[发明专利]一种基于近红外透射-漫反射光谱规模化奶牛场粪液中总氮的检测方法

说明书

本发明公开了一种基于近红外透射‑漫反射光谱规模化奶牛场粪液中总氮的检测方法，包括：(1)准备不同浓度实验用规模化奶牛场粪液样品；(2)检测每个样品的总氮含量，得到粪液样品总氮浓度矩阵；(3)扫描每个样品的透射近红外光谱和漫反射光谱，得到光谱矩阵A、B；(4)将A、B放入一列进行融合，得到粪液样品的透射‑漫反射近红外光谱矩阵；(5)将透射‑漫反射近红外光谱矩阵与总氮浓度矩阵建立定量分析模型；(6)将未知粪液样品进行透射近红外光谱和漫反射近红外光谱扫描，得到光谱矩阵M和N，对M、N融合，得到未知粪液样品透射‑漫反射近红外光谱矩阵，将未知粪液样品透射‑漫反射近红外光谱矩阵代入定量分析模型，得到未知粪液样品中总氮含量。

技术领域

本发明属于规模化牛养殖领域，尤其是涉及一种基于近红外透射-漫反射光谱规模化奶牛场粪液中总氮的检测方法。

背景技术

现阶段，粪液无害化处理后安全还田是解决我国规模化奶牛场环境问题的重要路径，缺少氮磷快速检测方法是造成粪液还田难的重要技术瓶颈。近年来国家各职能部委密集出台的政策性文件中明确指出要健全粪污还田利用和检测方法标准体系，因此建立快速检测方法对指导粪肥科学还田、防治粪污污染具有重要意义。近红外光谱作为一种快速、便捷、可实现在线检测的方法已被用于粪污中总氮的检测，从目前发表的论文和申请的专利来看，基本都采用的是近红外漫反射光谱对养殖场粪污进行检测。但粪液是一种复杂的浑浊体系，对光具有强散射性，因此仅通过近红外漫反射光谱可能无法完全提取与总氮相关的特征信息。

发明内容

本发明针对规模化奶牛场粪液，提供一种基于近红外透射-漫反射光谱总氮的检测方法，该检测方法同时包含了奶牛粪液复杂体系透射和漫反射的光谱信息，相对单一的漫反射光谱，该方法能有效提取样品中与总氮相关的特征信息，该方法简易、科学、分析效率和分析精度高。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于近红外透射-漫反射光谱规模化奶牛场粪液中总氮的检测方法，包括以下步骤：

(1)准备不同浓度实验用规模化奶牛场粪液的样品；

(2)检测每个所述样品中的总氮含量，得到实验用规模化奶牛场粪液样品的总氮浓度矩阵；

⑶分别扫描每个所述样品的近红外透射光谱和近红外漫反射光谱，得到实验用规模化奶牛场粪液样品的近红外透射光谱矩阵A和近红外漫反射光谱矩阵B；

(4)将步骤⑶得到的所述近红外透射光谱矩阵A和近红外漫反射光谱矩阵B放入一列进行融合，得到规模化奶牛场粪液样品的近红外透射-漫反射光谱矩阵；

⑸将步骤(4)中得到的所述近红外透射-漫反射光谱矩阵与步骤(2)中得到的所述总氮浓度矩阵采用偏最小二乘法建立定量分析模型；

⑹将规模化奶牛场未知粪液样品进行近红外透射光谱和近红外漫反射光谱扫描，得到规模化奶牛场未知粪液样品的近红外透射光谱矩阵M和近红外漫反射光谱矩阵N，采用步骤(4)的方法对所述近红外透射光谱矩阵M和近红外漫反射光谱矩阵N进行融合，得到规模化奶牛场未知粪液样品的近红外透射-漫反射光谱矩阵，将规模化奶牛场未知粪液样品的近红外透射-漫反射光谱矩阵代入步骤⑸中的定量分析模型，得到规模化奶牛场未知粪液样品中总氮的含量。

而且，所述的近红外透射光谱优选波段为4400-4800cm^-1。

而且，所述的近红外漫反射光谱采用的波段是：4000-12000cm^-1。

上述方法中，采用凯氏定氮仪检测每个所述样品中的总氮含量。

本发明的优点及有益效果如下：