CN115032370A - 一种土壤养分现场检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种土壤养分现场检测装置及其检测方法，与现有技术相比解决了难以在农田现场快速、准确获取土壤氮磷钾有效态含量信息的缺陷。本发明包括前处理浸提格、现场实时检测组件和鲜土前处理转移组件，所述的鲜土前处理转移组件将前处理浸提格内的鲜土浸提样液移至现场实时检测组件内。本发明先通过多元素同步连续检测实现土壤氮磷钾有效态快速检测，再通过微流控结合荧光检测分析技术，基于微流控和特异性荧光量子点的分析，实现了直接对鲜土养分的现场化快速检测。
Description
技术领域
本发明涉及土壤养分检测技术领域，具体来说是一种土壤养分现场检测装置及其检测方法。
背景技术
在农业生产中实现精准土壤养分管理、合理施肥提升养分利用效率是新形势下提高粮食产量、减少环境污染的有效途径，也是保障我国粮食安全、农业可持续发展的迫切需求。精准土壤养分管理对于我国农业减施增量及环境保护具有重要意义，而土壤氮磷钾有效态含量的测定是实现精准土壤养分管理的基石。
现有技术中，土壤氮磷钾有效态含量传统检测方法主要为野外采样调查，再采集土样回实验室进行风干研磨，结合实验室分析(火焰分光光度法、流动分析注射仪法、全氮消解等方法)对土样中的养分离子含量进行测定。虽然这些方法测量土壤养分离子含量精度较高，但是过程繁琐，需要耗费大量的人力、物力和财力，并且往往具有滞后性。
目前土壤氮磷钾有效态快速检测，对于不同元素采用不同的检测方法和检测设备，同样存在耗时长、操作繁杂、化学试剂使用量大且种类多等问题。传统方法检测土壤样本周期长，难以实现即时的变量施肥。因此，如何快速、准确地检测土壤土壤氮磷钾有效态含量，对实现精准农业以及农业发展具有重要意义。
为了实现快速检测的目的，多元素同步连续检测技术研发是实现土壤氮磷钾有效态快速检测的有效途径，而微流控结合荧光检测分析技术的发展使得这一问题的解决成为可能。
微流控技术是指通过构建微米级的微通道实现微量液体的控制输送，具有样品需求量少、传质速度快、体积小易便携、可以多通道多个样品同时检测、易与光学等检测手段集成等优点。利用微流控技术制造的微芯片材质成本极低，可提前封装微量反应试剂，材质与微量试剂对环境无二次污染。
然而，如何通过微流控结合荧光技术现场快速精确测定土壤养分的问题还未有人涉及。因此，迫切需要开发一种新方法，在农田现场快速、准确获取土壤氮磷钾有效态含量信息，同时降低使用门槛易于农民操作、无需深入教学便于推广的装置，从而去指导变量施肥。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中难以在农田现场快速、准确获取土壤氮磷钾有效态含量信息的缺陷，提供一种土壤养分现场检测装置及其检测方法来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种土壤养分现场检测装置，包括前处理浸提格、现场实时检测组件和鲜土前处理转移组件，所述的鲜土前处理转移组件将前处理浸提格内的鲜土浸提样液移至现场实时检测组件内，
所述的现场实时检测组件包括驱动电机组件和检测分析组件，驱动电机组件的输出轴上安装有土壤试剂微流控芯片；所述的土壤试剂微流控芯片包括芯片底盘，芯片底盘的底部设有芯片对准卡槽，土壤试剂微流控芯片通过芯片对准卡槽安装在驱动电机组件的输出轴上，芯片底盘的上表面封装在壳体内，芯片底盘上表面的中央处刻蚀有土壤浸提液加样凹槽，从土壤浸提液加样凹槽向外延伸刻蚀有第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区，所述第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区的结构均相同。
