メチレンジウレア（MDU）は、最も一般的な緩効性肥料 の成分です。[ 1 ] 制御放出肥料 （CRF ）は、土壌中に 栄養素 を徐々に放出する（つまり、放出期間が制御されている） 粒状 肥料 です。[ 2 ]
歴史 尿素とホルムアルデヒド を組み合わせたポリマーに基づく制御窒素放出技術は、1936年に初めて製造され、1955年に商品化されました。 [ 3 ] 尿素 、例えばメチレンジウレアは 、1960年代と1970年代に商品化され、窒素の25%と60%が冷水不溶性で、未反応の尿素窒素は15%から30%の範囲でした。
1960年代、米国ではテネシー渓谷開発公社 国立肥料開発センターが硫黄被覆尿素の開発を開始した。硫黄は低コストで二次栄養素としての価値があったため、主要な被覆材として使用された。[ 3 ]
利点 CRFの使用を促す要因は数多くあり、その中には肥料のより効率的な使用も含まれる。この問題を説明すると、従来の窒素系肥料の平均16%が蒸発（NH 3 、N 2 O、N 2 として）または流出アンモニアによって失われると推定されている。[ 4 ] [ 5 ] 肥料焼け ）から保護することである。肥料は植物に栄養を与えるだけでなく、過剰に与えると植物に有毒になる可能性がある。最後に、重要な利点は経済的なものである。施肥回数が減り、肥料全体の使用量が減る。結果（収量）はほとんどの場合10%以上向上する。
環境への配慮 CRFは、富栄養化 につながる窒素汚染を減少させる可能性を秘めている。窒素系肥料の効率的な使用は、窒素 の排出にも関係している。2 Oが 大気2 、植物がこの栄養素を吸収するよりも速くアンモニアに作用する微生物 によって生成されます。 [ 6 ]
放出のメカニズム クロトニリデンジ尿素 はCRFとしても使用される。イソブチリデンジ尿素 （IBDU）は、また別のCRFである。[ 8 ] 放出速度は、(i) 土壌水分に対する化合物の溶解度の低さ、(ii) 肥料ペレットに施された保護コーティングの分解、(iii) 化学物質がアンモニアまたは同様に有効な植物栄養素に変換されることなど、さまざまな主要因によって決定されます。[ 4 ]
従来の肥料は水溶性 であるため、養分が土壌中に拡散します。一方、緩効性肥料は水溶性ではないため、養分が土壌中にゆっくりと拡散します。肥料の顆粒には、不溶性の基質や半透膜の 被覆材が用いられており、溶解を防ぎながら養分が外部へ流出するようになっています。
定義 米国植物性食品管理官協会（AAPFCO）は、以下の一般的な定義を公表しています（公式出版物57）。
緩効性肥料または制御放出型肥料 ：施用後、植物による吸収・利用が遅れる形態、または硝酸アンモニウムや尿素、リン酸アンモニウム、塩化カリウムなどの「速効性肥料」と比較して、植物への利用可能期間が著しく長くなる形態で植物栄養素を含む肥料。このような初期利用可能期間の遅延または継続的な利用可能期間の延長は、さまざまなメカニズムによって実現される。これには、半透性コーティング、閉塞、タンパク質材料、その他の化学形態による材料の水溶性の制御、水溶性低分子量化合物の緩やかな加水分解、またはその他の未知の手段が含まれる。安定化窒素肥料 ：窒素安定剤が添加された肥料。窒素安定剤とは、肥料中の窒素成分が尿素態窒素またはアンモニウム態窒素の形で土壌中に留まる期間を延長するために肥料に添加される物質である。硝化 抑制剤ウレアーゼ 阻害剤
例 ほとんどの緩効性肥料は、窒素を供給する直接肥料である尿素の誘導体です。イソブチリデンジ尿素 （「IBDU」）と尿素ホルムアルデヒドは、土壌中でゆっくりと尿素に変換され、植物によって急速に吸収されます。IBDUは、式(CH 3 ) 2 CHCH(NHC(O)NH 2 ) 2 の単一化合物ですが、尿素ホルムアルデヒドは、近似式(HOCH 2 NHC(O)NH) n CH 2 の混合物で構成されています。
制御放出肥料は、特定の速度で分解するシェルでカプセル化された従来の肥料です。硫黄は典型的なカプセル化材料です。他のコーティング製品は、熱可塑性樹脂（場合によってはエチレン酢酸ビニルや界面活性剤など）を使用して、尿素 や他の肥料の拡散制御放出を実現します。「反応層コーティング」は、反応性モノマーを可溶性粒子に同時に塗布することで、より薄く、したがってより安価な膜コーティングを製造できます。「マルチコート」は、低コストの脂肪酸塩の層をパラフィンのトップコートで塗布するプロセスです。近年、緩効性/制御放出肥料のコーティングとして生分解性ポリマーが、肥料/農薬の利用効率を高め、環境への悪影響を軽減する可能性から注目を集めています。[ 9 ]
