させて、安定化された有機酸無水物溶液を作製するステップと、
安定化された有機酸無水物溶液に窒素安定剤構成成分を添加して、所望の安定化製剤を得るステップと、を含む、方法。
33.第1及び第2の非プロトン性溶媒が、DMSOである、実施形態32に記載の方法。
34.混合ステップが、約70℃~約100℃の範囲の温度で行われる、実施形態32に記載の方法。
35.有機酸無水物構成成分の存在量が、有機酸無水物構成成分予備混合溶液の総重量に基づいて、約5%~約25%w/wの範囲である、実施形態32~34のいずれか1つに記載の方法。
36.有機酸無水物構成成分予備混合溶液のアリコートの量が、有機酸無水物構成成分予備混合溶液の総重量に基づいて、約25%~約50%w/wの範囲である、実施形態32~35のいずれか1つに記載の方法。
37.アミン安定剤の量が、安定化製剤の総重量に基づいて、約1~約20%w/wの範囲である、実施形態32~36のいずれか1つに記載の方法。
38.窒素安定剤構成成分が、ウレアーゼ阻害剤及び硝化抑制剤を含む、実施形態32~37のいずれか1つに記載の方法。
39.窒素安定剤構成成分を添加するステップが、ウレアーゼ阻害剤及び硝化抑制剤を順次添加することを含む、実施形態38に記載の方法。
40.硝化抑制剤が、ウレアーゼ阻害剤の前に添加される、実施形態39に記載の方法。
41.添加ステップが、硝化抑制剤を添加した後、かつウレアーゼ阻害剤を添加する前に、安定化された有機酸無水物溶液を冷却することを更に含む、実施形態40に記載の方法。
実施例1:事前混合ポリマー溶液の調製
80%w/wのジメチルスルホキシド(DMSO)(175°F(79℃)に加熱)及び20%w/wの有機酸無水物ポリマー1を含有する予備混合ポリマー溶液を調製した。最初に、ステンレス鋼混合容器中でDMSOを175°F(79℃)に加熱した。全てのポリマーが完全に溶解するまで事前混合溶液を混合し、透明な溶液が観察された。
この事前混合ポリマー溶液は、作製されるポリマー%の式に応じて、追加のDMSO溶媒で任意選択で希釈することができる。
実施例2:5-20-5(ポリマー1-DCD-NBPT)調製物の調製
実施例1における25.0%w/wの事前混合ポリマー溶液をステンレス鋼加熱反応器に移し、タンクを175°F(79℃)に加熱した。加熱中、追加の45%w/w超のDMSOを溶液に添加した。次いで、5%w/wのモノエタノールアミン(MEA)を添加した。添加後、より濃い黄色の溶液への色の変化が検出された。反応混合物を更に30分間混合した。
20%w/wのDCDを加熱した混合タンクにゆっくりと添加した。反応混合物を60分間混合し続け、DCDが完全に溶解したことを確かめるために試料を分析した。DCDが溶解したら、溶液を100°Fに冷却した。
最後に、5%w/wのNBPTを100°F(38℃)以下の溶液に添加した。混ぜると生成物が緑色になった。透明な黄色の半粘性材料として、最終生成物が得られるまで混合を続けた。
上記手順に従って、表1~3に示す製剤を調製した。

*ポリマー、DCD、及びNBPTの相対量は、ポリマーの%-DCDの%-NBPTの%として記載される。
**合格は、全ての構成成分が完全に可溶性であり、溶液が透明である製剤を示す。不合格は、全ての構成成分が完全に溶解しておらず、溶液が濁っているか又は沈殿物が観察される製剤を表す。
実施例3:事前混合ポリマー溶液を用いない5-20-5(ポリマー1-DCD-NBPT)調製物の調製
ステンレス鋼反応器中で、65%w/wのDMSOを175°F(79℃)に加熱した。5%w/wの乾燥ポリマーを溶液中にゆっくりと移した。添加の完了後、全てのポリマーが完全に溶解し、溶液がわら色の透明な外観になるまで、反応混合物を混合した。5%w/wのモノエタノールアミンを添加し、得られた溶液はより暗い黄色に変わる。反応混合物を更に30分間撹拌し続ける。
