Phosphat der nächsten Generation: Harnstoffphosphat für nachhaltige Landwirtschaft und Futtermittelzusatzstoffe

Im Zusammenhang mit der zunehmenden Konzentration der modernen Landwirtschaft auf eine effiziente Düngung und ein präzises Management haben Düngerrohstoffe mit hoher Wasserlöslichkeit, zusammengesetzten Nährstoffen und einer Fähigkeit zur Regulierung des Säuregehalts zunehmend an Bedeutung gewonnen. Harnstoffphosphat, eine binäre Stickstoff-Phosphor-Verbindung, zeigt nicht nur eine hervorragende Leistung in Tropfbewässerungssystemen und wasserlöslichen Düngerformulierungen, sondern wird auch in der globalen geschützten Landwirtschaft und im hochwertigen Obst- und Gemüseanbau wegen seiner Fähigkeit, alkalische Böden zu verbessern, weithin bevorzugt.

Dieser Artikel bietet eine ausführliche Einführung in die grundlegenden Eigenschaften, den Produktionsprozess und die wichtigsten Anwendungsbereiche von Harnstoffphosphat. Darüber hinaus vergleicht er seine Leistung und Komplementarität mit gängigen Phosphatdüngern wie MAP (Monoammoniumphosphat), analysiert seine Eignung für die Fertigation und integrierte Wasser-Dünger-Systeme und bietet eine systematische Untersuchung der Biuret-Kontrolltechnologien, der globalen Marktdynamik und der Entwicklungstrends, um dem Leser ein umfassendes Verständnis dieses funktionalen und vielversprechenden Düngerrohstoffs zu vermitteln.

Grundlegende Informationen und physikochemische Eigenschaften von Harnstoffphosphat

Eigenschaft	Spezifikation / Beschreibung
Chemische Bezeichnung	Harnstoffphosphat
Molekularformel	CO(NH₂)₂·H₃PO₄
CAS-Nummer	4861-19-2 / 4401-74-5
Molekulargewicht	158,06 g/mol
Aussehen	Weiße oder farblose Kristalle
Stickstoffgehalt (N)	≥17–18 %
Phosphorgehalt (P₂O₅)	≥44 %
Wasserlöslichkeit	Hoch wasserlöslich (>1000 g/L)
pH-Wert (1%-Lösung)	1,6–2,0 (stark sauer)
Relative Dichte (20 °C)	1,62
Schmelzpunkt	Dehydratisiert vor der Zersetzung bei ca. 120 °C
Biuretgehalt	≤0,9 % (anpassbar bis ≤0,5 %)
Stabilität	Stabil bei Raumtemperatur und Normaldruck, mittlere Hygroskopie
Kompatibilität	Kompatibel mit den meisten wasserlöslichen Düngemitteln

Überblick über den Produktionsprozess

Die Herstellung von Harnstoffphosphat basiert im Wesentlichen auf einer Neutralisationsreaktion zwischen Harnstoff und Phosphorsäure. Der Prozess ist unkompliziert, die Rohstoffe sind leicht verfügbar und die Produktqualität kontrollierbar. Daher eignet sich das Verfahren für Düngemittelunternehmen mit Zugang zu Harnstoff und Phosphorsäure zur Erweiterung ihrer Produktionsketten.

1. Wichtigste chemische Reaktion:

CO(NH₂)₂ + H₃PO₄ → CO(NH₂)₂·H₃PO₄

Dies ist eine exotherme Reaktion. Durch die Kontrolle des Rohstoffverhältnisses, der Reaktionstemperatur, der Rührgeschwindigkeit und der Kristallisationsbedingungen kann hochreines Harnstoffphosphat effizient hergestellt werden.

2.Vereinfachter Prozessfluss:

• Rohstoffaufbereitung: Verwenden Sie Harnstoff mit geringem Biuretgehalt und filtrierte Phosphorsäure.

  
  

• Reaktionsphase:Führen Sie die Neutralisierungsreaktion bei kontrollierter Temperatur zwischen 70–90°C durch.

