了解土壤的基本組成是理解農(nóng)業(yè)問題和生態(tài)過程的關(guān)鍵。了解土壤中的宏觀和微量營(yíng)養(yǎng)素的數(shù)量有助于管理農(nóng)民的健康作物和高產(chǎn)。土壤也可以揭示有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的信息，因?yàn)樗c碳和氮循環(huán)有關(guān)。
土壤分析通常包括觀察下列物理和化學(xué)特征:質(zhì)地、顏色、pH、有機(jī)含量和元素組成。本技術(shù)報(bào)告的重點(diǎn)是確定土壤元素組成。目前，ICP-OES或ICP-MS分析可以提供準(zhǔn)確的定量結(jié)果，但這些技術(shù)需要將大量的土壤樣品以液體形式進(jìn)行酸消化。文獻(xiàn)報(bào)道稱可以使用XRD、XRF和/或SEM-EDX來分析固態(tài)形式的土壤，但這些技術(shù)都是半定量的，且成本高或無法探測(cè)較輕的元素。激光誘導(dǎo)擊穿光譜技術(shù)(LIBS)則幾乎不需要樣品制備就能對(duì)土壤樣品進(jìn)行分析，能夠檢測(cè)元素周期表中的所有元素，并且具有很大的動(dòng)態(tài)檢測(cè)范圍(ppm到wt. %)。

獲得不同來源的土壤標(biāo)準(zhǔn)品，并壓成小球進(jìn)行分析。這些分析旨在證明應(yīng)用光譜公司的J200 LIBS儀器能夠確定樣品的元素組成，區(qū)分不同的土壤樣品，并建立土壤樣品集合的性能表征。圖1展示了土壤標(biāo)準(zhǔn)品的LIBS光譜例子，光譜帶有用applied spectra數(shù)據(jù)分析軟件包識(shí)別和標(biāo)記的原子線。土壤中重要的營(yíng)養(yǎng)元素(P、Ca、Mg、K)和微量營(yíng)養(yǎng)素(C、B、Cu、Fe、Mn、Mo和Zn)是本實(shí)驗(yàn)研究的重點(diǎn)。

圖3展示了使用土壤標(biāo)準(zhǔn)品建立的碳多元校正曲線

表2 檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)限(LODs)