本發(fā)明控釋肥養(yǎng)分釋放評價方法領(lǐng)域，尤其涉及一種控釋肥養(yǎng)分經(jīng)膜釋放的動態(tài)表征方法。

背景技術(shù)：

我國是農(nóng)業(yè)大國，肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)資料之一，是農(nóng)民生產(chǎn)投資中最大的物質(zhì)投資，約占其全部生產(chǎn)性支出的50％。聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)的統(tǒng)計表明，20世紀(jì)世界糧食增產(chǎn)的40％～60％來自于肥料的貢獻。為了提高產(chǎn)量，60年來，中國的化肥使用率竟增加了近百倍，據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，2013年化肥生產(chǎn)量7037萬噸，農(nóng)用化肥施用量5912萬噸。我國占有7％的土地，卻使用著全世界35％的化肥，相當(dāng)于美國、印度的總和。雖然我國化肥施用量很高，但和發(fā)達國家相比化肥利用率很低。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，發(fā)達國家氮肥利用率為40％～60％，磷肥為10％～20％，鉀肥為50％～60％。而我國氮肥利用率平均為30％～40％，磷肥為10％～25％，鉀肥為35％～60％。

化肥施用量過高會污染土壤和水源，土壤水溶性養(yǎng)分等物質(zhì)被雨水和農(nóng)田灌水淋溶到地下水及河流中造成部分地區(qū)的地下水及河流污染；會破壞土壤結(jié)構(gòu)，土地開始板結(jié)，板結(jié)會使土壤保持水分、養(yǎng)分的能力變差，影響作物根系生長；會造成產(chǎn)品品質(zhì)下降，作物營養(yǎng)失調(diào)，并且容易腐爛，不能存放；還會導(dǎo)致增產(chǎn)困難，受耕作栽培水平、作物需肥量等因素所限，作物不能獲得很高的產(chǎn)量。

控釋肥(Controlled Release Fertilizer,CRF)是指通過各種機制措施預(yù)先設(shè)定肥料在作物整個生育周期的養(yǎng)分釋放模式，使其養(yǎng)分釋放規(guī)律同作物吸收養(yǎng)分規(guī)律相同步，從而提高肥料利用率的一種新型肥料，它是緩釋肥的高級形式。由于控釋肥具有養(yǎng)分釋放與作物吸收相同步的功能，具有損失小或不損失、施用方便、重施不鹽害作物、對環(huán)境污染小等優(yōu)點。為了解決化肥使用量過高等帶來的一系列問題并參考發(fā)達國家的成功案例和經(jīng)驗，我國也在近幾年逐漸開展緩控釋肥的研究和推廣。2006年科技部首次將“緩控釋肥的研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用”列為重點和優(yōu)先支持的項目寫入“十一五”國家科技支撐計劃；2007年中央一號文件提出要“加快發(fā)展緩控釋肥”；2008年全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心直接向各省下發(fā)《關(guān)于做好緩控釋肥示范推廣工作的通知》，將緩控釋肥上升到實踐階段。2015年農(nóng)業(yè)部制訂了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》。

緩控釋肥的養(yǎng)分釋放是反應(yīng)緩控釋肥質(zhì)量的重要評價指標(biāo)，目前，我國已有采用靜水浸提法(HG/T 4215-2011和HG/T 4216-2011)作為控釋肥養(yǎng)分釋放的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法，但其需要傳統(tǒng)的實驗室常規(guī)分析方法測定氮磷鉀等元素含量，費時費力耗能易污染，且無法表征膜及肥料經(jīng)膜滲透情況，不利于量化研究膜特性、肥料動態(tài)釋放特性及其相互作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種控釋肥養(yǎng)分經(jīng)膜釋放的動態(tài)表征方法，本發(fā)明提供的方法能夠表征肥料經(jīng)膜的釋放情況以及可量化膜的變化。

