[发明专利]近红外光谱测定次生盐渍土壤中硝酸根离子含量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤监测与光谱学分析领域，具体地涉及一种近红外光谱测定次生盐渍土壤中硝酸根离子(NO₃^—)含量的方法。

背景技术

土壤的次生盐渍化又称“次生盐碱化”，是由于不合理的耕作灌溉或者人为不合理措施而引起的土壤次生盐渍化问题，其大大制约着我国农业的发展。在土壤次生盐渍化问题中硝酸盐的积聚是土壤次生盐渍化的主要特征之一。因此，实时、高效、快速、无损监测土壤的NO₃^—含量以及定量分析对次生盐渍化土壤的形成和修复过程都具有重要的意义。

现有技术中对NO₃^—含量的测定主要有传统化学分析方法、离子色谱法、光学分析法、电化学分析法以及其他方法等。在目前采用的诸多检测方法中，主要存在如下不足之处：1、传统的化学分析法，其是依据NO₃^—在酸性溶液中的氧化还原性质对待测样品进行预先化学反应处理，然后再进行检测，适用于溶液中NO₃^—的检测，并且此方法操作步骤多，分析耗时、耗力，检测结果需要滞后很久才能得到，并且在检测土壤样品时需进行预先的处理，否则存在较大的检测误差，另外，对于有颜色物质干扰时，检测结果也会产生较大误差；2、光学分析法所用仪器复杂，消耗资金较大，需要做标准曲线，并且检测也具有各自的检测限量，超过检测限量也会产生较大的误差；3、化学发光法实验方法步骤一级所用试剂较多，实验方法较为复杂，不易操作及广泛快速推广使用；4、色谱检测法中，如离子色谱法、气相色谱法等常用的色谱法，其精密度高，但所用仪器都为大型仪器，消耗原料和资金都较多。5、其他方法如毛细管电泳法、气相流动分析红外检测法、催化动力学法等也存在方法复杂，不易简便快速操作，结果精密度不高等限制并没有得到广泛的应用。

对于针对次生盐渍化土壤样品中NO₃^—含量的检测使用上述现有技术中得方法均不能达到很好的效果，所以对进一步优化NO₃^—含量的检测，实现实时、高效、快速、无损监测土壤NO₃^—含量以及定量分析存在需求，对次生盐渍化土壤的形成和修复过程都具有重要的意义。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种适用于次生盐渍化土壤样品中NO₃^—含量的检测方法，解决上述现有技术中检测方法耗时、耗力、滞后、消耗药剂且易对土壤原样品造成破坏等不足之处。

发明内容

鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于针对现有技术的不足和次生盐渍化土壤样品中NO₃^—含量检测的需求，解决现有检测方法耗时、耗力、滞后、消耗药剂且易对土壤原样品造成破坏等问题。提供一种利用近红外光谱，主要结合地面高光谱扫描和化学计量学分析对次生盐渍土壤中NO₃^—含量进行快速简单精确的检测的方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种近红外光谱测定次生盐渍土壤中NO₃^—含量的方法,包括首先通过使用高光谱地物波谱仪对多种次生盐渍土壤样品进行近红外光谱数据测试，得到次生盐渍土样品光谱波长与反射率数据，然后建立并优化光谱反射率数据与NO₃^—含量的关系光谱模型；检测时将待测土壤样品的近红外光谱反射数据输入关系光谱模型中，得到该待测土壤样品的NO₃^—含量数值。

进一步地，所述近红外光谱测定次生盐渍土壤中NO₃^—含量的方法中，所述建立光谱反射率数据与NO₃^—含量的关系光谱模型包括以下步骤：

步骤1、收集多种不同次生盐渍土壤样品，按照标准方法对土壤样品进行NO₃^—含量的检测；

步骤2、将步骤1中次生盐渍土壤样品进行近红外光谱数据测试，得到次生盐渍土样品光谱波长与反射率数据；

步骤3、将步骤1和步骤2中次生盐渍土壤样品光谱数据随机对应抽取三分之二，建立光谱反射率数据与NO₃^—含量的关系光谱模型；

步骤4、将步骤3得到的关系光谱模型进行精度优化和评价。