液態(tài)雙氰胺和/或烷基硫代磷酸三胺組合物及其在農業(yè)應用中的用圖
【專利說明】液態(tài)雙氰胺和/或烷基硫代磷酸三胺組合物及其在農業(yè)應 用中的用途 相關申請的交叉引用
[0001] 本申請要求于2012年12月20日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/739, 869的權 益，通過引用以其全文結合于此，并且要求于2013年6月13日提交的美國臨時專利申請?zhí)?61/834, 544的權益，通過引用以其全文結合于此。 發(fā)明領域
[0002] 本發(fā)明涉及包含雙氰胺和/或烷基硫代磷酸三胺的液體組合物、用于將雙氰胺結 合到農業(yè)肥料組合物中的方法、包含雙氰胺和/或烷基硫代磷酸三胺的農業(yè)肥料組合物、 以及此類組合物的用途。 發(fā)明背景
[0003] 在農用化學品工業(yè)中，農民通過施加到土壤或者施加到植物葉片來使用不同的肥 料以將常量營養(yǎng)元素供給植物。氮、磷、鉀、鈣、鎂以及硫是農民必須手動提供給植物和土壤 的常量營養(yǎng)元素。在許多農作物中，所提供的氮的量對于農作物的總體品質和生長是至關 重要的。氮典型地以含氮的形式提供，即含氮前體、肥料化合物，比如尿素、硝酸銨或磷酸銨 肥料化合物。然而，由于這些鹽的高水溶性，所提供的氮值可能由于徑流和氮肥化合物的浸 濾而損失。一旦施用，氮肥化合物典型地例如通過存在于土壤中的微生物被降解為氮種類， 如NH4+、NO2、NO3以及氨氣，這些可能甚至比肥料化合物自身更容易通過蒸發(fā)、徑流以及浸 濾而損失。如果肥料化合物的降解以快于植物利用含氮降解產物的速率發(fā)生，那么降解產 物中的氮值則面臨著增加的損失風險。
[0004] 硝化抑制劑和/或脲酶抑制劑在延遲肥料化合物的降解方面存在潛在應用，并且 因此降低否則在不存在抑制劑情況下將會發(fā)生的含氮降解產物的損失。硝化抑制劑和/或 脲酶抑制劑與氮肥化合物的結合使用，傾向于增加氮源停留在土壤中的時間量并且可用于 由植物吸收，這傾向于增加肥料的效力并且對農作物產量和品質產生積極影響。
[0005] 最終用途水性肥料溶液典型地通過在現(xiàn)場用水稀釋可商購的濃縮肥料組合物來 制備。通常使用的濃縮肥料組合物包括濃縮硝酸銨組合物，像例如UAN 18、UAN 28、UAN 30 和 UAN 32〇
[0006] 在此類最終用途水性肥料組合物中，雙氰胺作為硝化抑制劑是潛在有用的，但是 雙氰胺具有在水中非常低的溶解度（約41克每升（"g/Ι"））因此它難于結合到該最終用 途水性肥料組合物中，特別是是在現(xiàn)場條件下。 發(fā)明概述
[0007] 可以和肥料一起使用脲酶抑制劑（即結合為含尿素的肥料，例如尿素和尿素硝酸 銨（UAN))，以減緩銨到氨氣的轉化并且因此減緩氨到蒸發(fā)的損失，因此使得銨在土壤中在 更長時間段內可用于植物?？梢院头柿弦黄鹗褂孟趸种苿唇Y合為含尿素的肥料，例 如尿素和尿素硝酸銨（UAN))，以減緩銨轉化為硝酸鹽的過程以及隨后減緩硝酸鹽到浸濾的 損失，因此使得銨在土壤中在更長時間段內可用于植物。銨是可以被植物利用的氮的主要 形式之一。增加對植物可用的氮的時間量，增加了肥料的有效性，這對于農作物產量和品質 廣生了積極影響。