  
  

• Kristallisation und Kühlung: Senken Sie die Temperatur, um die Kristallisation von Harnstoffphosphat (UP) auszulösen.

  
  

• Fest-Flüssig-Trennung: Trennen Sie die Kristalle durch Zentrifugation oder Filtration.

  
  

• Trocknung und Verpackung: Trocknen Sie mit heissem Luft, sortieren Sie das Produkt und packen Sie es in Säcke.

  
  

3. Schlüsselpunkte für den Prozesskontrolle:

Steuerungsstufe	Wichtige Überlegungen
Rohstoffauswahl	Biuretgehalt im Harnstoff sollte unter 1% liegen; Phosphorsäure muss filtriert werden, um Verunreinigungen zu entfernen.
Temperaturkontrolle	Die Reaktionstemperatur sollte nicht zu hoch sein, um eine excessive Biuretbildung zu vermeiden.
Molverhältnis-Kontrolle	Ein Molverhältnis von ca. 1:1 wird empfohlen, um eine vollständige Reaktion zu gewährleisten.
Kristallisationskontrolle	Eine geeignete Kühlung ist essenziell, um grobe Kristalle oder Rohrverstopfungen zu vermeiden.
Mutterlauge-Nutzung	Die Mutterlauge kann recyclinggeführt werden, um die Produktivität zu steigern.

Die Auswirkung von Biuret auf die Produktqualität

Bei der praktischen Anwendung von Harnstoffphosphat ist Biuret – ein scheinbar unbedeutender Nebenprodukt – ein kritischer Indikator für sowohl die Produktqualität als auch die agronomische Sicherheit. Sein Gehalt bestimmt direkt, ob das Produkt für hochwertige wasserlösliche Dünger und Blattspritzanwendungen geeignet ist und die strengen Sicherheitsanforderungen des internationalen Marktes erfüllen kann.

1. Einführung in Biuret und seine schädlichen Auswirkungen

Biuret ist ein Nebenprodukt, das sich bilden kann, wenn Harnstoff bei hohen Temperaturen oder bei längerer Lagerung kondensiert. Ein zu hoher Biuretgehalt kann für Pflanzen toxisch sein, insbesondere für Blattgewebe.

• Kann Blattverbrennungen, Chlorose und Spitzennekrose verursachen.

• Junge Keimlinge und empfindliche Kulturen (z. B. Tomaten, Weine, Zitrusfrüchte) sind anfälliger.

  
  

• Besonders gefährlich für Kulturen, die hohe Düngerfrequenz erfordern, wie z. B. bei Blattspritzen, Tropfdüngung oder Wurzelspülung.

  
  

2. Internationale Marktstandards

Region/Markt	Biuretgrenze	Anwendungs Hintergrund
Europa	≤0,5%	Hochwertige Flüssigdünger und Blattapplikationsprodukte
Naher Osten/Israel	≤0,7%	Strenge Sicherheitsstandards für Tropfdüngersysteme
Asien/Allgemeinmarkt	≤0,9%	Geeignet für allgemeine Formulierungen wasserlöslicher Dünger
Hochwertige Spezifikationen	≤0,3–0,5%	Exportqualität-Dünger, zertifizierte Kulturen

3. Risikoanalyse

Mit zunehmendem Biuretgehalt steigt der Risikoindex für Kulturen nicht linear an. Die Risiken nehmen ab 0,9% sharply zu, und die ideale Sicherheitsgrenze liegt bei ≤0,5%.

Schlüsselanwendungsbereiche

Harnstoffphosphat (UP) ist ein typisches multifunktionales Nährstoffmaterial, das in der Landwirtschaft, Futterindustrie, Gartenbau, Herstellung von wasserlöslichen Düngern, Wassertreatment und ausgewählten pharmazeutischen Anwendungen weit verbreitet ist. Im Gegensatz zu traditionellen Phosphatdüngern, die lediglich Phosphor liefern, kombiniert UP Stickstoffversorgung, pH-Regulation, Systemkompatibilität und Formulierungsstabilität, was es zu einem vielseitigen Bestandteil in mehreren Bereichen macht.