本發(fā)明提供了一種控釋肥養(yǎng)分經(jīng)膜釋放的動態(tài)表征方法，包括：

將控釋肥待測樣通過顯微紅外光譜儀進行檢測，提取譜圖，分析，得到膜材料厚度以及養(yǎng)分在膜材料內(nèi)的釋放情況；

其中，所述檢測的工作參數(shù)為：掃描范圍4000～500cm^-1；光譜分辨率14～16cm^-1；像素點大小6.25×6.25μm。

優(yōu)選的，所述控釋肥待測樣按照以下方法制備得到：

將靜水浸提或使用過程的控釋肥顆粒冷凍、干燥，切片，得到控釋肥待測樣。

優(yōu)選的，所述冷凍的溫度為-78～-85℃。

優(yōu)選的，所述干燥的溫度為-45～-30℃。

優(yōu)選的，所述切片為將冷凍干燥后的控釋肥顆粒切成厚度為15～25μm控釋肥待測樣。

優(yōu)選的，所述檢測的掃描次數(shù)為3～6次。

優(yōu)選的，所述檢測用檢測器為碲鎘汞陣列檢測器。

優(yōu)選的，所述提取譜圖具體為：

在原始紅外光譜圖的基礎(chǔ)上沿顆粒樣品邊緣由表及里進行光譜提取，并對原始圖譜進行二階導(dǎo)數(shù)方法的計量學(xué)處理，分別提取特征波數(shù)下的單波數(shù)二階導(dǎo)數(shù)光譜圖像及其徑向二階導(dǎo)數(shù)光譜數(shù)據(jù)。

優(yōu)選的，所述二階導(dǎo)數(shù)的計量學(xué)處理中，二階導(dǎo)數(shù)的差分寬度為8～10。

優(yōu)選的，

所述分析為通過對特征波數(shù)為750～1750cm^-1、2250～2500cm^-1和2750～3500cm^-1三個區(qū)域的光譜數(shù)據(jù)進行分析，得到養(yǎng)分在膜材料內(nèi)的釋放情況；

并通過對膜材料的特征波數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)變化得到膜的厚度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種控釋肥養(yǎng)分經(jīng)膜釋放的動態(tài)表征方法，通過將控釋肥待測樣通過顯微紅外光譜儀進行檢測，提取譜圖，分析，得到膜材料厚度以及養(yǎng)分在膜材料內(nèi)的釋放情況；其中，通過選擇所述顯微紅外光譜儀檢測的工作參數(shù)為：掃描范圍4000～500cm^-1；光譜分辨率14～16cm^-1；像素點大小6.25×6.25μm；使得本發(fā)明提供的方法能夠清楚、準(zhǔn)確的表征控釋肥養(yǎng)分的變化情況，而且還能夠量化包覆養(yǎng)分的膜的變化情況，不僅檢測方法方便、快捷，而且測試方法準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施提供的3中供試控釋肥中氮素隨浸提時間累積釋放率曲線；

圖2是本發(fā)明實施例中“金正大-花童”控釋肥隨浸提時間變化的顯微紅外光譜圖；

圖3是本發(fā)明實施例中“金正大-沃夫特”控釋肥隨浸提時間變化的顯微紅外光譜圖；

圖4是本發(fā)明實施例中“Nitrogro-花露”控釋肥隨浸提時間變化的顯微紅外光譜圖；

圖5為本發(fā)明實施例中“金正大-沃夫特”控釋肥隨浸提時間變化時包膜厚度動態(tài)變化結(jié)果。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種控釋肥養(yǎng)分經(jīng)膜釋放的動態(tài)表征方法，包括：

將控釋肥待測樣通過顯微紅外光譜儀進行檢測，提取譜圖，分析，得到膜材料厚度以及養(yǎng)分在膜材料內(nèi)的釋放情況；

其中，所述檢測的工作參數(shù)為：掃描范圍4000～500cm^-1；光譜分辨率14～16cm^-1；像素點大小6.25×6.25μm。

按照本發(fā)明，本發(fā)明將控釋肥待測樣通過顯微紅外光譜儀進行檢測，提取譜圖，分析，得到膜材料厚度以及養(yǎng)分在膜材料內(nèi)的釋放情況；其中，所述掃描范圍優(yōu)選為3800～500cm^-1；所述光譜分辨率優(yōu)選為16cm^-1；所述掃描的次數(shù)優(yōu)選為3～6次，更優(yōu)選為4～5次；所述檢測用檢測器優(yōu)選為碲鎘汞陣列檢測器；所述待測樣的樣品載體優(yōu)選為采用ZnS紅外窗片。

