在葡萄园中快速评估植物营养，将改善鲜食葡萄产业的施肥决策。
介绍
塞恩普司SciAps手持式LIBS仪器在德国被用于研究农业土壤中的关键元素现场分析，无需样品制备，即使是具有挑战性的关键指标，如碳和磷。现在，意大利的研究人员正在进行实验，看看这些分析仪是否可以为叶片测试提供信息，以促进流行的鲜食葡萄产业更有效和可持续的营养管理。“全球鲜食葡萄行业的几家领先公司对采用原位快速方法进行植物营养评估有着浓厚的兴趣，”葡萄协会的研究员Giorgio S. Senesi博士说等离子科学与技术研究所。塞恩普司SciAps借给塞内西一个Z-903LIBS通过其所做的努力。赛谱斯 SciAps是一款拥有足够激光功率进行所需分析的手持式分析仪。“赛普司SciAps手持式光谱仪的特定仪器运行良好，”Senesi说。“我测试了其他仪器和台式LIBS装置。实际上，对于某些元素来说，很难获得良好的发射光谱信号，尤其是在光谱的紫外区。但是塞恩普司SciAps手持式光谱仪可以。这让我认为，我们将能够获得可靠的定量结果，这将有助于实现研究的目标，并可能在不久的将来有助于行业的发展。”根据世界葡萄协会的最新数据，全球葡萄总产量估计为7900万公吨，在2017年至2018年间增长了6.5%，其中36%的产量用于食用葡萄联合国粮食农业组织公司统计数据库。LIBS营养管理应用程序可以覆盖全球——中国是葡萄出口国，其次是意大利、智利、秘鲁和美国。
方法
在历史上，使用叶诊断方法，质谱技术在样品消化后分析叶的化学组成，相对于取样时的主要营养矿物质，特别是氮、磷、钾、镁和硫。但这种方法是破坏性的，样本被送到第三方实验室进行分析，这可能需要时间来获得结果和解释。这些延迟与施肥期间需要立即优化营养元素形成对比。
在这项研究中，目的是用两台手持式现场仪器进行平行分析。“在这一点上我们感兴趣的是校准LIBS Senesi说:“鲜食葡萄鲜叶的XRF分析参考了传统分析方法，即采用ICP分析进行样品消化，试图建立一种可靠的方法和方案。ICP是参考标准技术，他们将用它来构建校准曲线，以获得LIBS数据的定量分析。”由于LIBS能够获得多光谱范围，我们可以观察元素之间的关系。对植物生长和营养健康来说，不同养分之间的相互作用和平衡可能比每种单一养分的浓度更重要。这也可能是进一步了解植物营养复杂性的关键，植物营养涉及大量的常量营养素，如氮、磷、钾、镁、钙，以及微量营养素，如锰、硫、硼、铁、铜和锌。这些都是LIBS可以探测到的元素，”塞内西说。
初步数据
Senesi最近对10种不同品种的新鲜葡萄叶进行了初步分析。“由于水分含量会影响激光诱导等离子体的特性和光谱信号强度的稳定性，因此处理新鲜样品极具挑战性。到目前为止，大多数研究工作都使用颗粒状的叶子样品，这种样品是由干燥的叶子样品研磨和压制而成，以获得更好的均匀性。在其他研究小组之前进行的研究中，丸状干叶的标准偏差比鲜叶低得多。但这项研究的目的是找到一种方法和协议，允许使用手持式塞恩普司SciAps LIBS在原位以高分析速度进行初步诊断。”
使用手持LIBS扩展应用
Senesi博士是一名训练有素的地质学家，自2007年以来，他一直在使用LIBS技术研究低温等离子体，近年来，他一直在使用手持式LIBS技术(由赛普司SciAps2015年)在等离子科学与技术研究所的工作。有限的尺寸和重量对于实验室外需要高便携性和快速分析的应用来说是至关重要的，因此这种仪器的挑战是需要高水平的技术性能。“当我遇到LIBS时，我明白我应该尝试将这项技术引入其他科学领域，如地质学和环境，”塞内西说。“值得注意的是，LIBS技术不会产生任何化学废物。许多标准化技术使用化学试剂稀释来获得答案。”大多数实验都是与微型x光实验室特别是意大利巴里大学土壤、植物和食品科学系的Roberto Terzano教授和Matteo Spagnuolo博士，以及意大利鲜食葡萄委员会技术科学委员会协调员。“我喜欢称自己为自由研究员，所以我总是在寻找任何形式的合作，尤其是关于环境问题的合作，”塞内西说，他曾与拉塞尔博士·哈蒙和理查德·哈克博士、其他学术借调参与者。“现在，我们比以往任何时候都更需要尊重环境和我们星球上的变化。”
