6
103 Clapp et al.: Urea-Triazone N Characteristics and Uses TheScientificWorld (2001) 1(S2), 103–107 Research Article Optimizing Nitrogen Management in Food and Energy Production and Environmental Protection: Proceedings of the 2nd International Nitrogen Conference on Science and Policy TheScientificWorld (2001) 1(S2), 103–107 ISSN 1532-2246; DOI 10.1100/tsw.2001.356 E-mail: [email protected] © 2001 with author. logues are produced by reacting urea or substituted urea, an al- dehyde, and ammonia or primary amine under controlled condi- tions whereby all the aldehyde and ammonia or primary amine reacts Some unreacted urea remains in the solution The current commercial urea-triazone N fertilizer product, N-SURE, is pro- duced by reacting urea, formaldehyde, and ammonia Table 1 shows the characteristics of this product Urea-triazone solutions contain heterocyclic, organic N com- pounds The predominate species are tetrahydro-s-triazone and 5-methyleneuriedo-2-oxohexahydro-s-triazine (Fig 1) Urea-triazone N solution is defined by the Association of American Plant Food Control Officials (AAPFCO) as a stable solution resulting from controlled reaction in aqueous medium of urea, formaldehyde, and ammonia which contains at least 25% total N[1] The solution shall contain no more than 40%, nor less than 5%, of total N from unreacted urea and not less than 40% from triazone All other N shall be derived from water-soluble dissolved reaction products of the above reactants It is a source of slowly available N Urea-triazone N solutions have unique properties that are desirable for direct application to plant foliage Products con- taining triazone N remain on the plant tissue surface in a liquid phase much longer than conventional-based urea N products When foliar N is applied with all urea-based products, the solu- tion water evaporates very quickly, often within 30 min of appli- cation, leaving a crystalline residue on the tissue surface Foliar N absorption under these conditions is limited to a few minutes after application LABORATORY EVALUATION In order to determine the N-release pattern from urea-triazone solutions, a study was initiated at Kansas State University to de- termine the mineralization to ammonium and nitrate N Several urea-triazone formulations were evaluated in comparison to a 100% urea solution The materials were thoroughly mixed with a Munjor sandy loam at 100 mg N kg 1 of soil This soil had a pH of 80 and a water content of 0202 kg kg 1 of dry soil The N-release pattern was evaluated at three incubation temperatures, 12, 22, and 32ºC Urea-Triazone N Characteristics and Uses John G. Clapp Director, Technical Agricultural Products, Research and Development, Tessenderlo Kerley, Inc., 310 Clapp Farms Road, Greensboro, NC 27405 Urea-triazone nitrogen (N) is a stable solution re- sulting from a controlled reaction in aqueous medium of urea, formaldehyde, and ammonia which contains at least 25% total N. This N source contains no more than 40%, nor less than 5%, of total N from unreacted urea and not less that 40% from triazone. All other N shall be derived from water-soluble dissolved reaction products of the above reactants. It is a source of slowly available N. The rate of mineralization of urea-triazone is about 66% that of urea after 8 days when incor- porated in a Munjor sandy loam. Ammonia vola- tilization losses of N applied as urea-triazone were about 41% of those from urea on a Cecil sandy loam in the first week after application. N leach- ing losses through saturated Yolo loam columns of urea-triazone were about two thirds that of urea or nitrate N. This N source has proven to be a safer and more effective material for direct application on plant foliage. Tomato growth was enhanced with foliar application of urea-triazone relative to that obtained from ammonium nitrate or urea. The stability of this N source from potential losses via ammonia volatilization and nitrate leaching when soil applied is also documented by results from university trials. KEY WORDS: nitrogen fertilizer, urea-triazone, ammonia volatilization, nitrogen leaching, foliar nitrogen, turf DOMAINS: agronomy, soil systems, plant sciences, envi- ronmental sciences, environmental management and policy INTRODUCTION Urea-triazone liquid nitrogen (N) fertilizers were developed by the Triazone Corporation in the mid 1980s Triazone and its ana-

Urea-Triazone N Characteristics and Uses

  • Upload
    others

  • View
    7

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Urea-Triazone N Characteristics and Uses

103

Clapp et al.: Urea-Triazone N Characteristics and Uses TheScientificWorld (2001) 1(S2), 103–107

Research ArticleOptimizing Nitrogen Management in Food and Energy Productionand Environmental Protection: Proceedings of the 2nd InternationalNitrogen Conference on Science and PolicyTheScientificWorld (2001) 1(S2), 103–107ISSN 1532-2246; DOI 10.1100/tsw.2001.356

E-mail: [email protected]© 2001 with author.

