Metileno diurea (MDU) es un componente de los fertilizantes de liberación controlada más populares.Un fertilizante de liberación controlada (FLC) es un fertilizante granulado que libera nutrientes gradualmente en el suelo (es decir, con un periodo de liberación controlado). También se conoce como fertilizante de disponibilidad controlada, fertilizante de liberación retardada, fertilizante de liberación dosificada o fertilizante de acción lenta. Generalmente, los FLC se refieren a fertilizantes nitrogenados. Los fertilizantes de liberación lenta y controlada representan solo el 0,15 % (562 000 toneladas) del mercado (1995).
Historia
Las tecnologías de liberación controlada de nitrógeno basadas en polímeros derivados de la combinación de urea y formaldehído se produjeron por primera vez en 1936 y se comercializaron en 1955. El producto inicial contenía el 60 % del nitrógeno total insoluble en agua fría, y el nitrógeno ureico sin reaccionar (de liberación rápida) era inferior al 15 %. Las metilenureas, como la metilendiurea, se comercializaron en las décadas de 1960 y 1970, con un 25 % y un 60 % del nitrógeno insoluble en agua fría, y un nitrógeno ureico sin reaccionar de entre el 15 % y el 30 %.En la década de 1960, en EE. UU., el Centro Nacional de Desarrollo de Fertilizantes de la Autoridad del Valle de Tennessee comenzó a desarrollar urea recubierta de azufre. El azufre se utilizó como principal material de recubrimiento debido a su bajo costo y su valor como nutriente secundario. Generalmente, se añade cera o polímero para perfeccionar la encapsulación. Las propiedades de liberación lenta dependen de la degradación del sellador secundario por los microbios del suelo, así como de imperfecciones mecánicas (grietas, etc.) en la cápsula. En aplicaciones para césped, la liberación retardada es típica de 6 a 16 semanas. Cuando se utiliza un polímero duro como recubrimiento secundario, las propiedades son una combinación entre las partículas de difusión controlada y las del recubrimiento tradicional con azufre.
Ventajas
Muchos factores motivan el uso de fertilizantes CRF, incluyendo un uso más eficiente del fertilizante. Para ilustrar el problema, se estima que, en promedio, el 16% de los fertilizantes nitrogenados convencionales se pierde por evaporación (como NH3, N2O o N2O) o por escorrentía de amoníaco. Otro factor que favorece el uso de CRT es la protección de los cultivos contra daños químicos (quemaduras por fertilizantes). Además de proporcionar nutrientes a las plantas, el exceso de fertilizantes puede ser tóxico para ellas. Finalmente, importantes ventajas son económicas: menos aplicaciones y un menor uso de fertilizante en general. En la mayoría de los casos, los resultados (rendimiento) mejoran en un 10%.
Environmental considerations
Los CRF tienen el potencial de reducir la contaminación nitrogenada, que provoca eutrofización. El uso eficiente de fertilizantes nitrogenados también influye en la emisión de N 2O a la atmósfera cada año, de la cual el 36 % se debe a la actividad humana. El N 2O antropogénico es producido por microorganismos que actúan sobre el amoníaco a una velocidad mayor a la que la planta puede absorber este nutriente.
Aplicación
El fertilizante se administra mediante abono superficial o mezclándolo con la tierra antes de la siembra. El recubrimiento polimérico de los ingredientes del fertilizante proporciona a las tabletas y espigas una "liberación gradual" o "liberación escalonada de nutrientes" (SNR) de los nutrientes del fertilizante. El NBPT actúa como inhibidor de la enzima ureasa. Se añaden inhibidores de la ureasa, en concentraciones del 0,05 % en peso, a los fertilizantes a base de urea para controlar su conversión a amoníaco.
