基于近紅外光譜的土壤養(yǎng)分快速分析與傳感技術(shù)基礎(chǔ)研究.pdf

1、隨著精細(xì)農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，測(cè)土配方施肥已成為廣大農(nóng)民迫切希望實(shí)現(xiàn)的愿望。測(cè)土配方施肥的前提是準(zhǔn)確測(cè)量土壤中養(yǎng)分含量，但是傳統(tǒng)檢測(cè)土壤特性的方法存在復(fù)雜、費(fèi)時(shí)、測(cè)量成本高等問題。因此，研究和推廣土壤養(yǎng)分的速測(cè)技術(shù)具有十分重要的意義。本文選取我國(guó)北方潮土和東北黑土作為研究對(duì)象，探索利用近紅外光譜技術(shù)分析土壤參數(shù)的可行性和可能性，并比較了兩種土壤光譜特征的差異。在理論分析基礎(chǔ)上研究開發(fā)了土壤水分測(cè)定儀，并對(duì)儀器進(jìn)行了標(biāo)定試驗(yàn)。 兩種土壤

2、的水分值和得到的原始吸收光譜有很高的相關(guān)系數(shù)，一元線性回歸分析的結(jié)果均得到了高精度的預(yù)測(cè)模型。通過對(duì)預(yù)處理后的土壤全氮、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全磷和全鉀含量數(shù)據(jù)的相關(guān)分析，得到了具有較高精度的預(yù)測(cè)模型。初步分析了黑土光譜與全氮含量、硝態(tài)氮、有機(jī)質(zhì)含量、電導(dǎo)率和pH值五種土壤參數(shù)的相關(guān)性。 比較了兩種土壤吸光度光譜和一階微分光譜的變化特征，當(dāng)水分含量較小時(shí)，黑土的吸收光譜值在整個(gè)近紅外波段都明顯高于北方潮土，且潮土的微分光譜圖有了很大的

3、變化，有許多小的高次諧波，原因可歸結(jié)為潮土中的有機(jī)質(zhì)含量比較小。當(dāng)水分含量較大時(shí)，兩種土壤的吸收光譜差別不明顯，這是因?yàn)樗质菑?qiáng)吸收物質(zhì)，高的水分使得吸收光譜達(dá)到了一定程度的飽和。在以上理論分析的基礎(chǔ)上，研究開發(fā)了土壤水分測(cè)定儀，為今后土壤其它參數(shù)測(cè)定儀的研制邁出了關(guān)鍵的一步。對(duì)土壤水分檢測(cè)儀進(jìn)行了標(biāo)定試驗(yàn)，做了四種濾光片的試驗(yàn)：530nm、765nm、850nm和1200nm。結(jié)果顯示在以上四個(gè)波長(zhǎng)處得到的相關(guān)系數(shù)都比較高，因此，盡可