LIBS技术在土壤肥力监测中的应用

背景：

土壤是农作物赖以生存的环境，因此土壤养分直接关系到农作物的营养元素。通过监测土壤养分丰缺指标，就可判断这块土地的养分含量。养分补充不足，会导致农作物产量减产；补充过多，比如氮肥，会造成水体等环境污染。所以土壤养分的监测是非常重要的，涉及到农作物的营养含量及环境保护。

传统方法用于土壤养分检测的仪器如：土壤养分测试仪、土壤养分速测仪。这些方法检测所需时间长；另外检测需要添加化学试剂，不仅成本很高，而且污染环境。每年国家在土壤检测上的费用高达20亿，高的测试成本导致采样数量少、代表性差。

解决方案及案例：

LIBS（Laser Induced Breakdown Spectroscopy）技术具有测试速度快、无需前期样品处理的特点，是利用聚焦的强脉冲激光瞬时气化样品，产生高温等离子体，通过原子特征发射光谱测量元素的含量。美国的拉斯阿莫斯实验室最早将LIBS技术应用于农业土壤成分检测。

国家农业智能装备中心采用海洋光学的LIBS-Insight系统，分析土壤中的氮（N）、磷（P）、钾（K）等元素，进行了大量的实验验证，获得良好的实验结果，大大节省了测试费用。

功能、特点：

测试速度快，2.1ms测量时间
无需前期样品处理
可同时分析多种元素
较低的检出限（ppm/ppb）