20%w/wのDCDを加熱した混合タンクにゆっくりと添加した。添加完了後、反応混合物を60分間混合し、試料を取り出し、全てのDCDが完全に溶解したことを確かめるために試験した。DCDが溶解したら、溶液を100°F(38℃)にゆっくりと冷却した。
100°F(38℃)以下である冷却溶液に、5%w/wのNBPTを添加した。混合すると生成物は緑色に変わり、最終的に黄色の最終生成物が生成されるまで混合を続けた。
実施例4:調製物5-5-15の圃場研究
更に、調製物5-5-15を使用して圃場研究を行った。この圃場研究の結果を図1に示し、トウモロコシ畑を、尿素なし、尿素含有肥料、及び本明細書に開示される製剤(製剤の総重量に基づいて、15%w/wのNBPT、5%w/wのDCD、及び5%w/wの有機酸無水物ポリマー6を有する)とともに尿素含有肥料で処理した。15-5-5製剤の施用量は、尿素1トン当たり2Lの製剤であった。図1は、尿素含有肥料及び製剤5-5-15で処理したトウモロコシが、最も多くのトウモロコシ穀粒を有する最良のトウモロコシの穂を生成したことを示す。
実施例5:圃場研究
天水による(すなわち、灌漑なしの)トウモロコシとして栽培された無耕作システム下の領域での圃場研究を行った。栽培されたトウモロコシは、100mL/haのStandak Top及び77,000植物/haの植物密度を有するトウモロコシハイブリッドAG 8088 VT PRO(高収量)であった。以下の3つの製剤を3つの異なる量(1、2、及び3L/m)で畑に適用した。
3成分製剤(10-10-10;ポリマーの%-DCDの%-NBPTの%)
3成分V製剤(5-5-15;ポリマーの%-DCDの%-NBPTの%)
3成分N製剤(5-20-5;ポリマーの%-DCDの%-NBPTの%)
対照として、植物は、窒素肥料でのみ(例えば、30%~45%Nを用いたUAN)で処理するか、又は未処理のままとした。
10.8トン/haのトウモロコシに対して75N/buの用量に相当する135kg/haのNを用いて、窒素肥料を施用した。更に、典型的な除草剤、殺真菌剤、及び殺虫剤プログラムを用いて、研究期間全体を通じて雑草、疾患、又は昆虫による全ての研究の変動を取り除いた。
V2-V3及び開花時の硝酸還元酵素の活性(最初に完全に発達した葉、1区画当たり3つの植物)を測定した。更に、範囲の施用後30日まで、N-NO及びN-NHの決定のために土壌収集を行った。この方法論は、Cataldo et al(1975)及びKemper;Zewers(1986)によって適応された。土壌肥沃化センター(CEFERT)。成長分析を、30日毎に、乾燥した植物質量で行った。収穫は生理的成熟状態で行った。各区画の3つの中央線の植物を、各端の1.0メートルを除いて収穫した。列を測定し、1列当たりの収穫された植物及び穂の数をカウントした。収穫後、手作業による脱穀を行い、100穀粒の質量及び作物の収量を決定した。収穫結果をkg/ha及びbu/エーカーについて推定した。
以下の結果を得た。

1L/mの量で施用されたUAN肥料(30%~45%N)と組み合わせた3成分;2L/mの量で施用されたUAN肥料(30%~45%N)と組み合わせた3成分;3L/mの量で施用されたUAN肥料(30%N)と組み合わせた3成分;1L/mの量で施用されたUAN肥料(30%~45%N)と組み合わせた3成分V;2L/mの量で施用されたUAN肥料(30%~45%N)と組み合わせた3成分V;3L/mの量で施用されたUAN肥料(30%~45%N)と組み合わせた3成分V;1L/mの量で施用されたUAN肥料(30%~45%N)と組み合わせた3成分N;2L/mの量で施用されたUAN肥料(30%~45%N)と組み合わせた3成分N;3L/mの量で施用されたUAN肥料(30%~45%N)と組み合わせた3成分N;Anava:f,0.05;CV%:17.92%;Scott knott<0.1;トウモロコシ植物である葉の乾燥質量の生成;トウモロコシ植物であるトウモロコシ植物茎の乾燥質量の生成;3;トウモロコシ植物の総乾燥質量の生成;30日以内の第1及び第2の収集の土壌中のNO値;30日以内の第1及び第2の収集の土壌中のNH値;葉における酵素硝酸還元酵素の活性;葉の窒素含有量。