所述第一流道区包括与土壤浸提液加样凹槽通过微通道相连的定量进样凹槽，试剂存储凹槽、定量进样凹槽的出口通过微通道相接经T型混合凹槽接入混合区凹槽，混合区凹槽的出口通过蛇形混合区凹槽与检测区凹槽相接，所述荧光激发器和接收器位于检测区凹槽的旋转运动轨迹上；
所述T型混合凹槽与试剂存储凹槽、定量进样凹槽相接处的微通道宽度小于试剂存储凹槽、定量进样凹槽出口处的微通道宽度，所述蛇形混合区凹槽与检测区凹槽相接处的微通道宽度小于定量进样凹槽出口处的微通道宽度。
所述的检测分析组件包括控制处理器、采集卡、荧光激发器、接收器和土壤水热盐传感器，荧光激发器与控制处理器的第一控制信号输出端相连，接收器通过采集卡与控制处理器的第一数据输入端相连，土壤水热盐传感器的数据输出端与控制处理器的第二数据输入端相连，驱动电机组件与控制处理器的第二控制信号输出端相连。
所述的前处理浸提格的上表面贴有密封膜，前处理浸提格内放置有浸提剂；所述前处理浸提格的数量为n个，相邻的前处理浸提格之间通过榫卯结构安装连接。
所述的鲜土前处理转移组件包括负压吸囊，负压吸囊的后端安装有可快拆头，负压吸囊的前端安装有定量储液环，定量储液环的前端安装有吸头，吸头内塞有过滤块。
所述第一流道区的试剂存储凹槽内存放有特异性钾检测试剂，所述第二流道区的试剂存储凹槽内存放有特异性氨氮检测试剂，所述第三流道区的试剂存储凹槽内存放有特异性硝酸根检测试剂，所述第四流道区的试剂存储凹槽内存放有特异性磷检测试剂。
所述的芯片底盘为圆形；所述土壤浸提液加样凹槽、定量进样凹槽、试剂存储凹槽、混合区凹槽均为圆形；所述第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区位于芯片底盘的横轴、纵轴上。
所述的负压吸囊和可快拆头为软塑料材质，所述的定量储液环和吸头为硬塑料材质，所述的过滤块为过滤棉或过滤石英砂。
一种土壤养分现场检测装置的检测方法，包括以下步骤：
获取荧光光强的浓度曲线图：获取实验室分析出的土壤浓度值与荧光强度一次线性关系曲线；
获取水热盐信息：将土壤水热盐传感器插入待测田块，控制处理器获得水热盐信息，水热盐信息为含水量t，其单位为％；
采集鲜土样本并进行浸提处理：采集鲜土样本，放入前处理浸提格内，摇晃3-5分钟，进行浸提处理，前处理浸提格内鲜土样本与浸提剂比例为1:5，获得浸提样液；
浸提样液的转运：利用鲜土前处理转移组件将前处理浸提格内浸提后的浸提样液移至土壤试剂微流控芯片的土壤浸提液加样凹槽内；
土壤试剂微流控芯片的离心分解：
控制处理器启动驱动电机组件，驱动电机组件带动土壤试剂微流控芯片进行旋转离心分解，驱动电机组件进行旋转离心分解，浸提样液在土壤试剂微流控芯片内离心分解；
荧光数据的获取：控制处理器启动荧光激发器、接收器，获取土壤试剂微流控芯片上检测区凹槽内浸提样液的荧光数据，根据所提取的荧光数据在土壤浓度值与荧光强度一次曲线关系数据表中找到对应的土壤浓度值c；
土壤养分检测结果的获得：控制处理器根据水热盐信息和土壤浓度值c计算出土壤养分检测结果，即计算出土壤含量Xi，其单位为mg/kg；
Xi＝5*c/(1-t)
其中，Xi为氮磷钾含量，常数5为系数，即前处理浸提格内1克土加5 倍水，c为土壤浓度值，t是含水量％。
所述驱动电机组件进行旋转离心分解包括以下步骤：
