李奇辰, 李民赞*, 杨 玮, 孙 红, 张 瑶

1. 中国农业大学烟台研究院, 山东 烟台 264003 2. 中国农业大学智慧农业系统集成研究教育部重点实验室, 北京 100083 3. 中国农业大学农业农村部农业信息获取技术重点实验室, 北京 100083

引 言

土壤磷素是植物最重要的养分之一。 土壤中施入磷肥以后, 绝大部分被固定于土壤中, 成为植物难以吸收利用的形态[1]。 水溶性磷素是植物可以直接利用的养分形态, 决定着土壤养分的供给能力。 过量施用磷肥会导致土壤微量元素养分流失, 以及环境污染等问题。 因此, 开发土壤磷素的快速检测技术, 从而优化施肥方法很有意义[2]。 传统实验室化学试剂提取方法不仅耗时费力、 而且难以提供准确的土壤磷素的形态信息。 基于光谱学技术的土壤速测方法为土壤磷素快速检测提供了新的可能性。 一些研究探索证明, 利用可见光-近红外光谱分析技术可以快速检测土壤磷素含量[3-4]。 然而, 由于磷素在土壤中形态复杂, 在可见光-近红外范围没有明显的吸收波段, 以往基于可见光-近红外光谱的土壤磷素快速检测一般是通过间接预测的方式[5-6], 使得检测结果缺乏重现性。

由于拉曼光谱选择性好、 受到土壤水分、 粒度等基质特性影响小的特点, 在土壤成分的速测技术中具有优势。 并且, 拉曼光谱与红外吸收光谱有互补特性, 在土壤成分的定量分析中有望增强模型的稳定性及预测精度。 但是, 拉曼光谱存在信号强度弱、 受荧光干扰强等问题, 限制了拉曼光谱在土壤成分检测中的应用。……