本發(fā)明中，所述控釋肥待測樣按照以下方法制備得到：

將靜水浸提或使用過程的控釋肥顆粒冷凍、干燥，切片，得到控釋肥待測樣；其中，所述冷凍的溫度優(yōu)選為-78～-85℃，更優(yōu)選為-80～-82℃；所述干燥的溫度優(yōu)選為-45～-30℃，更優(yōu)選為-42～-35℃；所述干燥的真空度優(yōu)選為8～15Pa，更優(yōu)選為10～12Pa；所述切片為將冷凍干燥后的控釋肥顆粒切成厚度為15～25μm控釋肥待測樣；其中，本發(fā)明中，冷凍干燥后的控釋肥顆粒疏松程度較高，厚度越小切割難度越大越不易保持包膜及內(nèi)部養(yǎng)分的完整性，但是厚度太后會導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確，本發(fā)明優(yōu)選所述控釋肥待測樣的厚度為20～22μm。

本發(fā)明中，所述提取譜圖優(yōu)選具體為：

在原始紅外光譜圖的基礎(chǔ)上沿顆粒樣品邊緣由表及里進行光譜提取，并對原始圖譜進行二階導(dǎo)數(shù)方法的計量學(xué)處理，分別提取特征波數(shù)下的單波數(shù)二階導(dǎo)數(shù)光譜圖像及其徑向二階導(dǎo)數(shù)光譜數(shù)據(jù)。其中，所述二階導(dǎo)數(shù)的計量學(xué)處理中，二階導(dǎo)數(shù)的差分寬度優(yōu)選為8～10，更優(yōu)選為9；所述緩釋肥的特征波數(shù)優(yōu)選為波數(shù)為750～1750cm^-1、2250～2500cm^-1和2750～3500cm^-1三個區(qū)域。

本發(fā)明中，所述分析為通過對特征波數(shù)為750～1750cm^-1、2250～2500cm^-1和2750～3500cm^-1三個區(qū)域光譜數(shù)據(jù)進行分析，得到養(yǎng)分在膜材料內(nèi)的釋放情況；并通過膜材料的特征波數(shù)的二階導(dǎo)數(shù)變化得到膜的厚度；所述膜材料的特征波數(shù)隨著膜的不同而不同。

本發(fā)明提供的一種控釋肥養(yǎng)分經(jīng)膜釋放的動態(tài)表征方法，通過將控釋肥待測樣通過顯微紅外光譜儀進行檢測，提取譜圖，分析，得到膜材料厚度以及養(yǎng)分在膜材料內(nèi)的釋放情況；其中，通過選擇所述顯微紅外光譜儀檢測的工作參數(shù)為：掃描范圍4000～500cm-1；光譜分辨率14～16cm-1；像素點大小6.25×6.25μm；使得本發(fā)明提供的方法能夠清楚、準(zhǔn)確的表征控釋肥養(yǎng)分的變化情況，而且還能夠量化包覆養(yǎng)分的膜的變化情況，克服了傳統(tǒng)分析方法樣品預(yù)處理繁瑣，測定分析耗時、費力，且需要專業(yè)操作人員的限制，具有快速、便捷、可視化等優(yōu)點；且避免了傳統(tǒng)實驗室分析方法大量使用化學(xué)試劑等產(chǎn)生的二次污染和大量耗能的限制，具有節(jié)能降耗和減少環(huán)境污染的優(yōu)點；此外，本發(fā)明在可視化量化表征肥料養(yǎng)分動態(tài)釋放的同時，可同時可視化量化表征膜材和肥料經(jīng)膜釋放動態(tài)變化，對于膜材、養(yǎng)分釋放研究、工藝裝備優(yōu)化和確?？蒯尫势焚|(zhì)均具有重要意義。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例

