一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片及其測試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，包括端部呈尖端的長方形不銹鋼插片，在不銹鋼插片上間隔平行設置有離子交換膜模塊，每個離子交換膜模塊包括離子膜載片和離子膜蓋片，離子膜蓋片的面積小于離子膜載片的面積，在離子膜載片和離子膜蓋片之間設置有離子交換樹脂膜，離子交換樹脂膜的形狀、大小與離子膜蓋片的相匹配，離子膜載片與離子膜蓋片粘合呈T型結構；本發(fā)明結構簡單、使用方便，拆卸方便，可以對不同層位的土壤養(yǎng)分進行提取測試，且不擾動土層，不錯層，測試效率高。
【專利說明】一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片及其測試方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片及其測試方法，屬土壤養(yǎng)分測試【技術領域】。

【背景技術】
[0002]國際上針對作物生產(chǎn)系統(tǒng)開展相應的施肥技術研究與應用已經(jīng)有100多年的歷史，從早期的經(jīng)驗施肥發(fā)展到了應用測土配方施肥技術定量指導施肥。其中土壤養(yǎng)分測試是推薦施肥的基礎，目前土壤養(yǎng)分的測定通常采用實驗室常規(guī)測定方法，其過程主要包括二個方面，一個是土壤養(yǎng)分的提取，另一個是提取后養(yǎng)分的測定分析。常規(guī)測定方法雖然結果較為準確，但需要較為專業(yè)的分析儀器(火焰光度計、分光光度計等)，測定時間長(土樣性質不同、測定項目不同，從風干至測定結束需要3-5天的時間)，測定費用相對較高，并且需要專業(yè)人員進行操作和維護實驗室的運行，從而制約了測土配方施肥工作的推廣。
[0003]一直以來，人們力求探尋更為準確、方便、快速的土壤養(yǎng)分測試方法。對于土壤中養(yǎng)分的浸提，已有大量的研究，大多是關于浸提劑的選擇和改進上。自上個世紀50年代，離子交換樹脂開始應用于評估土壤中植物營養(yǎng)元素的有效性，近年來，用離子交換樹脂來測定土壤中養(yǎng)分的釋放及對植物的有效供應的研究逐漸增多，已有較多應用離子樹脂膜測定土壤有效養(yǎng)分的報道。其原理是應用離子樹脂膜的離子交換功能，通過離子交換反應將土壤溶液及土壤表面的養(yǎng)分離子吸附于其表面，然后通過分析離子樹脂膜上交換出來的養(yǎng)分量來確定土壤的養(yǎng)分高低。其中提取土壤養(yǎng)分過程中有以下問題需要解決:1樹脂離子膜能夠在不破壞土壤結構的情況下埋置到一定深度位置，2樹脂離子膜在土壤中交換土壤養(yǎng)分后需要完整的取出來，3樹脂離子膜易于實驗室分析操作。所以在應用該方法中一般是制作成離子膜插片，將離子交換膜剪成適宜的長方形塊，夾在事先準備好的塑料框中，制成根系模擬器，經(jīng)預處理后，埋在土壤中，一段時間后取出樹脂膜，再用解吸液將樹脂吸附的離子解吸下來，測定解吸液中離子的含量。離子膜插片如何制作非常重要，如果制作材質厚度太大，影響離子交換樹脂膜同土壤的接觸，如果材質厚度太薄則達不到插入土壤所需要的強度，另外離子交換樹脂膜固定在塑料插片上則由于整體體積太大不利于實驗室內分析操作。
[0004]如中國專利文獻CN202676524U(專利號:201220301740)公開了一種土壤養(yǎng)分原位提取儀，包括離子交換樹脂模塊及用于裝載該離子交換樹脂模塊的測試儀，所述測試儀的一端開有卡槽，所述離子交換樹脂模塊通過與所述卡槽相匹配的固定件緊固于卡槽內。該測試儀雖然離子交換樹脂膜可以拆卸，方便對離子膜進行前處理和解析。但仍存在如下不足:1、離子交換樹脂膜模塊是通過卡槽裝到插片上，因為有卡槽結構必需要增加插片的厚度才能實現(xiàn)，影響離子交換樹脂膜與土壤溶液接觸，進而影響到測試效果。2、離子交換樹脂膜模塊通過固定件緊固到卡槽上，實際使用時需要裝卸都較為繁瑣。4、由于使用固定件可能會導致插片平面的不平整加大向土壤中下插的難度，同時也會影響離子交換樹脂膜與土壤溶液接觸。5、因前端有開孔使用塑料材質更難以實現(xiàn)承受插片下插時的強度。


【發(fā)明內容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，以實現(xiàn)其在田間和實驗室內方便使用并能多次重復使用，本發(fā)明還提供一種利用土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片進行測試的方法。