进行低转速离心，浸提样液由土壤浸提液加样凹槽均匀进入第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区；
进行二级转速离心，其离心速度高于低转速离心速度，浸提样液与试剂在离心力驱动下克服T型混合凹槽的狭窄通道进入混合区凹槽进一步混合，进行均匀混合和反应；
静止状态，给出时间充分混合和反应，并逐步流入蛇形混合区凹槽，在蜿蜒管道中进一步混合和反应；
三级转速离心，其离心速度最高，浸提样液克服细长的蛇形混合区凹槽最后一段狭窄的微型通道进入检测区凹槽。
有益效果
本发明的一种土壤养分现场检测装置及其检测方法，与现有技术相比先通过多元素同步连续检测实现土壤氮磷钾有效态快速检测，再通过微流控结合荧光检测分析技术，基于微流控和特异性荧光量子点的分析，实现了直接对鲜土养分的现场化快速检测。
本发明能够实现高精度土壤养分现场快速检测、集成度高，可以同时检测氮磷钾多个指标，减少了人工参与过程，具有自动化程度高、操作简便、精准快速的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中前处理浸提格的结构示意图；
图3为本发明中鲜土前处理转移组件的结构示意图；
图4为本发明中现场实时检测组件的结构示意图；
图5为本发明中土壤试剂微流控芯片的结构透视图；
图6为本发明所涉及检测方法的顺序流程图；
其中，1-现场实时检测组件、2-鲜土前处理转移组件、3-前处理浸提格、 4-土壤水热盐传感器、5-采集卡、6-接收器、7-荧光激发器、8-控制处理器、 9-驱动电机组件、10-土壤试剂微流控芯片、11-检测区凹槽、12-土壤浸提液加样凹槽、13-芯片对准卡槽、14-蛇形混合区凹槽、15-蛇形混合区凹槽、16-T 型混合凹槽、17-通气孔、18-定量进样凹槽、19-微通道、20-试剂存储凹槽、 21-芯片底盘、22-负压吸囊、23-定量储液环、24-过滤棉。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1所示，本发明所述的一种土壤养分现场检测装置，包括前处理浸提格3、现场实时检测组件1和鲜土前处理转移组件2，鲜土前处理转移组件2 将前处理浸提格3内的鲜土样品移至现场实时检测组件1内。
如图2所示，前处理浸提格3的设计实现了农业现场的土壤采集处理，前处理浸提格3的上表面贴有密封膜，前处理浸提格3内放置有浸提剂。在实际应用中，可以采集大田表面鲜土后，去除碎石等，直接可以倒入前处理浸提格 3内。前处理浸提格3的数量为多个，相邻的前处理浸提格3之间通过榫卯结构安装连接，这样方便使用携带。即四个格一横排，横排之间通过榫卯结构轻松扩展，每个浸提格提前放置了土壤浸提剂，并进行pvc膜覆盖密封处理。现场使用时，农户根据当天需要测量的土壤样品数选择并组建浸提格数量，揭开 pvc膜(密封膜)，将土壤样品称取后依次放入前处理浸提格3中，最后按上 pp等硬塑料的盒盖，进行统一摇晃，增加浸提效率。这样，实现了土壤的现场浸提处理，无需将土壤样品带回实验室进行浸提处理，并且由于针对的是鲜土，所获得的土壤养分数据更准确。
如图4所示，现场实时检测组件1包括驱动电机组件9和检测分析组件，驱动电机组件9的输出轴上安装有土壤试剂微流控芯片10，即土壤试剂微流控芯片10通过传统方式安装在驱动电机组件9的输出轴上，驱动电机组件9带动土壤试剂微流控芯片10的离心转动。