収穫結果を図2に更に示し、図2は、未処理の植物と比較して、作物収量が少なくとも50%増加し、UANで処理した植物と比較して、作物収量が少なくとも5%増加したことを示す。更に、図3は、尿素(135kg/haのN)で処理されたトウモロコシ植物から得られたトウモロコシの穂が、未処理の穂と比較して、より多くのトウモロコシ穀粒を示したことを示す。図4は、窒素肥料と組み合わせて開示された製剤で処理されたトウモロコシの穂が、未処理のままとしたトウモロコシの穂と比較して、トウモロコシの穂に存在するトウモロコシの列の量の増加を示したことを示す。これは、全ての3つの処理のトウモロコシ穂軸を比較した図5、並びに、窒素肥料と組み合わせた本明細書に開示される製剤で処理されたトウモロコシの穂と未処理のものとを比較した図6に更に例示されている。
実施例6:米国の様々な場所のトウモロコシ地帯での圃場研究。
様々な土壌及び気候条件下でのトウモロコシの成長及び収穫に関して、本明細書に開示される製剤を窒素肥料と組み合わせて評価するために、一般に米国のトウモロコシ地帯と称される様々な米国の場所で圃場研究を行った。
*5-25-0(ポリマー7の%-DCDの%-NMPTの%)[確認下さい]
これらの場所の多くは、対照よりも収量の増加を示した(すなわち、植物を窒素肥料のみで処理した)。
更に、様々な米国の場所のトウモロコシ地帯の各畑に施用された窒素肥料の量は、各場所における大学推奨値よりも有意に少なかったことは注目すべきであった(表8参照)。理論に束縛されるものではないが、開示される製剤中のDCD(硝化抑制剤)及びNBPT(ウレアーゼ阻害剤)の組み合わせにより、窒素肥料中に存在する尿素の変換が最小限に抑えられ、したがって、その後、亜硝酸塩/硝酸塩の浸出及び/又はアンモニアの揮発が最小限に抑えられると考えられる。更に、製剤中のポリマーの存在は、植物への栄養素の利用可能性を促進する。したがって、本明細書に開示される製剤とともに用いられる窒素肥料の量は、推奨量より少なくとも60%少ない。

Claims (17)

  1. 窒素安定化組成物及びビヒクルを含み、
    前記窒素安定化組成物は、
    窒素安定剤構成成分であって、前記窒素安定剤構成成分が、ウレアーゼ阻害剤及び/又は硝化抑制剤である、窒素安定剤構成成分、及び
    有機酸無水物構成成分であって、前記有機酸無水物構成成分が、有機酸無水物ポリマーであり、前記有機酸無水物ポリマーが、B型繰り返し単位のうちの1つ及びC型繰り返し単位のうちの1つを含む、少なくとも2つの異なる繰り返し単位を含有するコポリマーであり、前記B型繰り返し単位が、無水マレイン酸の(非)置換モノマー、無水イタコン酸の(非)置換モノマー、又はそれらの組み合わせに由来し、前記C型繰り返し単位が、置換アルケン、非置換アルケン、又はそれらの組み合わせに由来する、有機酸無水物構成成分と、を含み、
    前記ビヒクルは、
    プロトン性溶媒、及び
    ミン安定剤を含む
    安定化製剤。
  2. 前記窒素安定剤構成成分が、N-(n-ブチル)チオリン酸トリアミド(NBPT)及び/又はジシアンアミド(DCD)である、請求項1に記載の安定化製剤。
  3. 前記B型繰り返し単位が、無水マレイン酸の置換モノマー、無水マレイン酸の非置換モノマー、又はそれらの組み合わせに由来する、請求項に記載の安定化製剤。
  4. 前記有機酸無水物ポリマーの前記繰り返し単位のうちの少なくとも0モル%が、B型繰り返し単位である、請求項に記載の安定化製剤。
