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土壤分析中对于近红外、中红外光谱技术的应用

发布时间:2024-10-24
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近红外与中红外光谱技术在当前众多领域应用程度较高,在食品、医药、农业以及石油化工等领域拥有显著应用效果。将近红外与中红外光谱技术积极应用在土壤分析工作之中,可以取得良好成效果。

近红外与中红外光谱技术在当前众多领域应用程度较高,在食品、医药、农业以及石油化工等领域拥有显著应用效果。将近红外与中红外光谱技术积极应用在土壤分析工作之中,可以取得良好成效果。

 

土壤分析中对于近红外、中红外光谱技术的应用


近红外与中红外光谱

近红外(NIR)光谱技术在当前较多领域都显现出应用优势,近红外光谱区域是发现最早的非可见光谱区域,处在可见光和中红外光之间,是指780-2500nm波长范围内的电磁波凹。近红外光谱信息是从分子内部振动合频与倍频而来的,主要是面向分子含氨基团倍频与合频的振动吸收情况进行反映。在近红外光谱区域之中,较多有机物都显现出明显的特征优势中红外(MIR)光谱是指处在2500~5000nm波长范围内的电磁波。在中红外光谱范围内,基频、合频以及倍频吸收是主要的吸收峰,显现出分子结构特征性。对于不同化合物来说,红外吸收光谱有着明显特征,化合物的实际类型及其状态,会影响到谱带的数量、位置、强度、形状等情况1近红外与中红外光谱之间存在着一定差异,前者是通过合频或者倍频吸收物质分子内部振动,不仅信息强度较弱,而且在不同官能团、组分之间的谱带重叠的可能性较大,会增加解析谱图的难度;而后者属于基频吸收方式,拥有较强的信息强度,在提取信息方面相对来说较为容易。


近红外与中红外光谱分析技术

随着现代科学技术的持续更新和进步,如化学计量学、综合光谱学、近红外光谱技术以及计算机应用技术等,促进了近红外与中红外光谱技术的发展,支持其能够有效应用在现实分析工作之中。实际开展光谱分析工作的过程中,该技术的核心在于针对光谱信息和组分理化特性之间进行分析,建立起专门性的函数关系,也就是校正模型。在实际开展光谱回归分析的过程只中,使用多元线性回归方法、偏最小二乘法、主成分回归以及拓扑学方法等,都能够取得良好效果。光谱容易受到外界因素影响,测量环境、光谱仪自身形态都会容易带来不同作用,这些影响多集中在非线性方面,面对非线性关系分析时,可以使用人工神经网络方法和拓扑方法[,

土壤分析中对于近红外、中红外光谱技术的应用当前近红外与中红外光谱技术可以被广泛应用在多种行业领域之中,给相关行业建设与发展提供可靠数据支持。土壤学领域积极引进近红外与中红外光谱技术,同样可以展现良好效果。

 

近红外光谱技术

研究学者开展土壤分析工作的过程中,经常会使用到近红外光谱技术,主要是用于快速测定好土壤组分含量。测量水分含量,是该项技术的典型优势。学者Bowers等人在测量实践活动中,发现当土壤含水量增多,对于土壤测定的可见一一近红外光谱波段显现出反射率下降的情况,奠定了近红外光谱技术的应用基础門。土壤之中,拥有生物性、结构性的基本物质是土壤有机质,这是生命活动的重要条件和产物,对于缓解温室效应具有积极意义。在农业可持续发展过程中,针对土壤有机质的性质和转化机理加以深入研究,可以取得良好效果。这其中采用近红外光谱技术,可以积极构建起可靠的研究模型,达到准确测量土壤含量的目的。在近红外光谱技术的支持下,土壤的有机质、水分、总氨含量、总碳含量以及有机碳等,都能够得到较为准确的结果。在分析土壤的过程中,使用这一技术效果显著。同时在土壤分类过程中,还可以借助于近红外光谱技术实施定性分析活动,逐渐代替以往土壤分析方法。为保证土壤分类的科学性和合理性,需要研究土壤的内在光谱特性,从而获取到较为准确的判別指标。聚类分析模式在近红外光谱技术中占据重要地位,其能够快速分析好土壤类型。


中红外光谱技术

在分析土壤有机、无机碳的过程中,中红外光谱技术显现出吏好的应用效果。Minasny等学者在研究中发现,使用偏最小二乘法和中红外光谱技术,可以针对土壤的矿物成分、有机成分以及土壤化学特性等进行准确预报門。在金属元素的预报工作之中,中红外光谱技术要好于近红外技术。在中红外光谱区域,基本分子振动过程中的吸收峰较为强烈,土壤之间的差异性得以显现,预测结果更为明显,使用中红外光谱技术手段,可以得到更好精确度的土壤成分含量分析结果。

 


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