检测分析组件包括控制处理器8、采集卡5、荧光激发器7、接收器6和土壤水热盐传感器4，荧光激发器7与控制处理器8的第一控制信号输出端相连，控制处理器8控制荧光激发器7发出荧光信号。接收器6通过采集卡5与控制处理器8的第一数据输入端相连，接收器6获取荧光激发器7穿透土壤试剂微流控芯片10的检测区凹槽11的荧光数据。土壤水热盐传感器4的数据输出端与控制处理器8的第二数据输入端相连，驱动电机组件9与控制处理器8的第二控制信号输出端相连。在此，通过土壤水热盐传感器4的设计，可以在使用时将土壤水热盐传感器4插入待测田块，测得土壤的温度、含水率和电导率等数据，即实现土壤水份数据的获得。因为在此所进行的是带有水份的鲜土样品的实际检测，并没有经过传统实验室环节的土样水份蒸发环节，因此为了实现带有水份的鲜土检测，需要先测得土壤水份后，再分析时进行水份因素的去除考虑。
如图3所示，鲜土前处理转移组件2用于转移土壤浸提液，负压吸囊22 用于吸取土壤浸提液，负压吸囊22的后端安装有可快拆头21，通过可快拆头 21可以方便的将吸取上来的土壤浸提液倒出。负压吸囊22的前端安装有定量储液环23，定量储液环23的前端安装有吸头，吸头内塞有过滤块24，通过吸头吸入的土壤浸提液经过滤后存至定量储液环23中，定量储液环23的容量根据实际使用需求进行设计即可。其中，负压吸囊22和可快拆头21可以为软塑料材质，定量储液环23和吸头为硬塑料材质，过滤块24可以为过滤棉或过滤石英砂。
如图5所示，土壤试剂微流控芯片10包括芯片底盘21。芯片底盘21的底部设有芯片对准卡槽13，芯片对准卡槽13用于驱动电机组件9安装使用，土壤试剂微流控芯片10通过芯片对准卡槽13安装在驱动电机组件9的输出轴上。
芯片底盘21的上表面封装在壳体内，芯片底盘21上表面的中央处刻蚀有土壤浸提液加样凹槽12，根据传统设计，可以在壳体上位于土壤浸提液加样凹槽12处设计成薄塑料或易开合结构，方便可快拆头21将土壤浸提液倒入土壤浸提液加样凹槽12。从土壤浸提液加样凹槽12向外延伸刻蚀有第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区，所述第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区的结构均相同。
土壤试剂微流控芯片10上的第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区，即为四条通道，分别测试钾、氨氮、硝酸根和磷四个指标。第一流道区的试剂存储凹槽20内存放有特异性钾检测试剂，第二流道区的试剂存储凹槽20内存放有特异性氨氮检测试剂，第三流道区的试剂存储凹槽20内存放有特异性硝酸根检测试剂，第四流道区的试剂存储凹槽20内存放有特异性磷检测试剂。在此，测试四个指标是由试剂存储区存储的试剂决定的，四个试剂存储区在芯片加工的过程中提前加入了一定量的试剂，这些试剂被封存在芯片中，芯片再采用真空包装运输到田间地头。每条通道的结构和功能区是一致的，都是通过微通道连接，微通道一般高度为100um。
为了进一步提高离心效果，第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区位于芯片底盘21的横轴、纵轴上。以第一流道为例，第一流道区包括与土壤浸提液加样凹槽12通过微通道19相连的定量进样凹槽18，试剂存储凹槽20、定量进样凹槽18的出口通过微通道19相接经T型混合凹槽16接入混合区凹槽15，混合区凹槽15的出口通过蛇形混合区凹槽14与检测区凹槽 11相接，所述荧光激发器7和接收器6位于检测区凹槽11的旋转轨迹上。即土壤浸提液从土壤浸提液加样凹槽12流至定量进样凹槽18，再与试剂存储凹槽20混合后，经T型混合凹槽16、蛇形混合区凹槽14流至检测区凹槽11。荧光激发器7和接收器6位于四个检测区凹槽11的转动轨迹上，通过传统的传感技术进行定位。同时为了更好的离心效果，芯片底盘21为圆形，土壤浸提液加样凹槽12、定量进样凹槽18、试剂存储凹槽20、混合区凹槽15均为圆形。为了液体传导性更好，还可以在检测区凹槽11设计通气孔17，通气孔17 为敞开式通孔。