Agricultural Applications

4.1 Landwirtschaftliche Anwendungen

1. Kultivierung

• Zielkulturen: Blaubeeren, Zitrusfrüchte, Weine, Tomaten, Paprika, Melonen, Blumen, Keimlinge und andere wurzelempfindliche Kulturen.

  
  

• Bodensuitabilität: Neutral bis alkalische Böden, Hartwasserdüngungsgebiete, Schutzgärten und Gebiete mit begrenzter Mikronährstoffverfügbarkeit.

  
  

• Anwendungsmethoden:

  • Tropfdüngung:Empfohlene Konzentration: 0,05–0,3%; kontinuierlich in Dünger-Bewässerungssystemen angewandt, um Risiken von Ca/Mg-Ablagerungen zu verringern.

    
    

  • Mikrosprühdüngung:Empfohlene periodische Spülung, kombiniert mit Mikronährstoffen oder kaliumbasierten wasserlöslichen Düngern.

    
    

  • Blattspritzen:Verdünnt auf 0,1–0,2% und angewendet bei Phosphormangel oder during critical seedling development stages.

    
    

  • Wurzelzonen-Anwendung:2–5 kg pro Mu (≈13–33 kg/ha) pro Anwendung; ideal during budding oder Fruchtausdehnung in Obstgärten.s.

  
  

2. Formulierung wasserlöslicher Dünger

• Sehr kompatibel mit Kaliumnitrat, Monokaliumphosphat, chelatierten Mikronährstoffen usw.

  
  

• Funktioniert als Nährstofflieferant und pH-Regulator in klaren Flüssig- und Tanksystemen.

  
  

• Empfohlene Dosierung: 50–200 kg pro Tonne Mutterlösung, abhängig von Formulierungsbedürfnissen.

  
  

3. Vergleich mit Monoammoniumphosphat (MAP)

Vergleichspunkt	Harnstoffphosphat (UP)	MAP (Monoammoniumphosphat)
Stickstoffform	Harnstoff-N + Phosphor	Ammonium-N + Phosphor
Lösungssäuerlichkeit	Stark sauer (pH ≈ 1,6–2,0), hervorragende Säuerung	Mild sauer (pH ≈ 4,5), schwächere pH-Regulation
Systemkompatibilität	Keine Ablagerungen, ideal für Tropfsysteme und Hartwasser	Anfallig für Ca/Mg-Ablagerungen und Emittorverstopfungen
Mikronährstoff-Synergie	Stark (niedriger pH fördert Fe/Zn/Mn-Aufnahme)	Mässig
Kosteneffizienz	Leicht höherer Preis, aber effizienter, geeignet für hochwertige Kulturen	Mässig, geeignet für Grosbau

➔ UP eignet sich besser für präzise Düngung und integrierte Tropfdüngungssysteme und ist in modernen Bewässerungssystemen eine Weiterentwicklung gegenüber MAP.

4. Futtergrade Anwendung von Harnstoffphosphat

Neben der Pflanzenernährung fungiert futtergerechtes Harnstoffphosphat als Phosphor- und Stickstoffadditiv in der Fütterung von Nutztieren, insbesondere in phosphatarmen oder alkalischen Wasserumgebungen:

• Doppelte Nährstoffversorgung: Liefert verfügbaren Phosphor (als P₂O₅) und nicht-proteinischen Stickstoff (aus Harnstoff), verbessert die Mikrobenaktivität im und die Futterverwertungseffizienz.

  
  

• Säuerungseffekt: Seine starke Säuerlichkeit hilft, den pH-Wert von Trinkwasser oder Futter zu senken, reduziert schädliche Darmbakterien und fördert die Nährstoffaufnahme.

  
  

• Mineralaufnahme fördern: Gesäuertes Futter fördert die Aufnahme von Spurenelementen wie Zink, Eisen und Mangan.

