[發(fā)明專利]消除水分對近紅外光譜檢測土壤全氮含量影響的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310042495.X
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103134770A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李民贊;安曉飛;鄭立華;劉玉萌;孫紅;楊瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N21/35
• 分類號: G01N21/35
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光譜檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種消除水分對近紅外光譜檢測土壤全氮含量影響的方法。

背景技術(shù)

土壤全氮含量是最重要的土壤養(yǎng)分之一，許多研究探索了使用近紅外光譜技術(shù)檢測土壤全氮含量的模型，模型精度達到了相當(dāng)高的水平。

近紅外光譜(Near?Infrared?Reflectance?Spectroscopy簡稱NIRS)分析法可以用來預(yù)測土壤中的全氮水平，其基本過程是：首先選取適宜的樣本集，光譜掃描，建立土壤氮素的定標(biāo)模型,也就是建立近紅外光譜數(shù)據(jù)與實驗室標(biāo)準(zhǔn)分析測定的土壤樣品氮素成分數(shù)值的相關(guān)回歸方程。然后，根據(jù)待測樣品的光譜特征，利用相應(yīng)的定標(biāo)模型對土壤氮素水平進行預(yù)測。但是由于土壤水分對近紅外光有強烈吸收，土壤水分的存在大大影響了基于近紅外光譜的土壤氮素檢測精度。

近紅外光譜分析主要分為透射光譜分析和漫反射光譜分析。透射光譜分析使用近紅外的短波區(qū)域（0.8～1.2μm），主要用于對液體狀樣品或透過率較大的樣品進行分析；漫反射光譜分析使用近紅外的長波區(qū)域（1.4～2.5μm），主要用于對粉末狀樣品或固體樣品進行分析。近紅外光譜分析的主要優(yōu)點是：分析速度快、對于單個光譜可進行多種組分的分析、不消耗樣品、沒有化學(xué)污染等。

發(fā)明專利“一種土壤全氮全磷聯(lián)合測定的方法”包括土壤同步消煮預(yù)處理，土壤待測液制備，土壤全氮全磷含量測定三個步驟。發(fā)明的優(yōu)點：避免了土壤重復(fù)稱樣和消煮，簡化實驗操作流程；土壤消化處理所使用的加速劑改為硫酸鉀硫酸銅，避免了硒粉對人體的毒害作用；土壤全氮全磷測定采用連續(xù)流動注射分析儀測定，提高了準(zhǔn)確性和精密度。但是普通人員無法掌握專業(yè)化學(xué)的操作流程。

發(fā)明專利“基于近紅外光譜技術(shù)的無損測量土壤養(yǎng)分含量的方法”，采用5種方法建立了預(yù)測土壤養(yǎng)分參數(shù)的模型，但是需要繁瑣的土樣預(yù)處理過程，并配合ASD光譜儀才能完成養(yǎng)分預(yù)測，整個過程都需要在電腦的控制下完成?？梢娺@些研究也存在一些問題，主要表現(xiàn)在土壤水分會對土壤全氮含量預(yù)測帶來嚴重干擾，需要繁瑣的預(yù)處理過程，以消除土壤水分對土壤氮、磷等營養(yǎng)元素含量的預(yù)測精度。

發(fā)明內(nèi)容

（一）所要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明通過提供一種近紅外光譜分析土壤含氮含量的方法，在不降低檢測精度的前提下，減少預(yù)處理過程，消除土壤水分對測量的影響。

（二）技術(shù)方案

本發(fā)明提供了一種消除水分對近紅外光譜檢測土壤全氮含量影響的方法，該方法包括：

S1、對土壤樣本集進行光譜掃描，獲得預(yù)定波長范圍內(nèi)土壤樣本集中各土壤樣本的近紅外吸光度值

其中，k是土壤樣本序號，k=1，...,n，n是土壤樣本集中樣本的數(shù)量，j是波長；

S2、利用波長為1450nm和1940nm處的吸光度值計算歸一化水分吸收指數(shù)MAI：MAIk=A1940k-A1450kA1940k+A1450k×100;]]>

其中，和分別是第k個土壤樣本在1940nm和1450nm處的吸光度值；

S3、將所述MAI劃分為預(yù)設(shè)的若干個梯度：≤MAIT₁，(MAIT₁,MAIT₂]，...,(MAIT_i-1,MAIT_i]，...,（MAIT_m-2，MAIT_m-1］，>MAIT_m-1，同時確定不同MAI梯度的土壤吸光度的修正系數(shù)λ_i：