[0008] 在一個實施例中，肥料是通常的提供營養(yǎng)物質的水溶性無機肥料，如基于磷、基于 氮、基于鉀或基于硫的肥料。此類肥料的實例包括：對于氮作為營養(yǎng)物質的：硝酸鹽和或銨 鹽，如硝酸銨，包括與尿素結合的，例如作為Uram型材料，硝酸鈣銨、硝硫酸銨、磷酸銨、特 別是磷酸二氫銨、磷酸氫二銨和多磷酸銨、硫酸銨以及較不常用的硝酸鈣、硝酸鈉、硝酸鉀 和氯化銨。應理解，肥料組合物可包含在此描述的肥料的一種或一個組合。
[0009] 然而，一種典型的脲酶抑制劑，NBPT (N-正丁基硫代磷酸三胺），在其應用中面臨 缺陷，因為NBPT極其難以處理。NBPT是一種粘性的、蠟狀的、熱的并且對水敏感的材料，不 能以其固體形態(tài)使用它，由于在低濃度下使用它使得很難在尿素球粒（即大顆粒）上并且 在土壤中均勻分配。為了使NBPT均勻分配在尿素上，應在噴涂NBPT到尿素上之前將NBPT 分散在載體中。因此，使用含有NBPT的溶劑體系是希望的，因為在其液體形態(tài)中，該溶劑體 系能夠將NBPT分配到顆粒尿素中（如尿素球粒）并且分配到含有尿素的液體肥料中。通 過將NBPT引入到一個溶劑體系中的含有尿素的液體肥料（例如尿素-硝酸銨溶液或UAN) 中，NBPT能夠在該液體肥料中更好地分散。
[0010] 在水性農業(yè)應用中雙氰胺作為硝化抑制劑是有用的，例如最終用途肥料組合物， 但與脲酶抑制劑相似，面臨相似的缺陷。如雙氰胺的硝化抑制劑，通常具有在水中非常低的 溶解度（約41克每升（"g/Ι"））因此它難于結合到該最終用途水性肥料組合物中，特別 是在現(xiàn)場條件下。作為硝化抑制劑，如雙氰胺，具有總體上較低的溶解度，在水中以低濃度 使用它們使得很難在含尿素的球粒（即大顆粒）上并且在土壤中均勻分配。為了使雙氰胺 均勻分配在含尿素的球粒或顆粒上，應在噴涂雙氰胺到尿素上之前將雙氰胺分散在溶劑載 體中。因此，使用含有雙氰胺（在此還被稱為"DCD"）的溶劑體系是希望的，因為在其液體 形態(tài)中，該溶劑體系能夠將雙氰胺分配到尿素顆?；蚯蛄；蛘吡硗獾暮蛩氐念w粒或球粒 上，并且分配到含有尿素或尿素硝酸銨的液體肥料中。通過將雙氰胺引入到一個溶劑體系 中的含有尿素的液體肥料（例如尿素-硝酸銨溶液或UAN)中，雙氰胺能夠在該液體肥料中 更好地分散。
[0011] 在一個實施例中，濃縮肥料組合物包括濃縮硝酸銨組合物，像例如UAN 18、UAN 28、UAN 30 和 UAN 32。
[0012] 因此，希望獲得一種含有烷基硫代磷酸三胺的溶劑體系，并且具體地是（N-正丁 基硫代磷酸三胺），該溶劑體系具有良好的毒物學和/或生態(tài)學特征以及就低揮發(fā)性、可生 物降解性或容易生物降解性（即易于生物降解的）、低毒性或低危害程度而言希望的特征。 希望獲得一種含有雙氰胺的溶劑體系，該溶劑體系具有良好的毒物學和/或生態(tài)學特性以 及就低揮發(fā)性、生物可降解性或容易生物降解性（即易于生物降解的）、低毒性或低危害程 度而言希望的特征。還希望獲得一種含有雙氰胺和烷基硫代磷酸三胺（具體地是（N-正丁 基硫代磷酸三胺））組合的溶劑體系，該溶劑體系具有良好的毒物學和/或生態(tài)學特征以及 就低揮發(fā)性、生物可降解性或容易生物降解性（即易于生物降解的）、低毒性或低危害程度 而言希望的特征。
[0013] 在此描述的本發(fā)明將從以下詳細描述和實例變得明顯，一方面包含一種在農業(yè)應 用中使用的、包含雙氰胺或烷基硫代磷酸三胺中的至少一種的組合物，該組合物溶解于一 種包含有機溶劑的液體介質中，該有機溶劑選自極性非質子溶劑、胺溶劑、雜環(huán)醇溶劑以及 它們的混合物。
