了解土壤里的化學元素組成對解決農業問題和生態過程處理具有重要的意義。土壤同時為植物生長發育提供必需的養分和水分，是陸生植物生活的基質。土壤中主量元素和微量元素的含量也對農業管理和提高產量有很大的幫助。土壤同時含有生態系統的碳循環和氮循環的信息。

土壤分析大多包含物理和化學兩部分。土壤的質地，顏色，PH值，有機物含量，化學元素組成。這些問題的核心就是土壤化學元素組成。目前，ICP-OES和ICP-MS等分析方法可以提供精確的定量結果，但是這些技術需要用酸分解大量的土壤樣品，使其成為溶液，檢測速度慢，污染嚴重。使用XRD, XRF或SEM-EDX等方法可以直接分析固體樣品，但是這些技術只能做半定量計算，實驗成本很昂貴，無法測量輕量元素，檢測限偏高。目前我們使用的是EcoChem激光光譜元素分析系統。該系統采用激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術，樣品消耗量小，而且無需前處理即可進行測量分析，是一種微區分析，可以測量元素周期表中幾乎所有的元素。可測量的動態范圍也很大，從ppm到wt.%百分含量。
 

EcoChem激光光譜元素測量系統采用激光誘導擊穿光譜（LIBS）技術，檢測限可達ppm級。測量的元素可覆蓋元素周期表中的大部分元素，高達100多種。系統的固體激光器產生激光作用于樣品表面。當激光能量大于樣品擊穿門檻能量時，在樣品表面形成等離子體。這些等離子體中受激光能量激發到達高能態的樣品物質在迅速回遷至低能態的過程中，發射出帶有樣品元素種類、含量信息的發射光譜，這些發射光譜信號被智能信號收集系統收集并傳輸至光譜儀中進行分光，再由CCD檢測器進行檢測，得到元素信息。

EcoChem激光光譜元素分析系統可以快速的測量土壤中的肥力元素，如N，P，K等；微量元素，如Si，S，Ca，Mg，B，Cu，Zn，Mn，Mo，Fe等；重金屬元素，如Cd，Pb，Hg，C，As等。測量速度快，信號強度高，系統內置的ElementLIBS元素識別數據庫可以高效的進行元素識別，重復信息少，識別速度快。土壤樣品只需壓片即可進行各種實驗。
 

01	02	03
P元素的測量	微量元素測量	重金屬元素的測量

如果有標準樣品的支持，系統還可以進行元素定量計算。系統內置PLS-DA等多種多變量定量計算模型，可以有效的減少基質中的影響因素，提高分析計算的準確性。EcoChem激光光譜元素分析系統內置我國常見土壤及植物標準樣品標準曲線庫，最大程度上方便用戶快速進行實驗。

 

碳 (C)元素的定標曲線

PLS-DA多變量定量模型

GBW07450(GSS-21)新疆灰鈣土樣品中各元素的計算值及計算精度

GBW07447(GSS-18)內蒙古杭錦后旗鹽堿土樣品的元素絕對含量的檢測和檢測限（LODs）的表達見下表。各元素絕對含量的檢測從0.070 – 46納克。土壤分析的檢測限（LODs）從0.15 – 89 ppm。C，Al， Fe等元素的檢測限高于其他元素，因為它們是土壤基質中的主要成分。Si元素沒有列在下表中，它在土壤基質中的通常含量范圍大約是30 – 80 wt. %。

EcoChem激光光譜元素分析系統提供了一種獨特土壤樣品定性分析和定量計算的方法，可以很好的分析土壤元素的成分和含量。僅需一點點樣品，也不會造成浪費。系統還可以利用內置的PCA，HCA等分類模型進行土壤的分類研究及溯源。