[0006]本發(fā)明的技術方案如下:
[0007]—種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，包括端部呈尖端的長方形不銹鋼插片，在不銹鋼插片上間隔平行設置有離子交換膜模塊，每個離子交換膜模塊包括離子膜載片和離子膜蓋片，離子膜蓋片的面積小于離子膜載片的面積，在離子膜載片和離子膜蓋片之間設置有離子交換樹脂膜，離子交換樹脂膜的形狀、大小與離子膜蓋片的相匹配，離子膜載片與離子膜蓋片粘合呈T型結構；在不銹鋼插片上設置有鏤空安裝槽，鏤空安裝槽貫穿不銹鋼鋼片，在鏤空安裝槽內設置有離子膜載片安裝托，離子膜載片安裝托的外周邊與鏤空安裝槽的內側壁固定連接，離子膜載片安裝托內部設置有通孔；所述的離子膜載片安裝設置在離子膜載片安裝托上。
[0008]本發(fā)明優(yōu)選的，離子膜蓋片的上表面低于不銹鋼插片的表面或與不銹鋼插片表面平齊。
[0009]本發(fā)明優(yōu)選的，不銹鋼插片上的離子交換膜模塊為2-6塊，進一步優(yōu)選的，離子交換膜模塊為3塊。
[0010]本發(fā)明優(yōu)選的，離子膜載片安裝托的底部與離子膜蓋片相對的不銹鋼插片的表面平齊。
[0011]本發(fā)明優(yōu)選的，所述的鏤空安裝槽為圓形、橢圓形或方形，所述離子膜載片安裝托為不銹鋼離子膜載片安裝托，離子膜載片安裝托的形狀與鏤空安裝槽一致，離子膜載片、離子膜蓋片的形狀與離子膜載片安裝托的形狀配合。
[0012]進一步優(yōu)選的，所述的鏤空安裝槽為方形，離子膜載片安裝拖、離子膜載片、離子膜蓋片為方形，離子膜載片安裝托上的通孔為方形通孔。
[0013]本發(fā)明優(yōu)選的，離子膜載片的面積略小于鏤空安裝槽的平面面積。
[0014]本發(fā)明一個優(yōu)選的技術方案，在每個鏤空安裝槽的上方設置有離子交換膜模塊保護蓋，離子交換膜模塊保護蓋通過豎直轉軸或水平轉軸連接在長方形不銹鋼插片上并且位于鏤空安裝槽的邊緣，離子交換膜模塊保護蓋為薄片狀，其形狀、尺寸與鏤空安裝槽相配合，并且蓋住鏤空安裝槽，離子交換膜模塊保護蓋的上表面與長方形不銹鋼插片的表面平齊。
[0015]進一步優(yōu)選的，在長方形不銹鋼插片上，鏤空安裝槽的上方設置有離子交換膜模塊保護蓋槽。
[0016]進一步優(yōu)選的，離子交換膜模塊保護蓋通過水平轉軸連接在長方形不銹鋼插片。
[0017]本發(fā)明另一個優(yōu)選的技術方案，在長方形不銹鋼插片的兩側邊設置有向上凸起的滑道，在滑道內設置有離子交換膜模塊保護蓋，離子交換膜模塊保護蓋的長度大于等于長方形不銹鋼插片的長度。使用時，將長方形不銹鋼插片插入土壤中，然后從上方抽拉離子交換膜模塊保護蓋，即可進行不同層位的土壤養(yǎng)分進行提取，且不擾動土層，不錯層。
[0018]本發(fā)明優(yōu)選的，在長方形不銹鋼插片的頂端設置有把手，所述長方形不銹鋼插片的長度為10?60cm，在離子膜載片和離子膜蓋片之間，離子交換樹脂膜的上下兩端設置有密封膠。
[0019]本發(fā)明優(yōu)選的，所述的離子膜載片為不銹鋼離子膜載片，所述的離子膜蓋片為不銹鋼離子膜蓋片。
[0020]本發(fā)明優(yōu)選的，所述的離子交換樹脂膜為聚乙烯異相離子交換膜。
[0021]進一步優(yōu)選的，所述的離子交換樹脂膜為聚乙烯陽離子交換膜和/或聚乙烯陰離子交換膜。
[0022]所述的離子交換樹脂膜為聚乙烯陽離子交換膜和聚乙烯陰離子交換膜，聚乙烯陽離子交換膜與聚乙烯陰離子交換膜間隔排列設置。
[0023]一種利用上述土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片進行土壤測試的方法，包括步驟如下:
[0024](I)將離子交換膜模塊的離子膜載片嵌入固定在離子膜載片安裝托上，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間形成容納待測土壤的空腔，與不銹鋼插片形成一體結構；
[0025](2)將不銹鋼插片的尖端部垂直插入待測土壤層中；
[0026](3)對把手施加壓力，隨著尖端部不斷進入土層中不銹鋼插片逐漸進入土壤層；
[0027](4)當離子膜模塊進入特定深度土層中，停止施加壓力，此時，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間容納待測土壤的空腔里充滿待測土樣；