  
  

• Typische Anwendung: Geeignet für Milch- und Fleischrinder, Schafe und Ziegen. Meist als Premix oder wasserlösliche Supplemente nach kontrollierten Dosierungsplänen hinzugefügt.

  
  
  
  

Standardreferenz – Zusammensetzung futtergerechtes Harnstoffphosphat

Komponente	Spezifikation	Bemerkungen
Stickstoff (N)	≥ 17,0%	Nicht-proteinischer Stickstoffquelle
Phosphor (P)	≥ 19,0%	Fördert Knochenentwicklung
Kalium (K)	nicht erforderlich (0%)	Natürlich nicht in Harnstoffphosphat enthalten
Biuret	≤ 0,5%	Für Tiergesundheit kontrolliert

⚠ Hinweis: Futtergerechtes UP erfordert strengere Kontrolle von Schwermetallen und Biuretgehalt (≤ 0,5%), um Futtermundheitsvorschriften zu erfüllen und Tiergesundheit zu gewährleisten.

4.2 Industrielle Anwendungen

Harnstoffphosphat spielt auch in mehreren industriellen Bereichen eine wichtige Rolle, thanks to seiner Löslichkeit, Säuerlichkeit und Phosphorgehalt.

1. Wassertreatment

• In Kessel- und geschlossenen Kühlsystemen als saurer Phosphatquelle zur Reduzierung von Ca/Mg-Ablagerungen.

  
  

• Funktioniert als Chelat- und Antiverkalkungsmittel, schützt metallische Oberflächen vor Ablagerungen.

  
  

2. Metallreinigung und Oberflächenbehandlung

• In sauren Reinigungsformulierungen für die Entfettung, Entrostung und Entkalkung von Metalloberflächen.

  
  

• Effektiv als Bestandteil in Vorbehandlungsbädern für Beschichtungs- oder Passivierungsprozesse.

  
  

• Kombiniert milde Korrosionsinhibition mit phosphorvermittelt komplexierender Fähigkeit.

  
  

3. Halbleiter- und Elektronikreinigung (Hochreinheitsgrad)

• In ultrareiner Form zur Wafer-Oberflächenreinigung in der Elektronikindustrie.

  
  

• Bietet kontrollierte Säuerlichkeit ohne Einbringung von Chlorid oder reaktiven Metallionen.

  
  

4. Harz- und Flammschutzindustrie

• Kann als pH-Regulator oder Co-Härtungsmittel in der Herstellung von Epoxid- oder Phenolharzen dienen.

  
  

• Kann auch in phosphor-basierten Flammsicherungssystemen, insbesondere in Beschichtungen und Baumaterialien, verwendet werden.

4.3 Pharmazeutische und veterinärmedizinische Anwendungen

Obwohl noch auf Nischen oder Forschungsbereiche beschränkt, hat Harnstoffphosphat in Pharma- und Veterinärbereichen Potential, insbesondere in ultreiner Form:

1. Pharmazeutische Anwendungen

• Kann als Puffermittel in ophthalmischen oder injizierbaren Lösungen verwendet werden, wo ein saurer pH-Wert gewünscht ist.

  
  

• Seine Löslichkeit und Phosphorgehalt machen es zu einem Kandidaten für Nährstoff-tragende Exzipienten in spezialen Formulierungen.

  
  

2. Veterinärmedizin

• In oralen Lösungen oder Pulvern zur Behandlung von Mineralmangel oder zur Säuerung des Urins.

  
  

• Bei Geflügel und Schweinen unterstützt es die Kontrolle des Harn-pH-Werts, reduziert das Risiko von Harnsteinbildung.

⚠ Pharmazeutische Anwendung erfordert extrem hohe Reinheitsstandards – Biuretgehalt typischerweise <0,3%, und Schwermetalle im pharmazeutischen Grad. Anwendungen sind stark reguliert und oft auf spezialisierte Produktionslinien beschränkt.

