[發(fā)明專利]近紅外快速檢測(cè)有機(jī)肥有效成分含量的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710704251.1
• 申請(qǐng)日: 2017-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN107300535A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任蘭天;唐飛;駱貴排;劉慶;王彬彬;梅艷艷;丁洋;張從軍;崔桂俠;王杰;李毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽萊姆佳生物科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N21/359
• 分類號(hào): G01N21/359
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)肥有效成分含量的檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種近紅外快速檢測(cè)有機(jī)肥有效成分含量的方法。

背景技術(shù)

有機(jī)肥有效成分含量是衡量有機(jī)肥質(zhì)量的重要指標(biāo)，傳統(tǒng)的化學(xué)測(cè)試方法時(shí)間長(zhǎng)、費(fèi)用高、操作繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種近紅外快速檢測(cè)有機(jī)肥有限成分含量的方法，以解決上述技術(shù)問題。

本發(fā)明利用近紅外光譜技術(shù)結(jié)合譜圖處理技術(shù)和最小二乘法進(jìn)行模型的建立，實(shí)現(xiàn)了對(duì)秸稈腐熟程度的定量分析。模型判別準(zhǔn)確率能夠達(dá)到90％以上，穩(wěn)定性和重現(xiàn)性極高，該方法被證明在有機(jī)肥含量判斷上具有較大的應(yīng)用價(jià)值和非常樂觀的應(yīng)用前景。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種近紅外快速檢測(cè)有機(jī)肥有效成分含量的方法，其特征在于，包括以下步驟：樣品收集、獲取近紅外光譜、測(cè)定參數(shù)、建立數(shù)學(xué)模型、模型驗(yàn)證及調(diào)試、現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)；

樣品收集：

收集不同地區(qū)不同品牌的顆粒狀有機(jī)肥，共獲得樣品256個(gè)；

獲取近紅外光譜：

利用Thermo光傅里葉漫反射紅外光譜儀分別采集樣品的近紅外光譜，每個(gè)樣品重復(fù)采集15-30次取其平均光譜；

測(cè)定參數(shù)包括對(duì)氮磷鉀、有機(jī)質(zhì)、水分、pH值的測(cè)定：

按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY525-2002的要求，氮采用全量蒸餾滴定法、磷采用磷釩鉬黃光度法、鉀采用火焰光度計(jì)法、有機(jī)質(zhì)采用灼燒法、pH用pH計(jì)測(cè)定、水分含量采用烘干法；

建立數(shù)學(xué)模型：

將206個(gè)樣品的近紅外光譜與有機(jī)肥有效成分含量建立對(duì)應(yīng)的相關(guān)模型，建立模型的決定系數(shù)R²為0.9765、0.9825、0.9612、0.9763、0.9629；

模型驗(yàn)證：

取有機(jī)肥樣品100個(gè)，獲取它們的近紅外光譜，通過建立的模型計(jì)算出對(duì)應(yīng)氮磷鉀、有機(jī)質(zhì)、pH值、水分含量，并將樣品同時(shí)送到實(shí)驗(yàn)室利用化學(xué)方法有機(jī)肥有效成分含量，將結(jié)果進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證；驗(yàn)證系數(shù)分別為0.9878、0.9901、0.9769、0.9568、0.9767。

現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)：

將建好的模型預(yù)裝進(jìn)近紅外快速檢測(cè)設(shè)備，在現(xiàn)場(chǎng)開機(jī)后即可快速檢測(cè)有機(jī)肥的氮磷鉀、有機(jī)質(zhì)、pH值、水分含量。

作為優(yōu)選，由206個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建立近紅外檢測(cè)模型，每隔1個(gè)月進(jìn)行20個(gè)樣品的驗(yàn)證，并將20個(gè)樣品的驗(yàn)證數(shù)據(jù)和原有的256個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)合并再次建立近紅外檢測(cè)模型，模型的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)得到不斷補(bǔ)充。

近紅外分析光譜技術(shù)與計(jì)算機(jī)算法技術(shù)的有機(jī)結(jié)合是解決復(fù)雜混合物定量分析的一個(gè)嶄新思路，它突破了復(fù)雜物系統(tǒng)分析的傳統(tǒng)技術(shù)路線，使混合物分析能夠微觀定量各組分特性。本發(fā)明的近紅外快速檢測(cè)有機(jī)肥有效成分含量的方法以及建立的建立近紅外技術(shù)分析模型，為秸稈利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明利用近紅外光譜儀，對(duì)有機(jī)肥進(jìn)行近紅外光譜掃描，與相關(guān)有效成分含量的相關(guān)指標(biāo)建立一個(gè)一一對(duì)應(yīng)模型，此模型的建立可以快速的對(duì)有機(jī)肥有效成分含量進(jìn)行檢測(cè)，信息簡(jiǎn)潔又豐富，無需樣品的化學(xué)處理，綠色環(huán)保，性能可靠，無相關(guān)耗材和維修成本，降低了運(yùn)行成本和環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)省了大量的人力、物力、財(cái)力，經(jīng)濟(jì)效益高。

本方法簡(jiǎn)單快捷，可在半分鐘內(nèi)檢測(cè)有機(jī)肥有效成分含量，綜合擬合度可達(dá)95.3％。

附圖說明

圖1為有機(jī)肥近紅外光譜庫(kù)；

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但下述實(shí)施例僅僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非全部?；趯?shí)施方式中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明提供一種基于近紅外光譜技術(shù)的有機(jī)肥有效成分含量最小二乘法分析方法，該方法包括如下步驟：

1、獲取有機(jī)肥樣品

2、取樣及樣品物理處理

3、獲取光譜及譜圖預(yù)處理

4、建立數(shù)據(jù)模型

5、對(duì)已經(jīng)建立數(shù)據(jù)模型進(jìn)行算法驗(yàn)證，確定最佳算法

6、對(duì)驗(yàn)證樣品進(jìn)行檢測(cè)

步驟一：從不同廠家、不同區(qū)域、不同原料獲取有機(jī)肥產(chǎn)品

步驟二：將顆粒狀有機(jī)肥產(chǎn)品匯總。

步驟三：使用近紅外光譜儀進(jìn)行掃描獲取光譜數(shù)據(jù)；