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基于可见近红外光谱检测土壤养分及仪器开发

基于可见近红外光谱检测土壤养分及仪器开发

实施精细农业需要清晰地了解土壤的空间变异特性以及实时的营养状况,数字农业的发展也对土壤养分的测定迫切地提出了精确的时间和效率上的要求。土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾是植物健康成长所必须的营养成分,目前这些指标检测实验室和土肥站一直沿用常规检测方法。这些检测方法需要昂贵的检测设备和对检测人员要求较高,且存在指标检测效率低,检测样品数量小和成本高等问题,是实施精细农业管理的一个重要障碍因素。光谱分析技术作为一种快速、无损、简便的绿色测量方法和分析技术,在土壤养分的测定方面扮演着越来越重要的角色。近红外光谱检测技术具有一系列的优点,如快速、无需样品制备和成本低等优点。近红外光谱能够反映土壤如有机质和全氮等养分信息,使得近红外光谱检测技术在农业与农业环境检测中得到了广泛应用,近红外光谱检测能力主要依靠对c-h, o-h 和n-h功能键的能量吸收进而反映相应土壤养分含量等信息。土壤有机质、氮、磷、钾是农作物生长的主要养分,是土壤养分管理和测土配方施肥的重要对象,随着测土配方施肥技术的大规模推广,迫切需要一种低成本、可靠的土壤养分快速检测方法。

我国是农业大国,农业是国民经济的基础。中共中央十七届三中全会通过的关于推进农村改革发展若干重大问题的决定中明确指出,解决三农问题必须积极发展现在农业,提高农业综合生产力,必须推进农业信息服务技术发展,重点开发信息采集、精准作业和管理信息、农村远程数字化和可视化、气象预测预报和灾害预警等技术。重点指出了农田信息快速采集技术在发展现在农业工程中的重要性。农业信息化以及精细农业已被《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》列为优先发展主题,数字农业与智能装备和农业物联网技术与智慧农业系统已经纳入“十二五”国际科技计划发展纲要。“十二五”期间农业信息化技术将在国民经济和社会发展中,特别是在大力发展现代农业、提高农业综合生产能力方面发挥愈来愈重要的作用。

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