Mecanismos de liberación
Crotonylidene diurea también se utiliza como FCI. Isobutylidenediurea (IBDU) is yet another CRF.La velocidad de liberación está determinada por varios factores principales: (i) la baja solubilidad de los compuestos en la humedad del suelo, (ii) la descomposición de la capa protectora aplicada a los gránulos de fertilizante, y (iii) la conversión de las sustancias químicas en amoníaco o un nutriente vegetal de eficacia similar.Los fertilizantes convencionales son solubles en agua y sus nutrientes se dispersan. Dado que los fertilizantes de liberación controlada no son solubles en agua, sus nutrientes se dispersan en el suelo más lentamente. Los gránulos de fertilizante pueden tener un sustrato insoluble o una cubierta semipermeable que evita la disolución y permite el flujo de nutrientes.
Definiciones
La Asociación Estadounidense de Funcionarios para el Control de Alimentos Vegetales (AAPFCO) ha publicado las siguientes definiciones generales (Publicación Oficial 57):
Abono de liberación lenta o controlada: Un fertilizante que contiene un nutriente vegetal en una forma que retrasa su disponibilidad para la absorción de plantas y el uso después de la aplicación, o que extiende su disponibilidad a la planta considerablemente más tiempo que una referencia "fertilizante nutriente disponible rapéuticamente" como nitrato de amonio o urea, fosfato de amonio o cloruro de potasio. Tal demora en la disponibilidad inicial o tiempo prolongado de disponibilidad continuada puede ocurrir por diversos mecanismos. Estos incluyen la solubilidad controlada del material por recubrimientos semipermeables, oclusión, materiales de proteína u otras formas químicas, por hidrólisis lenta de compuestos de bajo peso molecular solubles en agua, o por otros medios desconocidos.
Fertilizante de nitrógeno estabilizado: Un fertilizante al que se ha añadido un estabilizador de nitrógeno. Un estabilizador de nitrógeno es una sustancia agregada a un fertilizante que extiende el tiempo que el componente de nitrógeno del fertilizante permanece en el suelo en la forma urea-N o amoníaco-N.
Inhibidor de nitrificación: Una sustancia que inhibe la oxidación biológica de amoníaco-N a nitrato-N.
Inhibidor de la urease: Una sustancia que inhibe la acción hidrolítica en la urea por la enzima urease.
Ejemplos
La mayoría de los fertilizantes de liberación lenta son derivados de la urea, un fertilizante simple que aporta nitrógeno. La isobutilidendiurea (IBDU) y la urea-formaldehído se convierten lentamente en urea en el suelo, la cual es rápidamente absorbida por las plantas. El IBDU es un compuesto único con la fórmula (CH3)2CHCH(NHC(O)NH2)2, mientras que la urea-formaldehído consiste en mezclas con la fórmula aproximada (HOCH2NHC(O)NH)nCH2.
Los fertilizantes de liberación controlada son fertilizantes tradicionales encapsulados en una cubierta que se degrada a una velocidad específica. El azufre es un material de encapsulación típico. Otros productos recubiertos utilizan termoplásticos (y, en ocasiones, etileno-acetato de vinilo y surfactantes, etc.) para producir una liberación controlada por difusión de urea u otros fertilizantes. El "recubrimiento de capa reactiva" permite producir recubrimientos de membrana más delgados y, por lo tanto, más económicos, mediante la aplicación simultánea de monómeros reactivos a las partículas solubles. El "Multicote" es un proceso que aplica capas de sales de ácidos grasos de bajo costo con una capa superior de parafina. Recientemente, los polímeros biodegradables como recubrimientos para fertilizantes de liberación lenta/controlada han despertado interés por su potencial para aumentar la eficiencia de utilización de fertilizantes/pesticidas y reducir los efectos ambientales negativos.
Véase también
Bola de semilla
Urea ocupada
Referencias
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Más lectura
Du, Chang-wen; Zhou, Jian-ming; Shaviv, Avi (2006). "Release Características de los Nutrientes de Fertilizantes de liberación controlados por polímeros". Journal of Polymers and the Environment. 14 3): 223 –230. doi:10.1007/s10924-006-0025-4. S2CID 97049596.