����������������� ������������������ ������������������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������� ���������������������������� ��� ��������������������������������������

�������������������������������������������������������������������������������������������������������������!����������������"��#���#����������������$%���� &�

���������������������������������� ������'�������������'�������(�����%����)������*���������$''(%)*&��������� ����������������������������������������������+���������������������������������������������������������������������"!,�������- .�����������������������������������������/0,��������������!,������������������������������������������������/0,�������������'���������������� �����1���������������� ��������1�������������������������� �1������������2�����������������������1���� �����

��������������������������1�����+���������������������� ���������������������������������������(��������������������������������������������������������������������+������������� ������ ��������1��������� ������������������3���������������������������������� ���������������������������������1�������1���+���4�����������������50�����������������������1����������������������������������������������%������� �����������������������������������������������������������������������

LABORATORY EVALUATION

2����������������������������������������������������������������������������������������6���������������1�����������������������������������������������������������������1��������������������������������1�������� ������������ ���� 00,��������������������������������������������#���������7��8���������������� 00������4�����������������������������9��� :�0� ���� ������� �������� ��� 0�"0"� 4�� 4������� ��� �����������������������������1�������������������� ���������������� "��""������5";)�

Urea-Triazone N Characteristics and Uses

John G. ClappDirector, Technical Agricultural Products, Research and Development,Tessenderlo Kerley, Inc., 310 Clapp Farms Road, Greensboro, NC 27405

Urea-triazone nitrogen (N) is a stable solution re-sulting from a controlled reaction in aqueousmedium of urea, formaldehyde, and ammoniawhich contains at least 25% total N. This N sourcecontains no more than 40%, nor less than 5%, oftotal N from unreacted urea and not less that 40%from triazone. All other N shall be derived fromwater-soluble dissolved reaction products of theabove reactants. It is a source of slowly availableN. The rate of mineralization of urea-triazone isabout 66% that of urea after 8 days when incor-porated in a Munjor sandy loam. Ammonia vola-tilization losses of N applied as urea-triazone wereabout 41% of those from urea on a Cecil sandyloam in the first week after application. N leach-ing losses through saturated Yolo loam columnsof urea-triazone were about two thirds that of ureaor nitrate N. This N source has proven to be a saferand more effective material for direct applicationon plant foliage. Tomato growth was enhancedwith foliar application of urea-triazone relative tothat obtained from ammonium nitrate or urea. Thestability of this N source from potential losses viaammonia volatilization and nitrate leaching whensoil applied is also documented by results fromuniversity trials.

KEY WORDS: nitrogen fertilizer, urea-triazone, ammoniavolatilization, nitrogen leaching, foliar nitrogen, turf

DOMAINS: agronomy, soil systems, plant sciences, envi-ronmental sciences, environmental management and policy

INTRODUCTION

��������������+������������$�&�����������������1������ �������������)������������������� <:0�����������������������

Page 2: Urea-Triazone N Characteristics and Uses

104

Clapp et al.: Urea-Triazone N Characteristics and Uses TheScientificWorld (2001) 1(S2), 103–107

TABLE 1N-SURE Technical Information

Characteristics %

Guaranteed total N concentration 28

Distribution of N forms (% of total)

Slow-release N 72

Urea N 28

Mean properties

Specific gravity 154 g l–1

pH 9.5

Salting-out temperature <–18°C

Note: Tessenderlo Kerley, Inc., Phoenix, Arizona.

���������������� � �������� �������������������������� �

�������� ������� ������������ ��� ����������� �������� �

TABLE 2Mineralization of Urea and Urea-Triazone

Days After % of Applied N as

Material Application Ammonium Nitrate Total

100% Urea 2 84 17 101

Urea-triazone 2 32 16 48

100% Urea 4 50 38 88

Urea-triazone 4 20 35 55

100% Urea 8 5 84 89

Urea-triazone 8 2 57 59

100% Urea 24 0 88 88

Urea-triazone 24 1 63 64

Note: Release when incubated at 22ºC. Previously unpublished data supplied byDr. D.E. Kissel, Department of Soil Science, University of Georgia.