[0014] 在另一方面，在此所描述的是制造一種固體或濃縮液體肥料組合物的方法，該方 法包括使用抑制劑組合物處理一種或多種氮肥化合物，該抑制劑包含雙氰胺或烷基硫代磷 酸三胺中的至少一種。在一個實施例中，該抑制劑組合物溶解于包含有機溶劑的液體介質 中，該有機溶劑選自極性非質子溶劑、胺溶劑、雜環(huán)醇溶劑以及它們的混合物。術語處理，在 一個實施例中，包括與一種或多種氮肥化合物一起噴灑施加該抑制劑組合物。術語處理，在 一個實施例中，包括與一種或多種氮肥化合物一起噴灑接觸該抑制劑組合物。
[0015] 在還另一個方面，在此所描述的是，基于該組合物的重量，包含以下各項的濃縮液 體肥料組合物：（a)按組合物的重量計最高達約99%的一種或多種氮肥組合物，（b)雙氰胺 或烷基硫代磷酸三胺中的至少一種，（c)選自極性非質子溶劑、胺溶劑、雜環(huán)醇溶劑以及它 們的混合物的有機溶劑，以及（d)水。
[0016] 在還另一個方面，在此所描述的是包含以下各項的固體或基本上為固體的肥料組 合物：(a) -種或多種含氮肥料化合物的固體顆粒，以及（b)包含雙氰胺或烷基硫代磷酸三 胺中的至少一種的、負載于該固體顆粒的至少一部分上的抑制劑組合物。
[0017] 在另一方面，在此所描述的是制造最終用途水性肥料組合物的方法，該方法包括 將以下各項：(a) -種或多種氮肥化合物，以及（b)包含雙氰胺或烷基硫代磷酸三胺中的至 少一種的抑制劑組合物，該抑制劑組合物溶解于包含有機溶劑的液體介質中，該有機溶劑 選自極性非質子溶劑、胺溶劑、雜環(huán)醇溶劑、以及它們的混合物，在水性介質中結合。
[0018] 在另一方面，在此所描述的是，基于該組合物的重量，包含以下各項的最終用途水 性肥料組合物：（a)基于該組合物的重量，最高達約99%的一種或多種氮肥組合物，（b)雙 氰胺或烷基硫代磷酸三胺中的至少一種，（c)選自極性非質子溶劑、胺溶劑、雜環(huán)醇溶劑以 及它們的混合物的有機溶劑，以及（d)任選地，水。
[0019] 在另一方面，在此所描述的是用于給目標植物施肥的方法，該方法包括將包含以 下各項的最終用途水性肥料組合物：(a) -種或多種氮肥化合物，（b)雙氰胺或烷基硫代磷 酸三胺中的至少一種，（c) 一種有機溶劑，該有機溶劑選自：二甲亞砜、二甲基甲酰胺、丁二 酸的二甲酯、乙基丁二酸的二甲酯、戊二酸的二甲酯、甲基戊二酸的二甲酯、以及己二酸的 二甲酯、二亞乙基三胺、或單乙醇胺、甲基-5-(二甲氨基）-2_甲基-氧代戊酸酯、二甲基氨 基乙醇、三乙醇胺、根據(jù)結構（III)的雜環(huán)醇：
[0020] 以及它們的混合物，以及任選地（d)水，施用到這些目標植物或施用到這些目標 植物的環(huán)境。應理解，術語雜環(huán)醇包括二氧戊環(huán)化合物。
[0021] 在一個實施例中，該烷基硫代磷酸三胺是N-正丁基硫代磷酸三胺。在另一個實施 例中，該液體基質還包含選自由以下各項組成的組的溶劑：(a)至少一種具有式（III)的二 氧戊環(huán)化合物：
[0022] 其中&和R7單獨地包含氫、烷基、鏈烯基或苯基，其中η是從1至10的整數(shù)；b) 至少一種二元酯；c)至少一種具有式（IIa)的化合物： R3OOC-A-CONR4R5(IIa)，
[0023] 其中R3包含C「C36烷基；其中R 4和R5單獨地包含C「C36烷基，其中R 4和R5可任 選地一起形成環(huán)；并且其中A為直鏈的或支鏈的二價(：2-(：6烷基；d)至少一種烷基二甲基酰 胺；e)至少一種乳酸烷基