基于光谱学原理的无损式作物冠层分析仪

设计了可以对作物氮含量进行实时监测的作物冠层分析仪。分析仪由传感器与控制器组成,通过无线方式进行数据传输。传感器包含光学部分和电路部分,光学部分包含4个光学通道和光电探测器,其中2个通道分别在610 nm与1220 nm处测量太阳辐射光,而另外2个通道在同样的2个波段上测量作物冠层的反射光;电路部分主要由电源、放大单元和无线传输模块组成。控制器内除了无线传输模块外,周边还集成了键盘、液晶显示、数据存储和上传等功能模块。详细阐述了仪器的硬件设计和软件设计。标定实验显示光学部分工作稳定,无线传输性能好。与Quality Spec高光谱仪进行的田间对比实验也取得了较好的效果,相关系数达到0.52。

大豆叶片氮素含量检测装置的研究

根据大豆叶片氮素含量光谱检测技术研究结果,设计了具有4个通道、两种检测模式的便携式检测装置,分别采用540nm波段冠层反射率和比值植被指数RVI检测大豆开花前期和结荚前期叶片氮素含量。该装置由敏感波段光电传感器、信号放大电路、A/D转换器和单片机系统构成。单片机系统内建立了敏感波段冠层反射率及相关植被指数与大豆氮素含量的反演模型,可直接根据冠层反射率反演出大豆叶片氮素含量,也可通过串口通讯将反射率数据传给上位机进行进一步的处理。经田间试验验证,该仪器具有质量轻、价格低、操作简便和检测精度可行等优点,可以为大豆氮肥合理施用提供指导。

大豆叶片氮素含量检测技术的试验研究

研究了大豆开花前期和结荚前期冠层多光谱特征与氮素营养状况间的关系,选择540nm波段反射率和比值植被指数分别作为开花前期和结荚前期叶片全氮拟合的特征参数并建立了回归模型。经检验,模型相关系数达0.8624以上,最大误差小于19%,能够有效反应大豆开花前期和结荚前期叶片全氮状况。实现了一种简便、快捷、较精确的作物田间非破坏性营养状况诊断方法,为指导大豆花期和结荚期追肥以及植物理化特性快速采集智能仪器的开发奠定了理论基础。