���������������������������������������������������������� ��������������������������$������&������������������ 00,������������������� ���"���������������������������������������������"";)������������ ��������������������������������������������"/���������������������������

�����������������������������������������������������$=!,�������������"!,�������������&������������� �������������

������� 00,���������������'������������������� 00,����������������������1���������������������������������"�����������������/:,���� ������ ��� ���������������� ��������������� ������1������������������������������������������������������������������������������������1���� �����

6������ ����)� ��� �1�������� ������������ ���������� ����������1��������������������� ����������������-".����������

Page 3: Urea-Triazone N Characteristics and Uses

105

Clapp et al.: Urea-Triazone N Characteristics and Uses TheScientificWorld (2001) 1(S2), 103–107

�����������������1��������������������������������������������������������� �������������������� ������-5�/�!�>�=.������������������ ���� ����������6����������)� �����������������������������������������������>",����������������������������=�!,����������������������������1����������������������������� >�=,��������� 00,�������������-".������������������������ �������������������������������� $5:,&�� ���� ����� ����������1��������������������������������������������������������������������������������

'���������� �����������������������������������1��������?����������1���������������������������������������1������������1���������������2��������������������������������������������)���������������������������������!�����������������������������������������"!;)��@�������������� ������� ���������������������������������������=!,��������������"!,����������������������������� 00,��������<������$�� ���5&�

2������������������������������ 00,�������������������� �����������������1��!0,���������� �������������5���������������

��������A������������������������������������������������������� 5,����������������������1��������������

������1����������������������������������������������������� =���������������������B������������������������������"������������������������������������������������������� ������� �����"���������������������#������1����������� �����������������������������1�������������������������������������������������� ���� ������ ��������������������������� �������������������������������������������������������!���������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������":,���������

������������������������������1������������������������������������������������������1�������� ���� ���������1�������!������C�������������������������������������������������������������������������������������������1������������������� ���� ����� ��������� ��� ���������������������������������������4�����������������������������������$�� ���/&�

TABLE 3N Volatilized from Urea and Urea-Triazone

% of Applied N VolatilizedDays AfterApplication Urea Urea-triazone

1 10 5

2 41 10

3 57 13

4 64 16

5 68 21

6 69 27

7 70 29

8 71 31

9 71 33

Note: Temperature maintained at 25ºC. Previously unpublisheddata supplied by Drs. W.L. Hargrove, R.N. Carrow, andJ. Hall, Department of Soil Sciences, University ofGeorgia.

TABLE 4Nitrogen Leaching Losses

N Leached by Pore Volume (%)

N Source 1 2 3 4

Nitrate 68 98 100 100

Urea 43 83 90 92

N-SURE 25 50 60 63

Note: Applied at rate of 5 g N m–2. N-SURE (28-0-0)contained 72% reacted N and 28% unreactedurea. Previously unpublished data supplied byDr. D.C. Bowman, Department of Crop Science,North Carolina State University.

Page 4: Urea-Triazone N Characteristics and Uses

106

Clapp et al.: Urea-Triazone N Characteristics and Uses TheScientificWorld (2001) 1(S2), 103–107

�����������1��� ��� �#������ ������� ���� ����� ������ ��������+�����������������������������'���������������� ���1����������� ������������������������������������������"�=�������������������������������'������/����1��������������������������������������������������������������� ���1���������������������������������������������������������"����1���������������������������

������������������������������������������������������������4������������������������������������������������������������������������+��1����������1��������������������9���1������������������� ��������������� ���������������������1�� �����1����������������������������������������������������������������

������������������������1�� �����1��������������� ��������������������������������������������������������������$�������������������������������&������������������������������������������������������!00����������������������4�� �����"����� 000�����������4�5������"000����������4�/��2�����������������1��������������������������������1��������������������������������������������������������������������������������������������������������4�!���������� ����1�����������������������

��������������������������������������������������������������������������������������������������������$�� ���!&��3����������������������������������������������������� ��!�� /�5������5/�!,�������������������������������������������1������������������������������������������1�� �����������������������1������������1��������������

FIELD EVALUATION

����������������1�����������������������������������������������'�������������D������������������%�����-:.�����������������������������/",��������������������������������������������������������� 00,�����������������������������������������$�'�&���������������������0�=5�� �/>������"�<5�4���E 007"��C������8�������������������������������������������������������������������������������� 00,�����������������'��*�����������������������������������������������$������&���������� �������������������������������������-<� 0� .�

�����������������������������1��������������������������8��������������������������������������> ����������������������������������������%�������������������������������������������������������������������������������� �!