为了达到离心混合的效果，在土壤试剂微流控芯片10中采用了三级混合技术，即T型混合区是初次混合，同时两条通道在交汇处逐渐狭窄，同时起到阀的作用，免得土壤溶液加入时就跑到最终检测区了；在离心力下突破T型混合区后，在圆形混合区内进一步混合，因为是微流控是层流状态，土壤待测液和试剂需要充分混合进行反应；再下一步进入蛇形混合区，通过反复蜿蜒的微型通道更进一步混合，蛇形混合区的末端是细长微通道也起到微阀的作用。
因此，T型混合凹槽16与试剂存储凹槽20、定量进样凹槽18相接处的微通道19宽度小于试剂存储凹槽20、定量进样凹槽18出口处的微通道19宽度，所述蛇形混合区凹槽14与检测区凹槽11相接处的微通道19宽度小于定量进样凹槽18出口处的微通道19宽度。
同时，为了方便荧光数据的获取和准确性，将检测区的下盖板仅为百微米厚度，减少荧光在穿透微流控壁的损耗，同时也比传统的荧光检测的光强利用率提升很多。检测器对准区进行了横向挖槽，便于检测器对准，同时减少了壁厚。
如图6所示，在此还提供一种土壤养分现场检测装置的检测方法，包括以下步骤：
第一步，获取荧光光强的浓度曲线图：获取实验室分析出的土壤浓度值与荧光强度一次线性关系曲线。土壤四个指标的浓度值(钾、氨氮、硝氮、磷) 与荧光强度一次线性关系曲线为在实验室环节所确定的关系曲线，即取一定比例的土壤浓度值，测得其对应的荧光强度，以此形成了土壤浓度值与荧光强度一次线性关系曲线。基于此，通过荧光强度就可知道土壤浓度值的大致含量实际应用中，在产品在田间应用时，就已将一次线性关系曲线输入控制处理器8 中。
第二步，获取水热盐信息：将土壤水热盐传感器4插入待测田块，控制处理器8获得水热盐信息，水热盐信息为含水量t，其单位为％，即在此获得水含量信息。
第三步，采集鲜土样本并进行浸提处理：采集鲜土样本，放入前处理浸提格3内，摇晃3-5分钟，进行浸提处理，前处理浸提格3内鲜土样本与浸提剂比例为1:5，获得浸提样液(土壤浸提液)。
第四步，浸提样液的转运：利用鲜土前处理转移组件2将前处理浸提格3 内浸提后的浸提样液移至土壤试剂微流控芯片10的土壤浸提液加样凹槽12 内。
第五步，土壤试剂微流控芯片10的离心分解：
控制处理器8启动驱动电机组件9，驱动电机组件9带动土壤试剂微流控芯片10进行旋转离心分解，驱动电机组件9进行旋转离心分解，浸提样液在土壤试剂微流控芯片10内离心分解。
(1)先进行低转速离心，浸提样液由土壤浸提液加样凹槽12均匀进入第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区。
(2)进行二级转速离心，其离心速度高于低转速离心，浸提样液与试剂在离心力驱动下克服T型混合凹槽16的狭窄通道进入混合区凹槽15进一步混合，进行均匀混合和反应。
(3)等待静止状态，给出时间充分混合和反应，并逐步流入蛇形混合区凹槽14，在蜿蜒管道中进一步混合和反应。
(4)三级转速离心，其离心速度最高，浸提样液克服细长的蛇形混合区凹槽14最后一段狭窄的微型通道进入检测区凹槽11。
在实际应用中，以上过程全部设计为驱动电机组件9的自动化处理过程，无需人工操作，自动完成离心旋转。
第六步，荧光数据的获取：控制处理器8启动荧光激发器7、接收器6，获取土壤试剂微流控芯片10上检测区凹槽11内浸提样液的荧光数据，根据所提取的荧光数据在土壤浓度值与荧光强度一次曲线关系数据表中找到对应的土壤浓度值c。
