玉米秸秆中含有丰富的化学元素，例如H，O，N，K，Ca，Mg，P等。玉米秸秆可以为土壤提供养分，改良土壤结构，增加土壤的保水保肥能力等。之前虽然有很多的方法可以测量玉米秸秆中的元素含量，但是我们一直没有一个有效和快速的手段去研究玉米秸秆中元素富集分布情况。了解玉米秸秆中的元素富集分布情况，可以使我们更全面的了解其化学组成，从而更好地利用其资源。这些元素成分的含量和分布直接影响其应用价值和利用方式。

现在我们可以通过激光诱导击穿光谱（LIBS）技术检测玉米秸秆的元素光谱特征，元素富集微区分布mapping分析等。激光诱导击穿光谱技术是一种新兴的方法和快速的检测手段。当激光作用于样品表面时，在极短的时间内诱导产生含有样品物质信息的等离子体。通过对等离子体发出的光谱进行收集分析，建立光谱与元素一一对应的关系。由此可以检测出元素周期表中的大部分元素，检测限可达ppm级。通过标准物质定标后可以进一步得到元素的含量信息。

 取玉米秸秆样品，切开断面，做内部表面的元素分布扫描。实验时为了得到更好的信号，通过比对，我们采用1μs为延迟时间，80%激光能量输出，光斑120μm，5次脉冲的信号累加。通过元素富集分布分析，一次性得到了各主要元素的富集分布结果，如下图所示。暖色部分表示元素含量高，冷色部分表示元素含量低。

钾、钙、钠等元素是植物生长和发育所必需的营养元素，玉米秸秆中均含有一定量的这些元素。上图为玉米秸秆营养元素Ca、Na、K元素的分布分析。钠元素主要富集在边缘处，钾元素总体富集较多也较均匀，钾元素边缘处富集较多，内部也有一定的富集。

氮元素在玉米秸秆中的含量较高，可以为土壤提供养分，促进作物的生长和发育。氢元素和氧元素是玉米秸秆主要是由纤维素和半纤维素组成元素。上图为玉米秸秆有机元素N、H、O元素的分布分析。从图中可以看出，氮元素和氧元素总体富集较多，主要富集在内部纤维素组成部分。氢元素在边缘处富集比内部多。

实验装置我们采用EcoChem 激光光谱元素分析系统，该系统采用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术。激光能量200mJ@1064nm，能量输出0-100%可调；重现率最大20Hz；光斑大小50-300μm连续可调；检测器谱宽190-1040nm；三维全自动工作台；样品室可通入氦气或氩气。

 本文研究了玉米秸秆的元素光谱特性，通过元素富集微区识别对秸秆的元素分布mapping情况进行了分析。激光诱导击穿光谱技术作为一种新兴的、快速的、微损的化学分析技术，具有目前传统仪器不具备的更多功能，随着这一技术的发展，它必将在生态样品元素分析领域发挥越来越重要的作用。