EcoChem碳库快检技术

EcoChem碳库快检技术

土壤碳储量是土壤中碳的总量，一般是通过模型估算得到的。但具体到某一地块土壤的碳储量，则可以用地块样地采样来测定总碳含量。不同土壤层面的碳储量也不同。通常采集0-20cm的土样测量，即为耕作层的碳储量。

土壤固碳中碳元素的检测有很多传统方法，其中激光诱导击穿光谱（LIBS）技术是一种最快速的检测手段。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。通过标准物质定标后可以进一步得到元素的含量信息。

土壤碳库快检我们采用EcoChem 碳库快检系统，该系统采用LIBS技术。激光能量200mJ@1064nm，能量输出0-100%可调；重现率20Hz；光斑大小20-200μm连续可调；检测器谱宽190-1040nm。

系统特点：

●激光能量和激光光斑大小连续可调，激光脉冲能量稳定一致

●系统剥蚀导航激光和样品高度自动调整传感器相结合，解决了样品表面凹凸不平导致剥蚀不均匀的问题，确保到达样品表面的激光能量稳定一致

●系统配备高精度3-D全自动操作台

●系统操作软件全中文界面，操作简单易用

●系统软件能实现对所有硬件组件的控制，能提供多种采样模式，包括直线、随机点、网格任意大小和自定义采样等，通过设置参数，可在无人值守的条件下自动进行大面积采样。

●系统内置中国常见土壤标准样品库及标准曲线，常见植物样品库及标准曲线

●系统数据分析软件内置PLS-DA、PCR等多参数线性回归化学统计分析功能，用于多元变量定量计算。多元变量标准曲线特别适合于分析基质较为复杂的样品，例如土壤、植物样品等，以减少基质中其它元素对目标元素的影响，提高分析准确性。

●系统还具备多种数据计算模型。如PCA、HCA等化学统计分析功能。可对样品进行快速分类鉴别

●系统并可通过样品某一特定元素的mapping分布制图，形象展示样品元素的分布。

从碳储量来看，储量最丰富的为粗骨土和棕壤，潮土和褐土储量也较丰富。还有水稻土、砂礓黑土、石质土等，也具有较好的固碳效应。我们取0-20cm的棕壤样品，土壤样品过筛烘干后，进行压片处理。利用EcoChem系统可以快速测量和研究碳元素的光谱特性、制作标准曲线以及全碳含量的计算等。

碳元素的特征谱线是193.03nm和247.86nm，如上图所示，信号强且易于识别。

取7个标准土壤样品进行定标，拟合出碳元素测量的定标曲线，见左上图所示，相关系数R为0.996。为了验证标准曲线进行元素含量预测的准确度，我们另外取5个样品进行含量反演实验，结果如右上图所示。测试结果重复性较好，测量值的绝对误差小于等于1.42%。确定了标准曲线，我们就可以大批量对土壤碳库中的总碳含量进行计算了。

EcoChem 碳库快检系统非常适合碳元素的元素光谱特性研究、碳库碳素含量的快检等。使得碳元素的快检在土壤固碳中得以实现。激光诱导击穿光谱技术作为一种新兴的、快速的、微损的化学分析技术，具有目前传统仪器不具备的更多功能，随着这一技术的发展，它必将在生态样品元素分析领域、土壤固碳研究中发挥越来越重要的作用。