第七步，土壤养分检测结果的获得：控制处理器8根据水热盐信息和土壤浓度值c计算出土壤养分检测结果，即计算出土壤含量Xi，其单位为mg/kg；
Xi＝5*c/(1-t)
其中，Xi为氮磷钾含量，常数5为系数，即前处理浸提格3内1克土加5 倍水，c为土壤浓度值，t是含水量％。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (10)
1.一种土壤养分现场检测装置，包括前处理浸提格(3)、现场实时检测组件(1)和鲜土前处理转移组件(2)，所述的鲜土前处理转移组件(2)将前处理浸提格(3)内的鲜土浸提样液移至现场实时检测组件(1)内，其特征在于：
所述的现场实时检测组件(1)包括驱动电机组件(9)和检测分析组件，驱动电机组件(9)的输出轴上安装有土壤试剂微流控芯片(10)；所述的土壤试剂微流控芯片(10)包括芯片底盘(21)，芯片底盘(21)的底部设有芯片对准卡槽(13)，土壤试剂微流控芯片(10)通过芯片对准卡槽(13)安装在驱动电机组件(9)的输出轴上，芯片底盘(21)的上表面封装在壳体内，芯片底盘(21)上表面的中央处刻蚀有土壤浸提液加样凹槽(12)，从土壤浸提液加样凹槽(12)向外延伸刻蚀有第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区，所述第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区的结构均相同。
2.根据权利要求1所述的一种土壤养分现场检测装置，其特征在于：所述第一流道区包括与土壤浸提液加样凹槽(12)通过微通道(19)相连的定量进样凹槽(18)，试剂存储凹槽(20)、定量进样凹槽(18)的出口通过微通道(19)相接经T型混合凹槽(16)接入混合区凹槽(15)，混合区凹槽(15)的出口通过蛇形混合区凹槽(14)与检测区凹槽(11)相接，所述荧光激发器(7)和接收器(6)位于检测区凹槽(11)的旋转运动轨迹上；
所述T型混合凹槽(16)与试剂存储凹槽(20)、定量进样凹槽(18)相接处的微通道(19)宽度小于试剂存储凹槽(20)、定量进样凹槽(18)出口处的微通道(19)宽度，所述蛇形混合区凹槽(14)与检测区凹槽(11)相接处的微通道(19)宽度小于定量进样凹槽(18)出口处的微通道(19)宽度。
3.根据权利要求1所述的一种土壤养分现场检测装置，其特征在于：所述的检测分析组件包括控制处理器(8)、采集卡(5)、荧光激发器(7)、接收器(6)和土壤水热盐传感器(4)，荧光激发器(7)与控制处理器(8)的第一控制信号输出端相连，接收器(6)通过采集卡(5)与控制处理器(8)的第一数据输入端相连，土壤水热盐传感器(4)的数据输出端与控制处理器(8)的第二数据输入端相连，驱动电机组件(9)与控制处理器(8)的第二控制信号输出端相连。
4.根据权利要求1所述的一种土壤养分现场检测装置，其特征在于：所述的前处理浸提格(3)的上表面贴有密封膜，前处理浸提格(3)内放置有浸提剂；所述前处理浸提格(3)的数量为n个，相邻的前处理浸提格(3)之间通过榫卯结构安装连接。
5.根据权利要求1所述的一种土壤养分现场检测装置，其特征在于：所述的鲜土前处理转移组件(2)包括负压吸囊(22)，负压吸囊(22)的后端安装有可快拆头(21)，负压吸囊(22)的前端安装有定量储液环(23)，定量储液环(23)的前端安装有吸头，吸头内塞有过滤块(24)。