[0028](5)取出不銹鋼插片，從不銹鋼插片背面的通孔推出離子膜模塊，進行養(yǎng)分測試。
[0029]本發(fā)明優(yōu)選的，利用上述土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片進行土壤測試的方法，包括步驟如下:
[0030](I)將離子交換膜模塊的離子膜載片嵌入固定在離子膜載片安裝托上，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間形成容納待測土壤的空腔，與不銹鋼插片形成一體結構，離子交換膜模塊保護蓋將離子交換膜模塊覆蓋；
[0031](2)將不銹鋼插片的尖端部垂直插入待測土壤層中；
[0032](3)對把手施加壓力，隨著尖端部不斷進入土層中不銹鋼插片逐漸進入土壤層；
[0033](4)當離子膜模塊進入特定深度土層中，停止施加壓力，然后從上方抽拉離子交換膜模塊保護蓋，此時，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間容納待測土壤的空腔里充滿待測土樣，對不同層位的土壤養(yǎng)分進行提??；
[0034](5)取出不銹鋼插片，從不銹鋼插片背面的通孔推出離子膜模塊，進行養(yǎng)分測試。
[0035]本發(fā)明使用時，將離子交換膜模塊與鏤空安裝槽對接，可以形成一體結構，拆卸方便。
[0036]本發(fā)明的有益效果是:
[0037]1、本發(fā)明結構簡單、使用方便，拆卸方便，可以對不同層位的土壤養(yǎng)分進行提取測試，且不擾動土層，不錯層，測試效率高。
[0038]2、本發(fā)明的離子膜載片與離子膜蓋片粘合呈T型結構，保證了離子交換樹脂膜與土壤溶液充分接觸，使測試效果更加準確，對土壤中養(yǎng)分評估帶來了便利。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1是本發(fā)明的主視結構示意圖；
[0040]圖2是本發(fā)明后視結構示意圖；
[0041]圖3是本發(fā)明離子交換膜模塊正視結構示意圖。
[0042]圖4是本發(fā)明中離子交換膜模塊側視結構示意圖。
[0043]圖5是本發(fā)明中離子交換膜模塊后視結構示意圖。
[0044]圖6是本發(fā)明未裝載離子交換膜模塊的插片正視結構示意圖。
[0045]圖7是本發(fā)明未裝載離子交換膜模塊的插片后視結構示意圖
[0046]其中:1、離子交換膜模塊，2、不銹鋼插片，3、離子膜載片，4、離子交換樹脂膜，5、離子膜蓋片，6、密封膠，7、鏤空安裝槽，8、離子膜載片安裝托，9、通孔。

【具體實施方式】
[0047]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步描述，但本發(fā)明保護范圍不限于此。
[0048]實施例1
[0049]本發(fā)明實施例如圖1 一 7所示，一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，包括端部呈尖端的長方形不銹鋼插片2，在不銹鋼插片上間隔平行設置有離子交換膜模塊1，不銹鋼插片上的離子交換膜模塊為3塊。每個離子交換膜模塊I包括離子膜載片3和離子膜蓋片5，離子膜蓋片5的面積小于離子膜載片3的面積，在離子膜載片3和離子膜蓋片5之間設置有離子交換樹脂膜，離子交換樹脂膜4的形狀、大小與離子膜蓋片5的相匹配，離子膜載片3與離子膜蓋片5粘合呈T型結構；離子交換樹脂膜為聚乙烯陽離子交換膜和聚乙烯陰離子交換膜，聚乙烯陽離子交換膜與聚乙烯陰離子交換膜間隔設置，在不銹鋼插片2上設置有鏤空安裝槽7，鏤空安裝槽7貫穿不銹鋼鋼片2，在鏤空安裝槽7內設置有離子膜載片安裝托8，離子膜載片安裝拖8的外周邊與鏤空安裝槽7的內側壁固定連接，離子膜載片安裝托8內部設置有通孔9 ;所述的離子膜載片3安裝設置在離子膜載片安裝托8上，離子膜蓋片5的上表面低于不銹鋼插片5的表面或與不銹鋼插片表面平齊。離子膜載片安裝托8的底部與離子膜蓋片5相對的不銹鋼插片的表面平齊。
[0050]所述的鏤空安裝槽7為方形，離子膜載片安裝拖8為不銹鋼離子膜載片安裝托，離子膜載片安裝托8、離子膜載片3、離子膜蓋片5為方形，離子膜載片安裝托上的通孔為方形通孔。離子膜載片3的面積略小于鏤空安裝槽的平面面積。所述長方形不銹鋼插片的長度為35cm，在離子膜載片和離子膜蓋片之間，離子交換樹脂膜的上下兩端設置有密封膠。
[0051]離子膜載片為不銹鋼離子膜載片，所述的離子膜蓋片為不銹鋼離子膜蓋片，在長方形不銹鋼插片的頂端設置有把手。
[0052]實施例2
