北京澳作生态仪器有限公司
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土壤固碳相关研究如今已发展为生态学、环境科学和农业技术发展的热点。土壤碳测量传统的方法有燃烧法、氧化非分散红外吸收法、气相色谱法等测量手段，但是这些技术需要用到大量的土壤样品，前处理复杂，检测速度慢，污染严重，操作要求高等。因此急需一种快速，微损，无污染，可以实时检测碳变化的方法。
现如今激光诱导击穿光谱Laser Induced Breakdown Spectroscopy（LIBS）技术作为一种新兴的技术，是一种快速的碳变化检测手段。当激光作用于样品表面时，在极短的时间内诱导产生含有样品物质信息的等离子体。通过对等离子体发出的光谱进行收集分析，建立光谱与元素一一对应的关系。由此可以检测出元素周期表中的大部分元素，检测限可达ppm级。内置的PLS等多种定标模型，非常适合土壤碳快检以及碳变化量的测量。激光诱导击穿光谱法已于2020年7月正式实施，已经被越来越多的国内科研人员所使用。
LIBS技术在国内外碳测量上有很多应用。碳的发射光谱谱线位置通常为193.03nm和247.86nm，强度信号明显。这一技术通常使用PLS等多变量定量计算模型计算碳含量，这种模型可以有效减少基质中的影响因素，提高分析计算的准确性，特别适用于土壤等生态样品。进行碳测量时使用PLS多变量定标曲线，预测模型相关系数可达0.96，验证系数0.91，均方根误差4.1%。碳的检测限LOD：36ppm。如下图所示。
LIBS系统也可以快速测量和评价土壤碳变化的情况。右下图为不同剖面取样，测量土壤碳剖面时空变化情况。左下图为几种不同植株种植模式下土壤碳的变化情况。
LIBS系统利用内置的PCA主成分分析模型结合光谱组分元素贡献情况，可区分土壤总碳、有机碳和无机碳，并进行快速碳含量测量。如下图所示。
总碳、无机碳、有机碳的光谱特征及PCA主成分分析
EcoChem土壤碳变化快速测量系统，该系统采用LIBS技术。激光能量200mJ@1064nm，能量输出0-99%可调；重现率20Hz；光斑大小20-200μm连续可调；检测器谱宽190-1040nm。
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