6.根据权利要求1所述的一种土壤养分现场检测装置，其特征在于：所述第一流道区的试剂存储凹槽(20)内存放有特异性钾检测试剂，所述第二流道区的试剂存储凹槽(20)内存放有特异性氨氮检测试剂，所述第三流道区的试剂存储凹槽(20)内存放有特异性硝酸根检测试剂，所述第四流道区的试剂存储凹槽(20)内存放有特异性磷检测试剂。
7.根据权利要求1所述的一种土壤养分现场检测装置，其特征在于：所述的芯片底盘(21)为圆形；所述土壤浸提液加样凹槽(12)、定量进样凹槽(18)、试剂存储凹槽(20)、混合区凹槽(15)均为圆形；所述第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区位于芯片底盘(21)的横轴、纵轴上。
8.根据权利要求5所述的一种土壤养分现场检测装置，其特征在于：所述的负压吸囊(22)和可快拆头(21)为软塑料材质，所述的定量储液环(23)和吸头为硬塑料材质，所述的过滤块(24)为过滤棉或过滤石英砂。
9.根据权利要求1所述的一种土壤养分现场检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
91)获取荧光光强的浓度曲线图：获取实验室分析出的土壤浓度值与荧光强度一次线性关系曲线；
92)获取水热盐信息：将土壤水热盐传感器(4)插入待测田块，控制处理器(8)获得水热盐信息，水热盐信息为含水量t，其单位为％；
93)采集鲜土样本并进行浸提处理：采集鲜土样本，放入前处理浸提格(3)内，摇晃3-5分钟，进行浸提处理，前处理浸提格(3)内鲜土样本与浸提剂比例为1:5，获得浸提样液；
94)浸提样液的转运：利用鲜土前处理转移组件(2)将前处理浸提格(3)内浸提后的浸提样液移至土壤试剂微流控芯片(10)的土壤浸提液加样凹槽(12)内；
95)土壤试剂微流控芯片(10)的离心分解：
控制处理器(8)启动驱动电机组件(9)，驱动电机组件(9)带动土壤试剂微流控芯片(10)进行旋转离心分解，驱动电机组件(9)进行旋转离心分解，浸提样液在土壤试剂微流控芯片(10)内离心分解；
96)荧光数据的获取：控制处理器(8)启动荧光激发器(7)、接收器(6)，获取土壤试剂微流控芯片(10)上检测区凹槽(11)内浸提样液的荧光数据，根据所提取的荧光数据在土壤浓度值与荧光强度一次曲线关系数据表中找到对应的土壤浓度值c；
97)土壤养分检测结果的获得：控制处理器(8)根据水热盐信息和土壤浓度值c计算出土壤养分检测结果，即计算出土壤含量Xi，其单位为mg/kg；
Xi＝5*c/(1-t)
其中，Xi为氮磷钾含量，常数5为系数，即前处理浸提格(3)内1克土加5倍水，c为土壤浓度值，t是含水量％。
10.根据权利要求9所述的一种土壤养分现场检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：所述驱动电机组件进行旋转离心分解包括以下步骤：
101)进行低转速离心，浸提样液由土壤浸提液加样凹槽(12)均匀进入第一流道区、第二流道区、第三流道区和第四流道区；
102)进行二级转速离心，其离心速度高于低转速离心速度，浸提样液与试剂在离心力驱动下克服T型混合凹槽(16)的狭窄通道进入混合区凹槽(15)进一步混合，进行均匀混合和反应；
103)静止状态，给出时间充分混合和反应，并逐步流入蛇形混合区凹槽(14)，在蜿蜒管道中进一步混合和反应；
104)三级转速离心，其离心速度最高，浸提样液克服细长的蛇形混合区凹槽(14)最后一段狭窄的微型通道进入检测区凹槽(11)。
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