一、供試樣品

選取3種代表性控釋肥料，供試肥料的膜材、養(yǎng)分含量等具體參數(shù)如表1所列，表1為供試肥料的相關(guān)參數(shù)；

表1為供試肥料的相關(guān)參數(shù)

二、靜水試驗及氮素累積釋放測定分析

參考有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(HG/T 4216-2011)采用以下試驗方案：

(1)分別稱取3種10.00g控釋肥樣品于150pm(100目)的指形尼龍網(wǎng)袋中，放入裝有200ml超純水的藍蓋瓶中(肥水比1：20)；

(2)將藍蓋瓶置于60℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中靜置培養(yǎng)；

(3)靜水浸提試驗時間持續(xù)312h。取樣時間：分別在1h、12h、24h、144h、312h取浸提液備測；每次做2個平行對照；

(4)每次取樣時將瓶上下?lián)u晃3次，使瓶內(nèi)的溶液濃度盡量一致；然后將尼龍網(wǎng)袋取出，溶液搖勻后分取待測樣品并保存；

(5)用水沖洗尼龍網(wǎng)袋3次，洗滌已釋放出來、吸附在網(wǎng)袋和緩釋肥料表面上的肥料，以免影響下一次培養(yǎng)液的濃度。洗滌后用紙巾將網(wǎng)袋及試料表面的水分吸干，再置于事先放在60℃下裝有200mL超純水的藍蓋瓶中，繼續(xù)放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中培養(yǎng)至下一次取樣。

靜水浸提試驗中使用的主要儀器設(shè)備如表2所列。

表2主要試驗儀器

參照《緩釋/控釋肥料養(yǎng)分釋放期及釋放率的快速檢測方法(HG/T 4216-2011)》、《控釋肥料(HG/T 4215-2011)》等化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文獻，分析浸提液中氮元素釋放特性。

三、控釋肥料氮素釋放特性

采用直接的水浸泡法測定包膜肥料的釋放曲線時，通常情況下，30％以下的測定誤差是允許的。具體結(jié)果見圖1，圖1為本發(fā)明實施提供的3中供試控釋肥中氮素隨浸提時間累積釋放率曲線；從圖中可以看出，3種供試肥料中，金正大-花童的氮素累積釋放率曲線呈拋物線狀，在第13天試驗結(jié)束時氮素累積釋放率平均值為98.65％；金正大-沃夫特的氮素累積釋放率曲線呈倒“L”型，在第13天試驗結(jié)束時氮素累積釋放率平均值為46％；Nitrogro-花露的氮素累積釋放率曲線呈“S”型，在第13天試驗結(jié)束時氮素累積釋放率平均值為64.91％。Nitrogro-花露控釋肥控釋氮素效果最好。Nitrogro-花露的“S”型氮素累積釋放率曲線按養(yǎng)分釋放速率大小，可劃分為3個階段，即緩慢釋放階段、升速階段、降速階段。在第1階段，水蒸氣透過包膜后對包膜的影響較小，而且未能形成飽和養(yǎng)分溶液；在第2階段，包膜被水蒸氣濕潤、膨脹，造成膜上微孔增大，使養(yǎng)分快速擴散出來；隨著養(yǎng)分大量擴散溶出，在第3階段，包膜內(nèi)外的養(yǎng)分濃度呈梯度下降，從而使養(yǎng)分釋放速率變小。

四、基于紅外光譜和顯微成像技術(shù)耦合的控釋肥膜及氮素經(jīng)膜釋放動態(tài)表征

1、預(yù)處理

將步驟二)靜水浸提試驗過程中第1h、12h、24h、6d、13d的控釋肥顆粒在-80℃下預(yù)凍8h后利用冷凍干燥機(ALPHA 1-2plus，Christ公司，德國)進行冷凍干燥，干燥條件為-42℃、10Pa，干燥24h。由于控釋肥顆粒樣品經(jīng)過靜水浸提后包膜內(nèi)部分養(yǎng)分已經(jīng)釋放出去，冷凍干燥后疏松程度較高，厚度越小切割難度越大越不易保持包膜及內(nèi)部養(yǎng)分的完整性；優(yōu)化確定冷凍切片厚度為20μm。

