一种温室作物氮钾含量测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种温室作物氮钾含量测量装置及方法，包括一个由四根微玻璃管轴向平行地紧密连接在一起形成的温室作物氮钾测量电极，四根微玻璃管中分别充有敏感剂和参比内充液，三种敏感剂上液面分别充有相应的硝酸根离子、铵根离子、钾离子内充液，四种内充液中分别插有相应的信号线一端，每根信号线另一端并行电连接多路复用器，多路复用器分别连接仪表放大器和微处理器，在硝酸根离子、铵根离子、钾离子信号线与参比信号线之间分别产生硝酸根离子浓度、铵根离子浓度、钾离子浓度的信号电压，根据公式分别计算待测部位的硝酸根离子、铵根离子和钾离子的浓度；可同时快速地测量微小区域三种离子的浓度，并对这三种离子之间的相互影响进行修正。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于温室制造
，特别是涉及一种温室作物氮钾含量测量方法。
技术介绍
温室生产出产量大、需肥量多、土壤肥力消耗高，施肥主要由人工控制经常会出现氮、钾等主要营养元素比例失调和缺素症状，直接影响作物的产量和品质。有些生产者为了避免缺素问题的发生，过量施用氮、钾肥，不仅造成肥料的浪费和环境的面源污染，而且也会引起作物品质的降低，甚至减产。传统的作物营养诊断方式都是以生产者经验和实验室常规测试为主，凭经验诊断营养丰缺的不足之处是需要到症状比较明显时才能做出判断，而此时可能已经对作物造成了伤害，有些作物因为肥料过量或不足会造成不可逆转的伤害；并且人工诊断存在主观性和个体差异性，容易发生误诊。实验室常规测试方法主要有叶色卡片法、化学诊断法、肥料窗口施用诊断法和酶学诊断法等，这些传统的测试手段会对作物产生破坏，影响作物生长，而且在取样、测定、数据分析等方面需要耗费大量的人力、物力，时效性差。微电极测量营养离子浓度快速、方便，中国专利号为2008202^434. 7中公开了一种硝酸根离子选择性微电极，中国专利号为2008202^429. 6中公开了一种铵离子选择性复合微电极，尹晓明等2009年在《植物营养与肥料学报》第15卷第3期公开了一种双阻铵根离子选择性微电极测定水稻叶片细胞中铵根离子的浓度，贾莉君等2005年在《土壤学报》第42卷第3期公开了一种双阻离子选择性测定活体不结球小白菜叶片细胞中硝酸根离子的浓度，这些方案的不足之处是只能检测铵根离子或硝酸根离子单一离子的浓度，而作物体内同时存在多种离子，会给离子选择性电极带来干扰；营养亏缺会引起植株体内营养元素离子发生显著的变化，且营养元素离子浓度之间相互影响明显，所以只检测单一离子浓度，无法消除主要干扰离子的影响，无法反应作物真实的营养状况。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种温室作物氮钾含量测量装置及基于该装置的氮钾含量测量方法，可同时测量作物体内微小区域的硝酸根离子、铵根离子和钾离子的浓度，提高检测的精度。本专利技术温室作物氮钾含量测量装置采用的技术方案是包括一个由四根微玻璃管轴向平行地紧密连接在一起形成的温室作物氮钾测量电极，温室作物氮钾测量电极拉制成锥形，四根微玻璃管中分别充有硝酸根离子敏感剂、参比内充液、铵根离子敏感剂和钾离子敏感剂，三种所述敏感剂上液面分别充有相应的硝酸根离子内充液、铵根离子内充液、钾离子内充液，四种所述内充液中分别插有相应的硝酸根离子信号线、铵根离子信号线、钾离子信号线的一端，每根所述信号线的另一端均伸出微玻璃管外且并行电连接多路复用器，多路复用器分别连接仪表放大器和微处理器，微处理器分别连接仪表放大器和模拟量/数字量转换器，模拟量/数字量转换器连接基准电压源。