[发明专利]基于可见/近红外光谱的作物养分快速检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及农作物检测技术，尤其涉及用于物联网的基于可见/近红外光谱的作物养分快速检测方法及其装置。

背景技术

氮是作物生长发育必不可少的营养元素，它是植物体内叶绿素、蛋白质、核酸的组成部分，又是许多内源激素的组成部分，占植物干质量的1％～7％，是植物的生命基础。植物缺氮会使植株生长矮小细弱，产量、品质下降。氮过量时往往伴随缺钾或缺磷现象发生，造成营养生长旺盛，易落花、落果。

对于作物养分的检测，最早采用的是化学剂量法，再发展到分光光度法、极谱法、光声光谱法，到后来的比色法，之后，发展到高光谱技术检测的方法。但是，现有高光谱技术检测的方法精度低。

发明内容

本发明解决的问题是现有高光谱技术检测农作物含氮量精度低的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种基于可见/近红外光谱的作物养分快速检测方法，该方法包括如下步骤：S1、采用光谱仪在400nm～1100nm的波长范围内对农作物进行扫描而获得光谱数据；S2、农作物在拔节期时，以y＝8975.6x^-2.2566处理所述光谱数据而获得农作物的含氮量；农作物在开花期时，以y＝2001.7x^-2.5023处理所述光谱数据而获得农作物的含氮量；农作物在成熟期时，以y＝189.66x^-1.5768处理所述光谱数据而获得农作物的含氮量。

在一种具体方案中，所述光谱仪在860nm～1100nm的波长范围内对农作物进行扫描而获得光谱数据。

在一种具体方案中，采用光谱仪在400nm～1100nm的波长范围内对农作物进行扫描而获得光谱数据具体是以880nm，954nm，943nm或982nm。

本发明还公开基于可见/近红外光谱的作物养分快速检测装置，该装置包括光谱仪和处理器，其中，所述光谱仪在400nm～1100nm的波长范围内对农作物进行扫描而获得光谱数据；所述处理器获得农作物的生长阶段值并根据农作物的生长阶段而以y＝8975.6x^-2.2566、y＝2001.7x^-2.5023或者y＝189.66x^-1.5768处理所述光谱数据而获得农作物的含氮量。

在进一步方案中，所述光谱仪扫描农作物的频率设定为860nm～1100nm。

在一种具体方案中，所述光谱仪扫描农作物的频率设定为880nm、954nm、943nm或982nm。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

由于本发明在农作物的拔节期以y＝8975.6x^-2.2566处理所述光谱数据而获得农作物的含氮量；在开花期时，以y＝2001.7x^-2.5023处理所述光谱数据而获得农作物的含氮量；在成熟期时，以y＝189.66x^-1.5768，所以，不仅氮养分检测速度快，而且，检测的精度高。

附图说明

图1是本发明基于可见/近红外光谱的作物养分快速检测方法的流程图；

图2是本发明基于可见/近红外光谱的作物养分快速检测装置的原理框图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1，本发明基于可见/近红外光谱的作物养分快速检测方法包括如下步骤：

S1、采用光谱仪在400nm～1100nm的波长范围内对农作物进行扫描而获得光谱数据；在该步骤中，光谱仪采用美国ASD光谱仪。

S2、农作物在拔节期时，以y＝8975.6x^-2.2566处理所述光谱数据而获得农作物的含氮量；农作物在开花期时，以y＝2001.7x^-2.5023处理所述光谱数据而获得农作物的含氮量；农作物在成熟期时，以y＝189.66x^-1.5768处理所述光谱数据而获得农作物的含氮量。对上述计算模型的具体获得步骤详细说明如下：

(一)、收集玉米样本

收集玉米种子样本160个，从这160个样本中，选取1类在拔节期的玉米叶片40个，选择2类在开花期的玉米叶片共80个，选取1类在成熟期的玉米叶片40个。每一类样本包括建模集、验证集、预测集三类样本。