2、光譜采集

采用ZnS紅外窗片作為樣品載體，使用Spotlight 400(美國，PerkinElmer公司)傅里葉變換紅外顯微成像系統(tǒng)，采用液氮冷卻的碲鎘汞(Mercury cadmium telluride,MCT)陣列檢測器，配有CCD可見光相機，同時采集可見光圖像和紅外光譜圖像，工作參數(shù)如表3所列，表3為顯微紅外光譜檢測的工作參數(shù)；

表3

3、3種控釋肥料紅外顯微成像分析

圖2～圖4是3種控釋肥分別在靜水浸提試驗過程中第1h、12h、24h、6day和13day切片的原始顯微透射中紅外光譜圖，其中，圖2是本發(fā)明實施例中“金正大-花童”控釋肥隨浸提時間變化的顯微紅外光譜圖；圖3是本發(fā)明實施例中“金正大-沃夫特”控釋肥隨浸提時間變化的顯微紅外光譜圖；圖4是本發(fā)明實施例中“Nitrogro-花露”控釋肥隨浸提時間變化的顯微紅外光譜圖；其中，圖中由紫到紅顏色越深的地方表示吸光度越大，即養(yǎng)分含量越多，雖然切片不能完整地保留包膜內(nèi)所有養(yǎng)分，但能大致反映一個趨勢，即養(yǎng)分含量逐漸變少，包膜厚度逐漸變小。

在圖2～圖4所述的紅外光譜圖基礎(chǔ)上沿顆粒徑向由表及里所取像素點提取光譜并分別進行分析，結(jié)果表明：

(1)金正大-花童控釋肥：在750～4000cm^-1具有豐富的吸收，主要表現(xiàn)在3個區(qū)域：1000～1750cm^-1，2250～2500cm^-1和2750～3500cm^-1。不同浸提時間下光譜圖有相似的吸收特征，但是各吸收峰的相對吸收強度發(fā)生明顯改變。在1000～1200cm^-1附近出現(xiàn)較強的C-O和Si-O共同振動吸收峰；在1736cm^-1處有很強的-C＝O伸縮振動吸收峰；2855cm^-1附近飽和CH₂對稱伸縮振動出現(xiàn)變緩趨勢，說明飽和烴含量有逐漸減少趨勢；在3300～3450cm^-1處表現(xiàn)出相對較寬的特征峰且隨浸提時間增加峰的走勢逐漸變陡，是由O-H及N-H的伸縮振動引起的。說明包膜組分隨著浸提時間增加發(fā)生改變，某些物質(zhì)含量減少。

原始顯微紅外光譜圖所示，紅色區(qū)域所占面積逐漸減小即包膜內(nèi)養(yǎng)分含量隨時間的增加逐漸減少，因為控釋肥顆粒樣品總養(yǎng)分含量固定，累積釋放到包膜外的養(yǎng)分含量逐漸增加，累積養(yǎng)分釋放率逐漸增加，此結(jié)果與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法測定繪制出的氮素累積釋放率曲線一致；在第1h、12h、24h時，包膜內(nèi)紅色區(qū)域面積逐漸減小，由此表明從浸提1h開始到第24h，釋放到膜外的養(yǎng)分含量顯著增多，大部分養(yǎng)分由包膜內(nèi)部釋放到包膜外，累積養(yǎng)分釋放率明顯增加；與浸提第24h相比，浸提第6d的顯微紅外光譜圖顯示包膜內(nèi)紅色區(qū)域面積驟然減小，表示養(yǎng)分釋放速率增加，大部分養(yǎng)分由包膜內(nèi)部釋放到包膜外，累積養(yǎng)分釋放率明顯增加，與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法測定繪制出的氮素累積釋放率曲線走勢一致。浸提第13d時，包膜內(nèi)紅色區(qū)域面積與第6d相比無顯著增加，且浸提剛開始時包膜內(nèi)養(yǎng)分均勻地分布在膜內(nèi)，而浸提后期養(yǎng)分會移向包膜，分布不再均勻，聚集在包膜附近。