  5. 前記アルケンが、エチレン、プロピレン、ブチレン、イソブチレン、スチレン、メチルビニルエーテル、及びそれらの組み合わせから選択される、請求項に記載の安定化製剤。
  6. 前記有機酸無水物ポリマーが、以下の式による構造を有し、

    式中、R、R、R、及びRが、独立して、-H、OR、アルキル、又は-アリールら選択され、Rが、置換又は非置換C-Cアルキル基、あり、
    nは、2より大きい整数である、請求項に記載の安定化製剤。
  7. 前記非プロトン性溶媒が、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、酢酸エチル、アセトン、アセトニトリル、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホン、スルホラン、1,3-ジメチル-2-イミダゾイジノン、1,3-ジメチル-3,4,5,6-テトラヒドロ-2(1H)-ピリミドン、酢酸メチル、乳酸エチル、N-メチルピロリドン、テトラヒドロフラン、及びプロピレンカーボネートから選択される、請求項1に記載の安定化製剤。
  8. 前記アミン安定剤が、1,2-ジアミノシクロヘキサン(DCH)、ビス(ヘキサメチレン)トリアミン(BHT)、モノエタノールアミン、エチルアミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、イソプロピルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルアミノエタノール、アミノプロパノール、メチルアミノプロパノール、ジメチルアミノプロパノール、アミノブタノール、ジメチルアミノブタノール、アミノブタンジオール、トリヒドロキシメチルアミノエタン、ジエチルアミノプロパンジオール、1-アミノ-シクロペンタンメタノール、及びアミノベンジルアルコールから選択される、請求項1に記載の安定化製剤。
  9. 前記窒素安定化組成物が、前記安定化製剤の総重量に基づいて、%~0%w/wの量で存在し、前記非プロトン性溶媒が、前記安定化製剤の総重量に基づいて、0%~5%w/wの量で存在し、前記アミン安定剤が、前記安定化製剤の総重量に基づいて、%~%w/wの量で存在する、請求項1に記載の安定化製剤。
  10. 前記窒素安定剤構成成分が、前記安定化製剤の総重量に基づいて、%~0%w/wの量で存在する、請求項に記載の安定化製剤。
  11. 前記窒素安定剤構成成分が、前記安定化製剤の総重量に基づいて、%~5%w/wの量で存在するウレアーゼ阻害剤と、前記安定化製剤の総重量に基づいて、%~0%w/wの量で存在する硝化抑制剤と、を含む、請求項1に記載の安定化製剤。
  12. 前記窒素安定剤構成成分が、%~5%w/wの量で存在するウレアーゼ阻害剤と、%~0%w/wの量で存在する硝化抑制剤と、0%~5%の量で存在する非プロトン性溶媒と、%~%w/wの量で存在するアミン安定剤と、を含み、全ての重量が、前記安定化製剤の総重量に基づく、請求項1に記載の安定化製剤。
  13. 前記ウレアーゼ阻害剤が、DCDであり、前記硝化抑制剤が、NBPTであり、前記非プロトン性溶媒が、DMSOであり、前記アミン安定剤が、モノエタノールアミンである、請求項11に記載の安定化製剤。
  14. 請求項1に記載の安定化製剤及び肥料を含む、農業用組成物。
  15. 前記肥料が、尿素含有肥料である、請求項14に記載の農業用組成物。
  16. 前記安定化製剤が、水性分散液の形態で前記肥料の表面に適用されている、請求項15に記載の農業用組成物。
  17. 土壌由来ウレアーゼ酵素を阻害する方法であって、請求項1に記載の安定化製剤を土壌に施用するステップを含み、前記製剤が、前記土壌由来ウレアーゼ酵素の作用による尿素の分解を阻害するのに十分な量で存在している、方法。
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