В исследовании, опубликованном в журнале «Talanta», исследовательская группа под руководством профессора Ву Юэцзиня из Физического института Хэфэйской академии наук Китая разработала стратегию слияния данных на основе спектроскопии в ближней инфракрасной области (NIRS) и спектроскопии лазерного пробоя (LIBS) для быстрого и точного определения основных компонентов сложных удобрений.
Комплексные удобрения играют доминирующую роль в структуре удобрительной продукции в Китае, а содержание азота, фосфора и калия является ключевым показателем, влияющим на эффективность и цену комплексных удобрений. LIBS и NIRS — две идеальные технологии для оперативного контроля этих основных компонентов сложных удобрений. Однако применение LIBS и NIRS сопряжено с матричными эффектами, помехами от факторов окружающей среды и ограничением прямого определения неорганических компонентов.
В данной работе исследователи обнаружили, что объединение спектральных данных LIBS и NIRS, а также комбинирование аналитических подходов позволяет преодолеть эти ограничения и добиться более быстрого определения с повышенной точностью.
В качестве тестовых объектов для анализа данных LIBS-NIRS при различных условиях и методах оптимизации использовались 168 образцов сложных удобрений. Было установлено, что модель слияния данных LIBS-NIRS, основанная на конкурентной адаптивной перевзвешенной выборке в сочетании со слиянием внешних продуктов (CARS-OPF) и конкурентной адаптивной перевзвешенной выборке в сочетании со слиянием равных весов (CARS-EWF), имеет лучшие показатели количественного анализа, чем отдельные спектроскопические методы.
Комбинация методов LIBS-NIRS на основе CARS-OPF и CARS-EWF перспективна для быстрого и точного определения содержания основных элементов в комплексных удобрениях. Коэффициенты предсказания (R2) для содержания трех элементов в комплексных удобрениях с использованием предложенных моделей LIBS-NIRS варьировали от 89,5 до 96,2%. Результаты лучших моделей были улучшены на 0,25-5,62% по сравнению с результатами, полученными методом БИК, и на 10,6-33,5% по сравнению с результатами, полученными методом LIBS.
«На основе этого исследования мы можем в дальнейшем комбинировать несколько спектрометров для разработки высокоточных устройств обнаружения, — сказал доктор Ванг, автор-корреспондент исследования, — это имеет хорошие перспективы в применении для точного онлайн-мониторинга качества сложных удобрений».
Сообщает «AgroPages»