可見，該分析結(jié)果中得到的養(yǎng)分的釋放結(jié)果與步驟三)中得出的氮素的釋放結(jié)果一致，且本發(fā)明提供的方法能夠很好的觀測到薄膜的變化。

(2)金正大-沃夫特控釋肥：采用二階導(dǎo)數(shù)差分寬度為9，對原始圖譜進行二階求導(dǎo)。因為金正大-沃夫特控釋肥的包膜材料是聚乙烯，2925cm^-1波數(shù)下飽和烴CH₂反對稱伸縮振動。以第1h樣品為例，采用Boltzmann方程擬合徑向二階導(dǎo)數(shù)數(shù)值變化曲線。包膜厚度起點(即橫坐標(biāo)原點)為骨架顆粒邊緣上一點。根據(jù)2925cm^-1判定包膜厚度時，因包膜厚度逐漸減少，理論上由表及里飽和烴CH₂減小，故2925cm^-1處二階導(dǎo)數(shù)值沿光譜提取方向減小至負值，至數(shù)值基本不再下降的一點對應(yīng)的厚度界定為包膜層厚度。同一時間下，控釋肥顆粒個體2925cm^-1處二階導(dǎo)數(shù)數(shù)值變化有較大差異，說明存在個體差異；不同時間下，2925cm^-1處二階導(dǎo)數(shù)數(shù)值變化有顯著差異，說明包膜組分中CH₂確實隨著浸提時間的增加發(fā)生著改變。如圖5所示，圖5為本發(fā)明實施例中“金正大-沃夫特”控釋肥隨浸提時間變化時包膜厚度動態(tài)變化結(jié)果，從圖中可以看出，隨著時間的增加，雖然包膜厚度在24h處出現(xiàn)增加，但包膜厚度整體呈減少趨勢，根據(jù)譜圖確定，從第1h到第13天包膜的厚度平均值從78.125um減少到37.5um。原始光譜經(jīng)二階導(dǎo)數(shù)處理特征波數(shù)更加明晰，同時消除了基線漂移。此外，沿光譜提取方向，固定波段處二階導(dǎo)數(shù)值變化規(guī)律表明，隨浸提時間增加，其對應(yīng)的化學(xué)組分由表及里存在明顯差異，包膜所含特征物質(zhì)聚乙烯具有的CH₂官能團含量沿顆粒邊緣由表及里逐漸減少；由此可見，CH₂官能團降解程度由表及里逐漸增大，包膜首先從肥芯接觸的部位開始降解，隨浸提時間增加，由內(nèi)及外依次開始降解。

原始顯微紅外光譜圖所示，紅色區(qū)域所占面積逐漸減小即包膜內(nèi)養(yǎng)分含量隨時間的增加逐漸減少，因為控釋肥顆粒樣品總養(yǎng)分含量固定，累積釋放到包膜外的養(yǎng)分含量逐漸增加，累積養(yǎng)分釋放率逐漸增加，此結(jié)果與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法測定繪制出的氮素累積釋放率曲線相符合；在第1h、12h、24h時，包膜內(nèi)紅色區(qū)域面積逐漸減小，由此表明從浸提1h開始到第24h，釋放到膜外的養(yǎng)分含量顯著增多，大部分養(yǎng)分由包膜內(nèi)部釋放到包膜外，累積養(yǎng)分釋放率明顯增加；與浸提第24h相比，浸提第6d的原始顯微紅外光譜圖顯示包膜內(nèi)紅色區(qū)域面積無顯著減小，表示從浸提24h開始到第6d，釋放到膜外的養(yǎng)分含量未明顯增多，此時間階段范圍內(nèi)累積養(yǎng)分釋放率緩慢增加；浸提第13d時，包膜內(nèi)紅色區(qū)域面積大小與第6d相似，由此可見，從第6d到第13d，僅有少量養(yǎng)分從包膜內(nèi)釋放到膜外，此時間階段范圍內(nèi)氮素累積釋放率無顯著增加。綜上所述，累積養(yǎng)分釋放率增加先快后慢，從浸提第1h到第24h累積養(yǎng)分釋放率迅速增加，從浸提第24h到第6d累積養(yǎng)分釋放率緩慢增加，從浸提第6d到第13d累積養(yǎng)分釋放率基本無明顯增加，此結(jié)果與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法測定繪制出的氮素累積釋放率曲線走勢一致。且浸提剛開始時包膜內(nèi)養(yǎng)分均勻地分布在膜內(nèi)，而浸提后期養(yǎng)分會移向包膜，分布不再均勻，聚集在包膜附近。