参考文献 ↑ ディットマール、ハインリヒ;ドラク、マンフレッド。ラルフ・ヴォスカンプ。トレンケル、マーティン E.ガッサー、ラインホルト。ステフェンス、ギュンター (2009)。 「肥料2.種類」。ウルマンの工業化学百科事典 土井 : 10.1002/14356007.n10_n01。ISBN 978-3-527-30673-2 。 ↑ グレゴリッチ、エドワード・G.、トゥルチェネク、LW、カーター、MR、アンジェ、デニス・A.編 (2001). 土壌および環境科学辞典 . CRC Press . p. 132. ISBN 978-0-8493-3115-2 . LCCN 2001025292 . 2011年 12月9日 取得 . 1 2 J. B. Sartain、フロリダ大学（2011）。 「芝生の栄養：緩効性窒素」 。 グラウンドメンテナンス 。 2019年10月29日の オリジナルからアーカイブ。 2020年12月29日 取得 。 1 2 3 Pan, Baobao; Lam, Shu Kee; Mosier, Arvin; Luo, Yiqi; Chen, Deli (2016). "合成肥料からのアンモニア揮発とその緩和戦略：グローバルな統合". Agriculture, Ecosystems & Environment . 232 : 283– 289. Bibcode : 2016AgEE..232..283P . doi : 10.1016/j.agee.2016.08.019 . ↑ Lam, Shu Kee; Wille, Uta; Hu, Hang-Wei; Caruso, Frank; Mumford, Kathryn; Liang, Xia; Pan, Baobao; Malcolm, Bill; Roessner, Ute; Suter, Helen; Stevens, Geoff; Walker, Charlie; Tang, Caixian; He, Ji-Zheng; Chen, Deli (2022). "次世代の高効率肥料による持続的な食料安全保障" . Nature Food . 3 (8): 575– 580. doi : 10.1038/s43016-022-00542-7 . PMID 37118587 . S2CID 251080988 . ↑ スロス、レスリー L. (1992). 窒素酸化物制御技術ファクトブック . ウィリアム・アンドリュー. p. 6. ISBN 978-0-8155-1294-3 。↑ Zaman, M.; Zaman, S.; Quin, BF; Kurepin, LV; Shaheen, S.; Nawaz, S.; Dawar, KM (2014). "窒素阻害剤、モリブデン、元素硫黄を用いた牧草の成長と尿素効率の改善" . Journal of Soil Science and Plant Nutrition . doi : 10.4067/S0718-95162014005000020 . ↑ C. ニチケ; G. シャー (2012)。 「尿素誘導体」。 ウルマンの工業化学百科事典 。ワインハイム: ワイリー-VCH。 土井 : 10.1002/14356007.o27_o04 。 ISBN 978-3-527-30673-2 。↑ Bi, Siwen; Barinelli, Vincenzo; Sobkowicz, Margaret J. (2020-02-02). "押出成形により製造された分解性制御放出肥料複合体：製造、特性評価、および放出メカニズム" . Polymers . 12 (2): 301. doi : 10.3390/polym12020301 . ISSN 2073-4360 . PMC 7077398 . PMID 32024294 .
さらに読む Du, Chang-wen; Zhou, Jian-ming; Shaviv, Avi (2006). "ポリマー被覆複合制御放出肥料からの栄養素の放出特性". Journal of Polymers and the Environment . 14 (3): 223– 230. Bibcode : 2006JPEnv..14..223D . doi : 10.1007/s10924-006-0025-4 . S2CID 97049596 . 
