专利名称：包膜型控释肥料膜透性测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型装置是一种快速、定量测定包膜型控释肥料的膜之透性和单位时间、单位面积透过膜的阴、阳离子养分数量和速度的装置。通过测定单位时间内透过单位面积膜的养分数量和种类，即可定量评价包膜型控释肥料养分释放速度，判断其保肥供肥性能。
目前尚没有包膜型控释肥料的膜控制养分释放速度的专用测定装置。根据现有资料报道，国际上虽然没有统一的标准方法和测定装置对膜的透性，即养分透过膜的速率或膜保肥供肥性能，进行准确、定量的检测，但有关评价包膜型控释肥料养分释放速度的方法可大致归纳为以下4种浸提法取一定量待测肥料样品，放入一定量的蒸馏水中，保持周期性振荡，每8hr收集一个样品，并测定溶出的养分量。连续进行72hr浸提和测定，计算3天内累积养分溶出量和随时间延长养分溶出率曲线。
存在问题实际上这种方法是一种速测方法。因为在3天内累积养分溶出率约为75～80％，此时包膜控释肥料已到了养分缓慢释放期或滞后期。只要包膜不发生破裂，剩余的20％～25％的肥料将会在一个很长的时期内才能释放完。而且在振荡条件下与不振荡条件下释放机理不一致。另外在浸提法中，肥料在恒定的溶液中释放，一旦当释放的养分较多时，根据化学平衡原理可知，该方法越是后期越不能反映养分透膜的情况。因此，浸提法不能真实地反映控释肥料的养分释放速率。
静置溶解速率法将50g包膜肥料直接浸入250ml水中，在恒温静置条件下逐渐溶解，7天内每天测定溶液中的有效养分，如氮素浓度。这是目前包膜控释肥料控释特性评价常采用的实验室评价方法。
存在问题该方法是在浸提法的基础上改进的一种通过测定包膜肥料颗粒透过膜后释放到水中的养分浓度来间接评价该肥料释放养分速率的；随时间延长，释放到水中的养分浓度会逐渐增大。这样，随着水中养分浓度的增大，会产生阻滞包膜内肥料透过包膜的现象，进而影响到控释肥料的释放效果；虽然可以采取多次重复测定不同包膜厚度的样品来粗略评价不同膜厚度的包膜效果，但不仅操作费时、繁杂，而且难以定量评价膜厚度与释放速率间的数学关系。
水淋洗法在圆柱形玻璃淋洗管中，从下至上依次装入聚乙烯球体、海绵和包膜肥料样品，将水和肥料按2∶1的比例置于该装置中，上端进水，下端收集滤液，根据测定要求，可以设定不同的土壤水分含量，然后实行连续淋洗或间歇淋洗。根据定期收集到的滤液中养分的变化而间接判断养分透过膜的速度。
不足之处不同膜厚度的肥料样品在淋洗管中同一湿度条件下养分释放速率不等，所以该法不仅操作繁锁、费时，养分释放量是包膜肥料内养分透过膜后在重力水压作用下淋洗出来的结果，而且因目前的包膜型控释肥料大多符合Fick扩散定律，因而不能定量测定因养分扩散透过膜的养分量，也不能定量测定单位面积膜的渗透性。
土培法选择一定类型的土壤和适宜的土壤条件(pH值和温度)等，将25g包膜肥料装入尼龙网袋中，埋在土壤中，过一段时间后从土壤中取出一些肥料颗粒，分析其残留量计算出养分释放速度。
不足之处土培法的不足之处在于土壤条件变化快，对测定结果影响大，养分供应速度测定结果是间接换算而来的，另外释放速率的测定花费时间较长，肥料在网袋中会破裂，甚至粉化无法取出，而且养分释放量受土壤吸附和土壤微生物的影响，实验误差大。
以上各法共同的缺点在于不能直接定量评价单位时间内，透过单位面积膜的养分量。还会因为肥料加工工艺常有导致包膜厚度不匀的缺陷、肥料浸入水中被水淋洗、或肥料与土接触被微生物分解而产生孔穴时，使肥料释放过快，导致测定结果不能反映出膜控制肥料养分释放速率，即控释肥料保肥供肥的真实情况，从而缺乏代表性。
本实用新型发明的目的提供一种能方便、快速、定量测定包膜型控释肥料的膜之透性的装置，从而保障能准确评价包膜控释肥料控释养分的效果。
在生产实践中，控释肥料的保肥供肥性能及其效果，主要取决于该肥料的供肥速度，而供肥速度又主要取决于肥料外包膜材料即膜的透性，包括养分透过膜的数量和速度。因此定量测定膜透性是正确评价控释肥料保肥供肥性能的基础，而了解肥料的保肥供肥性能，对生产实践中用户选择适合于当地气候条件和作物种类的控释肥料尤为重要。
本实用新型由密封栓1、盛液管2、固膜栓3组成，盛液管2用于盛装待测肥料溶液。密封栓1、盛液管2、固膜栓3是管状，他们的内径相同。密封栓一端密封，另一端与盛液管密封紧固连接，固膜栓一端与盛液管密封紧固连接，另一端开有孔穴，其孔穴的直径比固膜栓内直径小。