本专利技术温室作物氮钾含量测量方法采用的技术方案包括如下步骤:A、将温室作物氮钾测量电极锥端插入温室作物待测部位，微处理器发出信号放大倍数指令给仪表放大器，并发出模拟量/数字量转换初始化指令给模拟量/数字量转换器；B、微处理器发出通道选择指令给多路复用器，分别选择硝酸根离子、铵根离子、钾离子信号通道，在硝酸根离子、铵根离子、钾离子信号线与参比信号线之间分别产生硝酸根离子浓度信号电压、铵根离子浓度信号电压、钾离子浓度信号电压；微处理器同时启动模拟量/数字量转换器对V1、V2、V3进行模拟量/数字量转换，并传给微处理器；C、微处理器根据以下公式分别计算出待测部位的硝酸根离子、铵根离子和钾离子的浓度Ig (硝酸根离子浓度)=kllXVl + kl2XV2 + kl3XV3 + ell + el2 + el3 ；Ig (铵根离子浓度)=k21XVl + k22XV2 + k23XV3 + e21 + e22 + e23 ；Ig (钾离子浓度)=k31XVl + k32XV2 + k33XV3 + e31 + e32 + e33 ；kll为硝酸根离子敏感系数，kl2为铵根离子对硝酸根离子的干扰系数，kl3为钾离子对硝酸根离子的干扰系数，ell为硝酸根离子误差项，el2为铵根离子对硝酸根离子的干扰误差项，el3为钾离子对硝酸根离子的干扰误差项；k21为硝酸根离子对铵根离子的干扰系数，k22为铵根离子敏感系数，k23为钾离子对铵根离子的干扰系数，e21为硝酸根离子对铵根离子的干扰误差项，e22为铵根离子误差项，e23为钾离子对铵根离子的干扰误差项；k31为硝酸根离子对钾离子的干扰系数，k32为铵根离子对钾离子的干扰系数，k33为钾离子敏感系数，e31为硝酸根离子对钾离子的干扰误差项，e32为铵根离子对钾离子的干扰误差项，e33为钾离子误差项。本专利技术采用上述技术方案后的有益效果是1、可以同时快速地测量温室作物微小区域硝酸根离子、铵根离子和钾离子的浓度，并对这三种离子之间的相互影响进行修正；2、三种营养成分同时测量，可以对作物硝酸根离子、铵根离子和钾离子等营养元素之间的拮抗作用进行解耦，为精确判断作物营养状态提供检测方法和工具；3、可以对作物进行活体测量。附图说明图1为本专利技术温室作物氮钾含量测量装置的结构示意图中1.温室作物氮钾测量电极；2.多路复用器；3.仪表放大器；4.模拟量/数字量转换器；5.基准电压源；6.微处理器；7.指示灯；8.液晶屏；9.键盘。具体实施例方式如图1所示，本专利技术温室作物氮钾含量测量装置包括一个温室作物氮钾测量电极1，温室作物氮钾测量电极1，由四根微玻璃管轴向平行地紧密连接在一起形成，将温室作物氮钾测量电极1的下端拉制成锥形。将拉制好的四根微玻璃管的内壁均进行常规硅烷化处理，并在150°C温度下连续烘烤60分钟 120分钟。在四根微玻璃管中的其中第一根微玻璃管锥端充入液柱长度为0. Imm Imm的硝酸根离子敏感剂，然后充入液柱长度为5mm 30mm的硝酸根离子内充液，硝酸根离子内充液与硝酸根离子敏感剂液面相连；再将硝酸根离子信号线的一端插入硝酸根离子内充液中，另一端伸出微玻璃管并在管口用密封胶固定。同样，在四根微玻璃管中的第二根微玻璃管前部充入液柱长度为5mm 31mm的参比内充液，将参比信号线的一端插入参比内充液中，另一端伸出微玻璃管并在管口用密封胶固定。在四根微玻璃管中的第三根微玻璃管尖端充入液柱长度为0. Imm Imm的铵根离子敏感剂，然后充入液柱长度为5mm 30mm的铵根离子内充液，铵根离子内充液与铵根离子敏感剂液面相连，再将铵根离子信号线的一端插入铵根离子内充液，另一端伸出微玻璃管并在管口用密封胶固定。在四根微玻璃管中的第四根微玻璃管尖端充入液柱长度为0. Imm Imm的钾离子敏感剂，然后充入液柱长度为5mm 30mm的钾离子内充液，钾离子内充液与钾离子敏感剂液面相连，再将钾离子信号线的一端插入钾离子内充液中，另一端伸出微玻璃管并在管口用密封胶固定。其中，硝酸根离子敏感剂为Sigma-Aldrich公司的Ammonium ionophore I -cocktail A, 1 ^1 ^lJ^ Sigma-Aldrich ^wJW Nitrate ionophore _ cocktailA，钾离子敏感剂为Sigma-Aldrich公司的Sodium ionophore I - cocktail A。四根微玻璃管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左志宇，毛罕平，张晓东，朱文静，倪纪恒，韩绿化，邹升，姚舟华，胡静，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：