[发明专利]消除水分对近红外光谱检测土壤全氮含量影响的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光谱检测技术领域，具体涉及一种消除水分对近红外光谱检测土壤全氮含量影响的方法。

背景技术

土壤全氮含量是最重要的土壤养分之一，许多研究探索了使用近红外光谱技术检测土壤全氮含量的模型，模型精度达到了相当高的水平。

近红外光谱(Near Infrared Reflectance Spectroscopy简称NIRS)分析法可以用来预测土壤中的全氮水平，其基本过程是：首先选取适宜的样本集，光谱扫描，建立土壤氮素的定标模型,也就是建立近红外光谱数据与实验室标准分析测定的土壤样品氮素成分数值的相关回归方程。然后，根据待测样品的光谱特征，利用相应的定标模型对土壤氮素水平进行预测。但是由于土壤水分对近红外光有强烈吸收，土壤水分的存在大大影响了基于近红外光谱的土壤氮素检测精度。

近红外光谱分析主要分为透射光谱分析和漫反射光谱分析。透射光谱分析使用近红外的短波区域（0.8～1.2μm），主要用于对液体状样品或透过率较大的样品进行分析；漫反射光谱分析使用近红外的长波区域（1.4～2.5μm），主要用于对粉末状样品或固体样品进行分析。近红外光谱分析的主要优点是：分析速度快、对于单个光谱可进行多种组分的分析、不消耗样品、没有化学污染等。

发明专利“一种土壤全氮全磷联合测定的方法”包括土壤同步消煮预处理，土壤待测液制备，土壤全氮全磷含量测定三个步骤。发明的优点：避免了土壤重复称样和消煮，简化实验操作流程；土壤消化处理所使用的加速剂改为硫酸钾硫酸铜，避免了硒粉对人体的毒害作用；土壤全氮全磷测定采用连续流动注射分析仪测定，提高了准确性和精密度。但是普通人员无法掌握专业化学的操作流程。

发明专利“基于近红外光谱技术的无损测量土壤养分含量的方法”，采用5种方法建立了预测土壤养分参数的模型，但是需要繁琐的土样预处理过程，并配合ASD光谱仪才能完成养分预测，整个过程都需要在电脑的控制下完成。可见这些研究也存在一些问题，主要表现在土壤水分会对土壤全氮含量预测带来严重干扰，需要繁琐的预处理过程，以消除土壤水分对土壤氮、磷等营养元素含量的预测精度。

发明内容

（一）所要解决的技术问题

本发明通过提供一种近红外光谱分析土壤含氮含量的方法，在不降低检测精度的前提下，减少预处理过程，消除土壤水分对测量的影响。

（二）技术方案

本发明提供了一种消除水分对近红外光谱检测土壤全氮含量影响的方法，该方法包括：

S1、对土壤样本集进行光谱扫描，获得预定波长范围内土壤样本集中各土壤样本的近红外吸光度值

其中，k是土壤样本序号，k=1，...,n，n是土壤样本集中样本的数量，j是波长；

S2、利用波长为1450nm和1940nm处的吸光度值计算归一化水分吸收指数MAI：MAIk=A1940k-A1450kA1940k+A1450k×100;]]>

其中，和分别是第k个土壤样本在1940nm和1450nm处的吸光度值；

S3、将所述MAI划分为预设的若干个梯度：≤MAIT₁，(MAIT₁,MAIT₂]，...,(MAIT_i-1,MAIT_i]，...,（MAIT_m-2，MAIT_m-1］，>MAIT_m-1，同时确定不同MAI梯度的土壤吸光度的修正系数λ_i：