[發明專利]一種溫室作物氮鉀測量微電極及氮鉀測量方法

有效

• 申請號: 201110364562.0
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102393414A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 左志宇;毛罕平;張曉東;倪紀恒;朱文靜;胡靜;韓綠化;鄒升;姚舟華
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01N27/333
• 分類號: G01N27/333;G01N27/36;G01N27/49
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于溫室制造技術領域，特別涉及一種溫室作物氮鉀測量微電極及測量方法，對溫室作物中的氮鉀含量進行測量。

背景技術

溫室生產的作物，出產量大、需肥量多且土壤肥力消耗高，施肥主要由人工控制，經常會出現氮、鉀等主要營養元素比例失調和缺素癥狀，直接影響作物的產量和品質。有些生產者為了避免缺素問題的發生，過量施用氮、鉀肥，不僅造成肥料的浪費和環境污染，而且也會引起作物品質的降低，甚至減產。

傳統的作物營養診斷方式都是以生產者經驗和實驗室常規測試為主。憑經驗診斷營養是否豐缺的不足之處是需要到癥狀比較明顯時才能做出判斷，而此時可能已經對作物造成了傷害。有些因為肥料過量或不足造成的傷害不可逆轉；因此，人工診斷存在主觀性和個體差異性，容易發生誤診。實驗室常規測試方法主要有葉色卡片法、化學診斷法、肥料窗口施用診斷法和酶學診斷法等，這些傳統的測試手段會對作物產生破壞，影響作物生長，而且在取樣、測定、數據分析等方面需要耗費大量的人力、物力，時效性差。

微電極測量營養離子濃度快速、方便，如中國專利號為200820228434.7，名稱為“一種硝酸根離子選擇性微電極”；中國專利號為200820228429.6，名稱為“一種銨離子選擇性復合微電極”；尹曉明等2009年在《植物營養與肥料學報》第15卷第3期公開的一種雙阻銨根離子選擇性微電極測定水稻葉片細胞中銨根離子的濃度；賈莉君等2005年在《土壤學報》第42卷第3期公開的一種雙阻離子選擇性測定活體不結球小白菜葉片細胞中硝酸根離子的濃度；上述這些公開的技術方案的不足之處是只能檢測銨根離子或硝酸根離子單一離子的濃度，而由于作物體內同時存在多種離子，其它離子會給選擇性電極帶來干擾，營養虧缺會引起植株體內營養元素離子發生顯著的變化，且營養元素離子濃度之間相互影響明顯，所以檢測單一離子濃度，無法消除主要干擾離子的影響，無法反應作物真實的營養狀況。

發明內容

本發明的目的是為了克服上述現有技術的缺陷而提供一種溫室作物氮鉀測量微電極，可以同時測量作物體內微小區域硝酸根離子、銨根離子和鉀離子的濃度。本發明的另一目的是提供溫室作物氮鉀測量方法，采用所述微電極快速、高精度地檢測作物微小區域的氮、鉀含量。

本發明溫室作物氮鉀測量微電極采用的技術方案是：多管微玻璃管是由四根微玻璃管軸向平行地緊密形成，下端拉制成錐形，多管微玻璃管的第一、第三、第四根微玻璃管內的下端錐端處分別充有硝酸根離子敏感劑、銨根離子敏感劑、鉀離子敏感劑，第二根微玻璃管內整個充有參比內充液，硝酸根離子敏感劑、銨根離子敏感劑、鉀離子敏感劑上部液面相連地分別充有硝酸根離子內充液、銨根離子內充液、鉀離子內充液；硝酸根離子內充液、參比內充液、銨根離子內充液、鉀離子內充液中分別插有硝酸根離子信號線、參比信號線、銨根離子信號線、鉀離子信號線；各所述信號線分別從多管微玻璃管外部伸入且通過密封膠固定連接多管微玻璃管的上口；硝酸根離子信號線、銨根離子信號線、鉀離子信號線分別連接高阻微電極放大器第二通道輸入端，參比信號線連接同一臺高阻微電極放大器第一通道輸入端。

本發明溫室作物氮鉀測量微電極的測量方法采用的技術方案是：先將多管微玻璃管的下端錐端插入溫室作物待測部位，在硝酸根離子信號線、銨根離子信號線（11）、鉀離子信號線分別與參比信號線之間產生硝酸根離子濃度信號電壓V1、銨根離子濃度信號電壓V2、鉀離子濃度信號電壓V3；再利用公式分別計算出各離子濃度：

lg（硝酸根離子濃度）＝k11×V1?+?k12×V2?+?k13×V3?+?e11?+?e12?+?e13；?（1）??????

lg（銨根離子濃度）＝k21×V1?+?k22×V2?+?k23×V3?+?e21?+?e22?+?e23；???（2）

lg（鉀離子濃度）＝k31×V1?+?k32×V2?+?k33×V3?+?e31?+?e32?+?e33；?????（3）