Anwendungsmethoden und Vorsichtsmaßnahmen

Harnstoffphosphat bietet vielfältige Anwendungsmethoden in der Landwirtschaft, angepasst an verschiedene Kulturen und Managementsysteme – besonders geeignet für moderne Tropf- und Mikrosprühibewässerungssysteme. Die Anwendung sollte flexibel angepasst werden an Kulturtyp, Wachstumsstufe und Umweltbedingungen.

1. Empfohlene Anwendungsmethoden und Referenzkonzentrationen

Anwendungsmethode	Konzentration/Dosis	Notizen
Tropfdüngung	0,05% – 0,3%	Sehr löslich, nicht verstopfend; ideal für kontinuierliche Lieferung durch Standardrohre
Mikrosprühdüngung	0,1% – 0,2%	Geeignet für hochwertige Kulturen und Schutzgärten
Wurzelzonenspulung	2–5 kg/Mu (≈13–33 kg/ha)	Grundsätzlich verdünnen; during critical growth stages anwenden
Blattspritzen	0,1% – 0,2% Lösung	Für schnelles Phosphorangebot during Keimstufe oder Blütenknospenbildung; Mittagshit vermeiden
Formulierungen wasserlöslicher Dünger	50–200 kg/Tonne Mutterlösung	Passend für die meiste Formulierungen; fungiert als primäre Phosphatquelle und pH-Regulator

2. Mischbarkeitsempfehlungen

• Kompatibel mit: Kaliumnitrat, Monokaliumphosphat, Magnesiumsulfat, chelatisierte Mikronährstoffe usw.

  
  

• Vermeiden Sie Mischung mit: Stark alkalischen Düngern (z. B. Kaliumcarbonat), calcium/magnesium-basierten Düngern (anfällig für Ablagerungen), freiem Ammoniak-haltigen Rohstoffen.

  
  

• Empfohlene Mischsequenz: Lösen Sie UP zuerst, dann fügen Sie andere Nährstoffe hinzu; Vermeiden Sie direkte Mischung konzentrierter Lösungen, um Niederschläge zu verhindern.

  
  

3. Lagerung, Transport und Sicherheit

• Verpackungsvorschläge: Versiegelt und feuchtigkeitsgeschützt.

  
  

• Lagerbedingungen: In trockener, belüfteter Stelle lagern; Feuchtigkeitsaufnahme und Verklumpen vermeiden.

  
  

• Transportkategorie: Nicht gefährliches Produkt; kann als normale Chemiedünger during Transport gehandhabt werden.

Marktlandschaft und Treiber

Mit der Aufwertung des Marktes für wasserlösliche Dünger, der Ausweitung der Bewässerungslandwirtschaft und der steigenden Nachfrage nach hochwertigem Gartenbau nimmt der globaler Marktanteil von Harnstoffphosphat (UP) kontinuierlich zu. Seine Rolle nimmt insbesondere in Regionen wie Naher Osten, Südasien, Mittelmeerländer und Ländern mit entwickelten Schutzgärten-Systemen rapide zu.

1. Regionalmarkteigenschaften

Region	Marktstatus und Präferenzen
China	Weit verbreitet in Schutzgärten und Obst-/Gemüsekultivation; hohe Marktabnahme
Indien/Südasien	Aufstrebende Tropfdüngersysteme; hohe Penetration bei Tomaten, Paprika, Weine
Naher Osten/Israel	Reife Tropfdüngersysteme; UP ist die bezeichnete Phosphatquelle für hochwertige Kulturen wie Weine, Datteln und Melonen
Europa	Premiummarkt mit hohen Qualitäts- und niedrigen Biuret-Anforderungen; gängig in Gewächshausgemüse und organischem Gartenbau
Südamerika	Schrittweise Einführung in Ländern wie Brasilien und Chile; grosses Potenzial

2. Marktabwuchs-Treiber

• Tropfdüngung-Popularität: Steigende Nachfrage nach hochlöslichen und antiverkalkenden Düngern; UP wächst schnell.

