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基于光谱技术的水稻养分快速诊断方法及其仪器开发
资料介绍
精细农业已成为国际上发达国家面向21世纪，合理利用农业资源，提高农产品质量和品质，降低生产成本，改善生态环境和农业可持续发展的最富有吸引力的前沿热点领域。精细农业的实施主要包括三个环节：农田信息的采集、信息的管理与决策和变量作业。精细农业的发展以快速、精确地获取和处理农田空间分布信息作为技术支持，农田信息采集是实践精细农业的基础。然而，目前田间信息采集技术的研究仍大大落后支持精细农业的其它技术环节的发展，成为精细农业实施的主要障碍之一。
为了推进农田信息采集技术的发展，本文结合国内外对植物生长信息采集的研究，进行了水稻的生长信息快速获取方法的研究，然后将嵌入式技术应用于农业，研究设计了实用的水稻养分快速测量仪。
本文主要研究内容和成果有：
(1)根据预实验和实验前期的探索，设计了三因素(氮、磷、钾)、三水平(缺乏、合理、过量)田间试验。提出了基于光谱技术的水稻养分快速检测方法，与传统的检测方法相比，它具有无损、快速、无污染等特点。
(2)研究了水稻叶片光谱反射率与叶绿素含量的关系，建立水稻叶绿素含量的定量分析模型。对不同建模算法进行比较，结果表明LSSVM校正模型对叶片含氮量的预测效果最好，预测相关系数r和均方根误差RMSEP分别为0.9421和0.2586。通过回归系数法得到4个特征波长，分别为460nm、550nm、690nm和740nm。
(3)研究了水稻叶片叶绿素含量与氮含量的关系。得到决定系数R2为0.8018，均方根误差为0.1799，线性关系式为：y=0.2344x—5.7468。
(4)采用光电传感器技术，研制了基于单片机的结合GPS定位信息的农田水稻养分信息采集仪。该仪器不但能同时获取水稻养分信息和GPS信息，而且能与PC机进行通讯，并且采用SD卡存储数据，因而可以存储大量数据，便于数据进一步的分析与研究。
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