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基于调制近红外反射光谱的土壤养分近场遥测方法研究

文献类型： 中文期刊

作者： 矫雷子 1 ; 董大明 1 ; 赵贤德 1 ; 田宏武 1 ;

作者机构： 1.国家农业智能装备工程技术研究中心

关键词： 土壤氮素;近红外光谱;近场遥测;锁相放大;光电探测

期刊名称： 智慧农业(中英文)

ISSN： 2096-8094

年卷期： 2020 年 02 期

页码： 59-66

摘要： 土壤养分作为农业生产的重要指标,含量过少会降低农作物产量,过多则会造成环境污染。因此,快速、准确检测土壤养分对于精准施肥和提高作物产量具有重要意义。基于取样和化学分析的传统方法能够全面准确地检测土壤养分,但检测过程中土壤的取样及预处理过程繁琐、操作复杂、费时费力,不能实现土壤养分的原位快速检测。本研究基于调制近红外光谱,提出了一种土壤养分主动式近场遥测方法,可有效避免土壤反射自然光的干扰。该方法使用波长范围1260～1610 nm的8通道窄带激光二极管作为近红外光源,通过测量8通道激光光束的土壤反射率,建立土壤养分中氮(N)关于土壤反射率的计量模型,实现了N的快速检测。在74组已知N含量的土壤样品中,选取54组作为训练集,20组作为预测集。基于一般线性模型,对训练集中土壤N含量与土壤反射率的定量化参数进行训练,筛选显著波段后的计量模型R2达到0.97。基于建立的计量模型,预测集中土壤N含量预测值与参考值的决定系数R2达到0.9,结果表明该方法具有土壤养分现场快速检测的能力。

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