��� !�=�,���������������������������������������������������������� �!,������������������������������������������������������ !�=,������������������4�������������������������������������������������������������������E��������� ����������������������������� �������������� �����������- ".�

SUMMARY

��������������������������1�� �����1�������� ������� ��������������1����������� !��������������������������1����� �������������������������������������������������������������� ���������� 00,��������������������������������������������������� ����� ��4���� ��� ������ ������� ���������������� 2�� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ":,� ������������� =",���� ������ ��� �� ������� ���� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������

REFERENCES

�� ���������� ���� ������ ���� ����� ������ ��������������������������������������� ������������������������������ ��!��"�����������#�� ������$��������%�&����$"%�!���##�'�(' �

�� �)�����%���*������������%�+�,����-..��� ����/������������� ����������0#��� ������������������������������������������.1�

� 2�3 �%�����%�����%�4�,�%���/��%�5�2�%����!����%�6�7����-.1�&�����$�� ����/�������������� �)���89�����$���������9�����$������������������������.:(.1�

:� &���8�3�8�%���5�����)�����%���*����-.-��������������������;������������������!��##��������������������������������� ����%��''(�1��

�� �������%�5���%�5�"��%���4�%�������$��%���4����-. ��� ���/�������������� ���������������$������������������ ���%�:�:(:�'�

'� <��8%�=�+����-�-��<���������������� ���������3�$���������##�������������������������������������������� ����%�1:'(1:-�

1� 5����9%�&�5�%�6"��� �%�&���%�)����"��%�*�4�%����,�3�9%�6�&���-.1��� ����/�������������� ���������##�����������������>$��3�)���89�����$���������������������������1.(��.��

TABLE 5Tomato Growth Response to Foliar N Sources

N Source Fresh Weight (g) Dry Weight (g) Height (cm)

Ammonium nitrate 7.16 1.36 23.6

Urea 6.68 1.25 22.3

N-SURE 8.17 1.60 24.5

None 5.94 1.19 18.7

Note: Previously unpublished data supplied by Dr. D.W. Reed, Department of Horticul-tural Sciences, Texas A&M University.

Page 5: Urea-Triazone N Characteristics and Uses

107

Clapp et al.: Urea-Triazone N Characteristics and Uses TheScientificWorld (2001) 1(S2), 103–107

.� ���##%�4��%�4�=��������"� %�4��%���+����--������#��������������������>�������������!�������������������������%���-(� ��

-� �$�3%�+�,���"������%�!�*�%����+����%�&�5����-..��6� > ������3>��������!����������� #���������9��?�3��6������#�*0��&����&�#���=>:�:��##����(�'�

��� �$�3%�+�,�����+����%�&�5����-.-�������������������9��?�3�6������#��*0��&����&�#���=>:�'��##��'-�

��� ���3�%�*�%�+����8%���%����&���%�4�2����--���*/������������>������� ��������!� ����������� �� ����#�$� ��$������ "#@AA333����������$�������A�--1B��A-1�����#���/��������6�#� ����.%������

��� ���##%�4��%�4�=����-- ����������##������������C��������>������������!������������������#�����9������������������������::�(:::�

� ������������ ������������������������������

���##%�4�=���������D���>�������!��"���������������������?��#�> ���$� !���$�� +��$� �� �� ����� ��� *��$9� ��������� ��*/��� �����������@���������$�����"�����?��������!���>$�� ��������� �� 6������ ��� �����9�� ����������������� �������� (��1�

��������� ���� ����� !������� "���#�� $��� !%�������� �����#�� ���� !��#������ �����#�� �!��� !

Page 6: Urea-Triazone N Characteristics and Uses

Submit your manuscripts athttp://www.hindawi.com

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Inorganic ChemistryInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014

International Journal ofPhotoenergy

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Carbohydrate Chemistry

International Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Journal of

Chemistry

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Advances in

Physical Chemistry

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com

Analytical Methods in Chemistry

Journal of

Volume 2014

Bioinorganic Chemistry and ApplicationsHindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

SpectroscopyInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

The Scientific World JournalHindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014

Medicinal ChemistryInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Chromatography Research International

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Applied ChemistryJournal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Theoretical ChemistryJournal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Journal of

Spectroscopy

Analytical ChemistryInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Journal of

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Quantum Chemistry

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

Organic Chemistry International

ElectrochemistryInternational Journal of

Hindawi Publishing Corporation http://www.hindawi.com Volume 2014

Hindawi Publishing Corporationhttp://www.hindawi.com Volume 2014

CatalystsJournal of