[0053]如實施例1所述的一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，不同之處在于，
[0054]在每個鏤空安裝槽的上方設置有離子交換膜模塊保護蓋，離子交換膜模塊保護蓋通過水平轉軸連接在長方形不銹鋼插片上并且位于鏤空安裝槽的邊緣，離子交換膜模塊保護蓋為薄片狀，其形狀、尺寸與鏤空安裝槽相配合，并且蓋住鏤空安裝槽，離子交換膜模塊保護蓋的上表面與長方形不銹鋼插片的表面平齊。在長方形不銹鋼插片上，鏤空安裝槽的上方設置有離子交換膜模塊保護蓋槽。
[0055]實施例3
[0056]如實施例1所述的一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，不同之處在于，
[0057]在長方形不銹鋼插片的兩側邊設置有向上凸起的滑道，在滑道內設置有離子交換膜模塊保護蓋，離子交換膜模塊保護蓋的長度大于等于長方形不銹鋼插片的長度。使用時，將長方形不銹鋼插片插入土壤中，然后從上方抽拉離子交換膜模塊保護蓋，即可進行不同層位的土壤養(yǎng)分進行提取，且不擾動土層，不錯層。
[0058]實施例4
[0059]利用實施例1所述的土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片進行土壤測試的方法，包括步驟如下:
[0060](I)將離子交換膜模塊的離子膜載片嵌入固定在離子膜載片安裝托上，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間形成容納待測土壤的空腔，與不銹鋼插片形成一體結構；
[0061](2)將不銹鋼插片的尖端部垂直插入待測土壤層中；
[0062](3)對把手施加壓力，隨著尖端部不斷進入土層中不銹鋼插片逐漸進入土壤層；
[0063](4)當離子膜模塊進入特定深度土層中，停止施加壓力，此時，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間容納待測土壤的空腔里充滿待測土樣；
[0064](5)取出不銹鋼插片，從不銹鋼插片背面的通孔推出離子膜模塊，進行養(yǎng)分測試。
[0065]實施例5
[0066]利用實施例3所述的土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片進行土壤測試的方法，包括步驟如下:
[0067](I)將離子交換膜模塊的離子膜載片嵌入固定在離子膜載片安裝托上，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間形成容納待測土壤的空腔，與不銹鋼插片形成一體結構，離子交換膜模塊保護蓋將離子交換膜模塊覆蓋；
[0068](2)將不銹鋼插片的尖端部垂直插入待測土壤層中；
[0069](3)對把手施加壓力，隨著尖端部不斷進入土層中不銹鋼插片逐漸進入土壤層；
[0070](4)當離子膜模塊進入特定深度土層中，停止施加壓力，然后從上方抽拉離子交換膜模塊保護蓋，此時，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間容納待測土壤的空腔里充滿待測土樣，對不同層位的土壤養(yǎng)分進行提?。?br> [0071](5)取出不銹鋼插片，從不銹鋼插片背面的通孔推出離子膜模塊，進行養(yǎng)分測試。
【權利要求】
1.一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，包括端部呈尖端的長方形不銹鋼插片，在不銹鋼插片上間隔平行設置有離子交換膜模塊，每個離子交換膜模塊包括離子膜載片和離子膜蓋片，離子膜蓋片的面積小于離子膜載片的面積，在離子膜載片和離子膜蓋片之間設置有離子交換樹脂膜，離子交換樹脂膜的形狀、大小與離子膜蓋片的相匹配，離子膜載片與離子膜蓋片粘合呈T型結構；在不銹鋼插片上設置有鏤空安裝槽，鏤空安裝槽貫穿不銹鋼鋼片，在鏤空安裝槽內設置有離子膜載片安裝托，離子膜載片安裝托的外周邊與鏤空安裝槽的內側壁固定連接，離子膜載片安裝托內部設置有通孔；所述的離子膜載片安裝設置在離子膜載片安裝托上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，其特征在于，離子膜蓋片的上表面低于不銹鋼插片的表面或與不銹鋼插片表面平齊，不銹鋼插片上的離子交換膜模塊為2-6塊，進一步優(yōu)選的，離子交換膜模塊為3塊，離子膜載片安裝托的底部與離子膜蓋片相對的不銹鋼插片的表面平齊。