玉米中氮磷钾元素检测方案(激光产品)

玉米与传统的水稻、小麦等粮食作物相比具有很强的耐旱性、耐寒性以及极好的环境适应性。玉米的营养价值较高，是优良的粮食作物。同时也是畜牧业、养殖业、水产养殖业等的重要饲料来源。玉米生长在正确的时间需要正确的营养元素，才能获得最佳的结果。玉米的营养成分比较全面，一般含有蛋白质、脂、糖类, 还含有胡萝卜素、维生素B1、B2和尼克酸以及谷固醇、卵磷脂、维生素E、赖氨酸等。玉米中的主要元素有N、P、K等有机元素，另外还有Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素。 氮元素是植物生长的必需养分之一，它是每个活细胞的组成部分，植物需要大量的氮。如果氮元素缺乏植物往往会表现为生长缓慢，植株矮小，叶片薄而小，叶色缺绿发黄。生长后期缺氮则表现为穗短小，籽粒不饱满。磷元素能够促进花芽分化，促进幼苗根系生长和改进果实品质。缺少磷元素会导致幼芽和根系生长缓慢，植株矮小，夜色暗绿无光泽。钾元素能够促进植株茎秆健壮，改善果实品质，增强植株抗寒能力，提高果实的糖分和维生素C的含量。缺少钾元素，植株会出现老叶，碳水化合物代谢受到干扰，光合作用收到抑制，而呼吸作用加强。植株抗逆性减弱，易受病害的侵袭，果实品质下降，着色不良。缺少氮元素的状态缺少磷元素的状态缺少钾元素的状态本文重点研究玉米中氮磷钾元素的检测手段，光谱特性，元素分布特征，元素含量定量计算等。基于元素的检测，目前最好、最快捷的方法就是激光诱导击穿光谱（LIBS）技术。样品无需前处理，无污染。检测限可达ppm级，测量的元素可覆盖元素周期表中的大部分元素。 我们取玉米籽粒，沿中心切开后，即可实验，整个过程简单快速，无需前处理。放在工作台上直接进行实验。实验仪器我们选择EcoChem激光光谱元素分析系统，该系统采用LIBS技术。激光能量200mJ@1064nm，能量输出0-100%可调；重现率20Hz；光斑大小20-200μm连续可调；检测器谱宽190-1040nm。 查询EcoChem激光光谱元素分析系统内置的ElementLIBS元素识别数据得知氮磷钾的元素特征峰分别为746.831nm，253.561nm和766.49nm。通过实验得知元素信息清晰，谱线特征明显。磷元素的检测氮元素的检测 钾元素的检测PLS多变量定量模型通过玉米标准物质以及系统内置的PLS多变量定量模型（可减少基质中的影响因素，提高分析计算的准确性）的运算，如右上图，我们可以建立玉米中氮磷钾元素的定标拟合曲线，相关系数达0.96，比较理想，可作为氮磷钾元素含量预测的定标曲线，快速大量对待测玉米的元素含量进行计算。 我们继续针对玉米籽粒进行实验，测量内部切面氮磷钾元素的分布富集情况。实验时为了得到更好的信号，我们采用0.8μs为延迟时间，80%能量输出，光斑100μm，10次脉冲的信号累加。实验结果如下图所示，暖色区为元素富集区域，冷色区元素含量较低。实验得知，不同元素在玉米籽粒内部富集的区域有所不同。EcoChem激光光谱元素分析系统因具有无需前处理，无污染，全元素快速测量，样品消耗量小，可在线分析，准确度高，功能多等特点，必将在玉米的元素检测，含量测定，品质鉴定等诸多方面发挥重要的作用。同时此方法也可以引用到其他多种粮食和作物的检测领域。1END1