[发明专利]一种土壤总含磷量检测装置以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤检测领域，具体涉及一种土壤总含磷量检测装置以及方法。

背景技术

磷是植物生长发育所必需的营养元素，土壤总含磷量是鉴别土壤肥力的重要指标，如果土壤总含磷量很低，作物缺磷的可能性很大。。

土壤中的总含磷量主要取决于成土母质类型、风化程度和土壤中磷的淋出情况，在耕地土壤中，总含磷量还受到人为因素如耕作栽培等过程的影响。一般来说，随着风化作用的进行，土壤总含磷量呈下降趋势。土壤中磷可分为土壤无机磷和土壤有机磷，土壤无机磷是土壤磷的主体，多数情况下，旱地土壤中无机磷可占总含磷量的70％以上，在水稻土中无机磷可占总含磷量55％～70％；从世界范围看，土壤有机磷占总含磷量的比例多在15％～80％，我国土壤有机磷一般占总含磷量的20％～50％，但在森林和草原植被下发育的土壤也有达到50％～80％的。土壤有机磷与无机磷之间存在矿化与生物固定两个方向相反的过程。

申请号为200910077709.0的发明公开了一种测定土壤中速效磷含量的方法。该方法包括以下步骤：1)各待测土壤样品用浸提剂浸提，得到浸提液；所述浸提剂是pH值为8.0-8.5的0.5mol·L^-1的NaHCO₃溶液；2)各上述步骤1)的浸提液过滤，在滤液中依次加入试剂A和试剂B，得到反应液，将反应液进行色度值或吸光度值比较，得出待测土壤样品中速效磷的含量；所述试剂A是钼酸铵的酸溶液；所述试剂B是将氯化亚锡的酸溶液和甘油混合得到的。

申请号为200810023902.1的发明公开了一种基于图像分析的土壤速效磷的测定方法，将含磷待测液与显色剂反应进行，显示出蓝色，其蓝色深浅可以用蓝色度来表征，蓝色度与磷含量呈高度线性相关。利用图像分析软件获取土壤待测液以及标样的图像平均蓝色度，建立标样的浓度与标样的平均蓝色度值的线性方程Y＝A-BX(这里Y为标样的浓度，X为标样的平均蓝色度值，A，B为常数)。将待测液的平均蓝色度值代入上述方程，获取含磷待测液的磷浓度，再算出土壤速效磷的含量。

测量土壤的总磷含量是了解土壤肥力的重要途径，获取土壤总磷含量信息对于农业和环境等方面的研究很有意义。现有技术中通常采用钼锑抗比色法测定磷含量，测量过程费时、费力、耗材成本高，且中间过程容易产生化学污染。

因此，需要提供一种能够快速、准确地检测土壤中总磷含量的方法。

发明内容

本发明提供了一种土壤总含磷量检测方法，操作简单，能够快速准确地实现土壤样品中总含磷量的检测。

一种土壤总含磷量检测装置，包括：

用于放置土壤样品的暗箱；

用于向暗箱中的土壤样品发射检测光的光照模块；

用于接收土壤样品反射光的光谱采集模块；

用于接收并处理来自所述光谱采集模块的信号的光谱处理模块；

所述光照模块包括在光路上依次布置的LED点光源阵列、反射盖、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜以及输出光纤，所述LED点光源阵列包括400nm、460nm、540nm、740nm、850nm、950nm、980nm和1070nm的LED点光源各一盏，所有LED点光源呈圆环形排列且均匀分布。

土壤样品置于所述暗箱中，所述光照模块向暗箱中的土壤样品发射特定波长的检测光，所述光谱采集模块采集不同波长处土壤样品的反射光，所述光谱处理模块接收所述的反射光，提取不同波长的反射光的反射率，利用式Y＝1028X₁-982X₂-1848X₃+6194X₄-3779X₅-505.64X₆-140.89X₇+115.78X₈+12.63计算得到土壤样品总含磷量。

土壤样品置于所述暗箱内，隔离外界光线，避免外界光线对土壤样品反射光的采集形成干扰，提高土壤样品总含磷量检测结果的准确性。

所述LED点光源发出特定波长的光，经反射盖反射后，由第一聚焦透镜变为平行光，该平行光经第二聚焦透镜聚焦后，进入输出光纤，由输出光纤传递至暗箱中所述土壤样品的上方。

作为优选，每盏LED点光源的光轴沿光路方向与所述圆环形的轴线成45度夹角。

所述每盏LED点光源的光轴与所述圆环形的轴线成45度夹角，所述每盏LED点光源发出的光经所述反射盖反射后进入第一聚焦透镜，变为平行光。