湖南农业大学农学院/中国南方粮油作物协同创新中心, 湖南 长沙 410128
油菜是我国第一大国产植物油来源, 大田生产中需要施加适量的微肥以提高产量和品质。 筛选出一种可提高油菜产量的微肥配方需要经过复杂的大田统计和产量测定, 因此构建出能快速筛选微肥的模型十分重要。 以高油酸油菜“帆鸣1号”为试验材料, 使用地物波谱仪测定了不同微肥条件下全生育期的光谱反射率, 并用乙醇提取法准确测定叶绿素含量。 将光谱反射率、 叶绿素含量和最终产量性状两两间进行相关性分析。 产量测定表明, 施加微肥可以提高油菜产量和蕾薹期时叶绿素的含量, 使单株产量最高提高2%。 光谱参数与叶绿素相关性分析表明, 蕾薹期时叶绿素含量与光谱参数550和720 nm相关性较高, 表明蕾薹期光谱参数可用于预测产量进而筛选出能提高油菜产量的微肥。 叶绿素含量和产量相关性分析表明, 蕾薹期时, 叶绿素含量与产量相关性较高。 光谱参数与产量相关分析表明, 550和720 nm的光谱反射率与产量之间均呈显著负相关性。 光谱参数与产量相关分析表明, 550和720 nm的反射率与产量之间均呈显著负相关性。 综合分析施肥量、 光谱参数、 产量和叶绿素变化可知, 蕾薹时光谱参数550和720 nm与产量相关系数模拟的线性方程可用于微肥的筛选, 线性方程分别为y=-32.362x+33.097, y=4.069 5x+35.386, y=28.849x+23.735, y=-19.023x+31.005, y=12.447x+24.586, R2均大于0.6。 综合分析施肥量、 光谱参数、 产量和叶绿素变化, 油菜生长至蕾薹期时光谱参数550和720 nm与产量相关系数模拟的线性方程R2≥0.6时的微肥配比可以使产量提升。 本研究结果表明, 蕾薹期光谱参数可用于预测产量进而筛选出能提高油菜产量的微肥, 可增加样本量进一步检测相关性并开展后续验证。 鉴于地物波谱检测技术具有过程高效, 不使用化学试剂, 无需对样本进行破坏性取样, 成本低, 该模型的建立对开展大规模高油酸油菜微肥配方的快速筛选具有重要意义, 为筛选油菜微肥和促进油菜产量研究提供了理论基础。
微肥 油菜 光谱反射率 叶绿素含量 产量 Microelement fertilizer Rape Spectral reflectance Chlorophyll content Yield
1 中国科学院近代物理研究所, 甘肃 兰州 730000
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 西北师范大学物理与电子工程学院, 甘肃 兰州 730070
以具有复杂颗粒特征的商业食盐为模型样品，通过实验研究了激光诱导击穿光谱（LIBS）技术检测复杂颗粒状物质中微量元素光谱的稳定性。通过测量和分析食盐中Ca(800×10-6)、Sr(35.1×10-6)、Mg(6.4×10-6)、Fe(1.7×10-6)微量元素在250~465 nm波段的发射谱线强度、相对标准偏差和信噪比随距焦量、激光脉冲累加次数和光谱采集延迟时间的变化规律，确定了采集微量元素对应分析谱线的最优实验条件。基于优化的实验条件，采集食盐颗粒中4种微量元素的LIBS稳定性分别优于10%、14%、13%和28%。这表明LIBS技术具备检测食盐颗粒中质量分数为10-6量级元素的能力，为LIBS技术在线定量分析复杂颗粒形态物质中微量元素的工业应用提供了实验依据。
光谱学 激光诱导击穿光谱 颗粒状物质 微量元素 稳定性 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 073001
1 安徽建筑大学机械与电气工程学院, 安徽 合肥 230601
2 安徽三联学院交通工程学院, 安徽 合肥 230601
锰元素是植物所需的微量元素之一。 采用激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS)技术对土壤中锰元素进行定量分析。 以46个土壤样品为研究对象, 获取土壤激光诱导击穿光谱数据, 选取锰元素403.1 nm的特征谱线为分析线。 根据谱线强度与元素浓度建立定标曲线, 相关系数仅为0.78, 定标结果说明, 由于土壤样品成分的复杂性, 锰元素浓度受土壤基体效应影响严重, 应根据锰元素在土壤中的存在形式, 选取相关元素, 建立多元非线性回归定量分析方法, 消除基体效应, 从而提高LIBS测量的准确性。 在多元非线性回归方法中分别考虑碳和铁元素对锰元素浓度的影响。 与定标曲线相比, 在考虑碳和铁元素对锰元素影响时, LIBS预测浓度与参考浓度的相关系数为0.97, 相对误差为3.2%～10.3%, 测量的准确度得到提高。 实验结果表明, 将多元非线性回归方法和激光诱导击穿光谱技术结合可以对土壤中微量锰元素进行定量分析。
激光诱导击穿光谱 多元非线性 定量分析 微量元素 Laser-induced breakdown spectroscopy Multivariate nonlinear Quantitative analysis Microelement 光谱学与光谱分析
2016, 36(4): 1197
江西中医学院现代中药制剂教育部重点实验室, 江西 南昌330004
探索建立空气-乙炔火焰原子吸收测定丰城鸡血藤中微量元素锶含量的方法. 以丰城鸡血藤为研究对象, HNO3-HCLO4(4＋1)为消解液, 采用压力主控微波消解样品, EDTA-2Na溶液为抑制剂, 用火焰原子吸收光谱法(FAAS)测定丰城鸡血藤中微量元素锶的含量. 微波消解药材消化完全, 测定线性良好, 范围0～1.6 μg·mL-1, 回归方程为Y=0.036 5X－0.001 1, r=0.999 4, 方法学检出限为0.008 2 μg·mL-1(n=21), 平均回收率101.5%, RSD=2.04%. 该方法灵敏度高, 操作简单, 结果准确, 适用于该药材中锶元素的含量测定.
微波消解 原子吸收 微量元素 锶 丰城鸡血藤 Microwave digestion Atomic absorption spectroscopy Microelement Strontium M. nitida Benth. var. hirsutissima. Z. Wei. 光谱学与光谱分析
2010, 30(12): 3421
1 中国科学院近代物理研究所, 甘肃 兰州 730000
2 中国科学院研究生院, 北京 100039
激光诱导击穿光谱(LIBS)已成功地运用于固体、 液体、 气体样品中微量元素的测量以及微生物、 细菌等的鉴别分析上, 而在植物样品上面的应用则是一个较新的课题。 该实验用纳秒Nd∶YAG激光器击穿真空冻干的土豆、 百合样品, 用光纤光谱仪测量了其LIBS光谱。 通过鉴别、 分析LIBS光谱, 得到了这两种样品中微量元素的成分。 并且对土豆干和百合干中Ca, Na, K, Fe, Al, Mg六种金属元素典型谱线的强度进行了统计分析, 并由此得到了样品中这六种微量元素含量的对比情况。 实验结果表明土豆干中的Ca和Na等含量都明显高于百合干, 而百合干中Mg的含量较高。 实验结果还表明用LIBS技术检测、 对比冻干植物样品中微量元素含量是一种快速、 有效的分析方法。
激光诱导击穿光谱 等离子体 植物样品 微量元素 Laser-induced breakdown spectroscopy Plasma Plant sample Microelement 光谱学与光谱分析
2009, 29(5): 1189