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，其特征在于，所述的鏤空安裝槽為圓形、橢圓形或方形，所述離子膜載片安裝托為不銹鋼離子膜載片安裝托，離子膜載片安裝托的形狀與鏤空安裝槽一致，離子膜載片、離子膜蓋片的形狀與離子膜載片安裝托的形狀配合。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，其特征在于，所述的鏤空安裝槽為方形，離子膜載片安裝托、離子膜載片、離子膜蓋片為方形，離子膜載片安裝托上的通孔為方形通孔，離子膜載片的面積略小于鏤空安裝槽的平面面積。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，其特征在于，在每個鏤空安裝槽的上方設置有離子交換膜模塊保護蓋，離子交換膜模塊保護蓋通過豎直轉軸或水平轉軸連接在長方形不銹鋼插片上并且位于鏤空安裝槽的邊緣，離子交換膜模塊保護蓋為薄片狀，其形狀、尺寸與鏤空安裝槽相配合，并且蓋住鏤空安裝槽，離子交換膜模塊保護蓋的上表面與長方形不銹鋼插片的表面平齊，在長方形不銹鋼插片上，鏤空安裝槽的上方設置有離子交換膜模塊保護蓋槽。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，其特征在于，在長方形不銹鋼插片的兩側邊設置有向上凸起的滑道，在滑道內設置有離子交換膜模塊保護蓋，離子交換膜模塊保護蓋的長度大于等于長方形不銹鋼插片的長度。使用時，將長方形不銹鋼插片插入土壤中，然后從上方抽拉離子交換膜模塊保護蓋，即可進行不同層位的土壤養(yǎng)分進行提取，且不擾動土層，不錯層。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，其特征在于，在長方形不銹鋼插片的頂端設置有把手，所述長方形不銹鋼插片的長度為10?60cm，在離子膜載片和離子膜蓋片之間，離子交換樹脂膜的上下兩端設置有密封膠。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片，其特征在于，所述的離子膜載片為不銹鋼離子膜載片，所述的離子膜蓋片為不銹鋼離子膜蓋片，所述的離子交換樹脂膜為聚乙烯異相離子交換膜。
9.一種利用權利要求1所述的土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片進行土壤測試的方法，包括步驟如下: (I)將離子交換膜模塊的離子膜載片嵌入固定在離子膜載片安裝托上，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間形成容納待測土壤的空腔，與不銹鋼插片形成一體結構； (2)將不銹鋼插片的尖端部垂直插入待測土壤層中；(3)對把手施加壓力，隨著尖端部不斷進入土層中不銹鋼插片逐漸進入土壤層； (4)當離子膜模塊進入特定深度土層中，停止施加壓力，此時，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間容納待測土壤的空腔里充滿待測土樣； (5)取出不銹鋼插片，從不銹鋼插片背面的通孔推出離子膜模塊，進行養(yǎng)分測試。
10.一種利用權利要求6所述的土壤養(yǎng)分速測用離子膜插片進行土壤測試的方法，包括步驟如下: (1)將離子交換膜模塊的離子膜載片嵌入固定在離子膜載片安裝托上，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間形成容納待測土壤的空腔，與不銹鋼插片形成一體結構，離子交換膜模塊保護蓋將離子交換膜模塊覆蓋； (2)將不銹鋼插片的尖端部垂直插入待測土壤層中； (3)對把手施加壓力，隨著尖端部不斷進入土層中不銹鋼插片逐漸進入土壤層； (4)當離子膜模塊進入特定深度土層中，停止施加壓力，然后從上方抽拉離子交換膜模塊保護蓋，此時，離子交換膜模塊的兩側與鏤空安裝槽之間容納待測土壤的空腔里充滿待測土樣，對不同層位的土壤養(yǎng)分進行提??； (5)取出不銹鋼插片，從不銹鋼插片背面的通孔推出離子膜模塊，進行養(yǎng)分測試。
【文檔編號】G01N1/08GK104390812SQ201410706003
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月27日 優(yōu)先權日:2014年11月27日
【發(fā)明者】魏建林, 江麗華, 譚德水, 崔榮宗, 徐鈺, 石璟, 王梅, 李國生 申請人:山東省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所