现结合附图来作进一步说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型安装示意图。
图一中1为密封栓，2为盛液管，3为固膜栓，4为待测膜。密封栓1一端密封，另一端与盛液管2密封紧固连接，固膜栓3一端开有比固膜栓内直径小的孔穴，另一端与盛液管2密封紧固连接。密封栓1、盛液管2、固膜栓3的内直径相同。该装置可用塑料、有机玻璃或不锈钢制造。
本实用新型是这样使用的将密封栓1与盛液管2的一端通过螺母形式密封紧固连接，把密封栓1一端放置在试验台面，使盛液管2另一端向上，将待测液注入盛液管2内，然后把待测膜平铺在盛液管的管口，用固膜栓3封闭该端，固膜栓3通过螺母形式与盛液管2紧固连接。测试装置安装完毕后，将测试装置放入预先准备好的纯水内，即可进行测试工作。
本实用新型虽设计用于肥料控释性能的测定，但也适用于药物控释性能测定。
本实用新型的优点(1)本装置的构思把整个装置模拟成一个已知膜厚度和包膜面积、肥料已在土壤中吸湿溶化而成为饱和液的肥料颗粒。可以直接测定肥料透过膜的速度，反映出包膜的保肥供肥性能或控释性能。
(2)解决了因包膜型控释肥料膜厚度不同，膜上微孔大小和多少不同而造成的养分释放速率与释放机理测评的困难。利用本装置只需更换一种不同厚度的膜，或不同的肥料样品就可以进行一次测定，使用方便，结果可靠。
(3)该装置的应用为研究和开发不同包膜材料和不同肥料介质的控释肥提供了可靠的检测手段。
(4)使用流动水相或替换水相，解决了随时间延长，透出膜的养分多，因养分聚积而阻滞包膜中养分进一步释放，从而干扰肥料供肥或控释效果评价的准确度的问题。
(5)能方便、准确地测定单位时间，透过单位面积的包膜材料的阴阳离子数量或速度，并能直接定量测定包膜控释肥料供肥的动力学和热力学特性。
现结合测定实列说明该装置的应用过程实测项目一种可降解高分子膜控制铵态氮和硝态氮(阴阳离子)透过的性能操作过程和步骤(1)试验采用管径为2cm，内孔径为1.00cm，容积为5ml的测试装置。将测定装置用纯水洗涤后凉干备用。
(2)配制硝酸铵肥料饱和溶液100ml。
(3)把待测定高分子膜用孔径2cm的打孔器制成若干待测片。
(4)把测试装置的密封栓1固定到盛液管2的一端，并旋紧螺母以不漏液为标准，把密封栓的一端放置在试验台面，使盛液管另一端向上，每一管内准确加入4.5ml硝酸铵肥料饱和溶液，然后把待测膜片4平铺在管口，用孔穴直径为1.00cm的固膜栓3封闭该端。安装过程确保固膜栓3处的膜不能碰损，以免人为因素干扰测定结果。
(5)把上述安装好的测试装置小心放入盛有100.00ml纯水的高脚烧杯，使水淹没测试装置。用保鲜薄膜密封杯口防止水蒸发，计时测定。测试管中的饱和溶液将通过膜渗透到纯水中。每24小时把该测试装置换到另外一个事先准备好，并盛有100.00ml纯水的高脚烧杯，重复上述操作。连续测定1个月。
(6)每次更换烧杯后，将杯中溶液到入贮液瓶，放入冰柜冷冻。待1个月后，把所有待测液用自动分析仪(也可以用其他方法)测定其中的铵态氮、硝态氮含量，并计算每24小时的铵态氮、硝态氮释放量。
(7)上述每24小时后的溶液中的铵态氮、硝态氮总量就是该时段通过直径为1.00cm，即面积为0.7854cm2膜的阳离子、阴离子态氮素养分的数量(速度)。
权利要求1.包膜型控释肥料膜透性测定装置，其特征在于该装置由密封栓(1)、盛液管(2)、固膜栓(3)组成，密封栓(1)、盛液管(2)、固膜栓(3)是管状，它们的内径相同，密封栓(1)一端密封，另一端与盛液管(2)密封紧固连接，固膜栓(3)一端开有孔穴，其孔穴直径小于固膜栓内直径，另一端与盛液管(2)密封紧固连接，待测膜(4)平铺于盛液管(2)的管口与固膜栓(3)之间。
专利摘要包膜型控释肥料膜透性测定装置由密封栓、盛液管和固膜栓组成。密封栓用于固定盛液管的一端，固膜栓用于准确定量养分透过膜的面积和把待测定膜固定在盛液管上，盛液管用于装控释肥料溶液。本装置的尺寸，可根据具体实验要求灵活调整。本实用新型能方便、准确地测定控释肥料或药膜的透性和单位时间、单位面积膜透过的肥料阴、阳离子数量和速度，每一次测定时，只需更换不同厚度、不同材料的膜或不同的肥料样品，使用方便，结果可靠。
文档编号G01N15/08GK2546872SQ02227730
公开日2003年4月23日 申请日期2002年5月23日 优先权日2002年5月23日
发明者樊小林, 梁林洲, 李方敏 申请人:华南农业大学