可見，該分析結(jié)果中得到的養(yǎng)分的釋放結(jié)果與步驟三)中得出的氮素的釋放結(jié)果一致，且本發(fā)明提供的方法可定量表征靜水浸提試驗過程中金正大-沃夫特控釋肥包膜厚度的動態(tài)變化。

(3)Nitrogro-花露控釋肥：此圖譜表明，在750～4000cm^-1具有豐富的吸收，主要表現(xiàn)在2個區(qū)域：750～1750cm^-1和2750～3500cm^-1。1115cm^-1處醚基的C-O-C峰隨浸提時間增加逐漸變緩；1220cm^-1處存在酯基的C-O峰；1650～1730cm^-1處氨基甲酸酯的C＝O伸縮振動吸收峰隨浸提時間增加先變陡后變緩；2850～2990cm^-1波數(shù)范圍內(nèi)存在CH₃、CH₂官能團振動吸收峰，且隨著靜水浸提試驗時間增加逐漸變緩。

原始顯微紅外光譜圖所示，紅色區(qū)域所占面積逐漸減小即包膜內(nèi)養(yǎng)分含量隨時間的增加逐漸減少，因為控釋肥顆粒樣品總養(yǎng)分含量固定，累積釋放到包膜外的養(yǎng)分含量逐漸增加，累積養(yǎng)分釋放率逐漸增加，此結(jié)果與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法測定繪制出的氮素累積釋放率曲線一致；在第1h、12h、24h時，包膜內(nèi)紅色區(qū)域面積大小相似，由此表明從浸提1h開始到第24h，釋放到膜外的養(yǎng)分含量未顯著增多，累積養(yǎng)分釋放率無明顯增加。與浸提第24h相比，浸提第6d的顯微紅外光譜圖顯示包膜內(nèi)紅色區(qū)域面積驟然減小，表示養(yǎng)分釋放速率增加，大部分養(yǎng)分由包膜內(nèi)部釋放到包膜外，累積養(yǎng)分釋放率明顯增加，與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法測定繪制出的氮素累積釋放率曲線走勢一致。浸提第13d時，包膜內(nèi)紅色區(qū)域面積與第6d相比無顯著增加，由此可見，從第6d到第13d氮素累積釋放率緩慢增加，與根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法測定繪制出的氮素累積釋放率曲線走勢一致。且浸提剛開始時包膜內(nèi)養(yǎng)分均勻地分布在膜內(nèi)，而浸提后期養(yǎng)分會移向包膜，分布不再均勻，聚集在包膜附近。

可見，該分析結(jié)果中得到的養(yǎng)分的釋放結(jié)果與步驟三)中得出的氮素的釋放結(jié)果一致，且本發(fā)明提供的方法能夠很好的觀測到薄膜的變化。

綜上，使用紅外和顯微成像耦合技術(shù)對控釋肥顆粒的包膜厚度、包膜結(jié)構(gòu)及肥料釋放進行表征分析，其得到的養(yǎng)分釋放結(jié)果與步驟三)得到的結(jié)果一致，可見，本發(fā)明提供的方法可以用于控釋肥釋放的表征，而且具有良好的定性及定量分析能力。

以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。