  
  

• Bodens pH-Probleme: Zunehmende Notwendigkeit zur Korrektur alkalischer Böden; UP hat einen natürlichen Vorteil.

  
  

• Aufwertung landwirtschaftlicher Inputs: Feinere Düngerformulierungen; UP unterstützt Säuerung und Mikronährstoffstabilisierung.

  
  

• MAP-Substitution: UP übertrifft in Kompatibilität, Sicherheit und synergistischer Nährstoffaufnahme.

  
  

3. Markttrends und strukturelle Entwicklung

• Von Einzellieferant Phosphor zu funktionalem Phosphor: UP wandelt sich von reiner Phosphatlieferantin zu multifunktionalem Bestandteil, der sowohl Säuerung als auch Nährstofflieferung bietet.

  
  

• Von Massenprodukt zu markengebundenen Qualitäts Produkten: Der Markt verschiebt sich von generischen Massenmaterialien zu markenhaften Premium-Harnstoffphosphat-Produkten.

  
  

• Von Feststoff zu Flüssig-Anwendungen: Harnstoffphosphat wird zunehmend in Flüssigform wie klaren Flüssigdüngern und Tanksystemen verwendet.

  
  

• Von Preiskampf zu Qualitätsstabilität & Markenvertrauen: Wettbewerbsvorteile entwickeln sich hin zu Produktstabilität, Biuret-Kontrolle und starken Markenkredenzialen anstelle von reinem Preis.

Produkt-Spezifikationen von Harnstoffphosphat

Abhängig von Anwendungsbereichen und Qualitätsstandards wird Harnstoffphosphat generally in folgende Kategorien unterteilt:

Kategorietyp	Schlüsselmerkmale und Anwendungsbereiche
Standard-Grad UP	Für Landwirtschaft; Biuret ≤0,9%; geeignet für Herstellung wasserlöslicher Dünger und Tropfdüngersysteme
Niedrig-Biuret-Grad	Biuret kontrolliert auf ≤0,5%; geeignet für Blattapplikationen oder exportierte Flüssigdünger mit höheren Sicherheitsanforderungen
Hochreine Spezial-Grad	Biuret ≤0,3%; Schwermetalle streng kontrolliert; geeignet für Gartenbau oder zertifizierten biologischen Anbau
Industrieller/Reinigungs-Grad	Für nicht-landwirtschaftliche Bereiche wie Wassertreatment, Metallreinigung und Kesselkorrosionsschutz

Harnstoffphosphat ist ein hochwirksames wasserlösliches Düngerrohstoff, das sowohl Stickstoff als auch Phosphor liefert und die Säuerlichkeit reguliert. Es spielt eine zunehmend wichtige Rolle in der modernen Landwirtschaft, insbesondere in Tropfdüngung, Gartenbau und integrierten Dünger-Bewässerungssystemen. Mit hoher Löslichkeit, Antiverkalkungseigenschaften und Fähigkeit zur Verbesserung der Mikronährstoffaufnahme ersetzt UP schrittweise traditionelles MAP in hochwertigen Bewässerungsdüngungen und wird zu einem Schlüsselgrundmaterial für nachhaltige Flüssig- und Tanksysteme.

In der praktischen Anwendung ist der Biuretgehalt ein kritischer Index, der die agronomische Sicherheit und den Marktzugang von Harnstoffphosphat beeinflusst. Derzeit liefert Kelewell ausschließlich "Standard-Grad Harnstoffphosphat", um langfristig stabile Verfügbarkeit zu gewährleisten und die Hauptbedürfnisse von Herstellern wasserlöslicher Dünger, Exportshandlern und landwirtschaftlichen Anbauern zu erfüllen.

Wir freuen uns auf globale Kunden, die sich für Kooperationen und technische Austausch zu Harnstoffphosphat-Produkten interessieren. für Anfragen oder technische Anforderungen, wenden Sie sich bitte an: info@kelewell.de