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“基于近红外漫反射测量的车载式原位土壤参数检测仪”入选2022中国农业农村重大科技新成果

发布日期:2023-01-12 浏览次数:

在2022年12月16日召开的“2022中国农业农村科技发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛”上,中国农学会正式发布了35项2022中国农业农村重大科技新成果。其中,我院“智慧农业系统集成研究”教育部重点实验室研发的“基于近红外漫反射测量的车载式原位土壤参数检测仪”成功入选新装备类成果。

“基于近红外漫反射测量的车载式原位土壤参数检测仪”是在十三五国家重点研发计划“农机作业环境与本体信息快速获取传感器研究(2016YFD0700304)”和“养分快速诊断与氮素智能化原位监测技术(2017YFD0201501)”以及多项国家自然科学基金支持下完成的。该成果针对农田现场无法实现大面积土壤养分实时数据获取以及土壤光谱数据干扰因素多、分光光度计价格昂贵不适于农田条件等缺点与不足,开展了深入研究。使用粒子群优化算法优选了土壤全氮的特征波长,并建立了基于特征波长的土壤全氮BP神经网络模型,结果表明模型效率高、复杂度低、可方便地嵌入在基于特征波长的土壤全氮检测仪上。采用卤钨灯光源加滤光片代替分光光度计,采用胶合滤光片代替干涉滤光片,大大降低了系统成本,性能试验结果表明检测仪能够对土壤进行稳定的离散近红外光谱采集。针对土壤水分和粒度这2个土壤养分在线光谱测量的主要影响因素,提出了水分校正指数(MACI)和粒度校正指数(PSCI)在线光谱校正方法,有效地消除土壤水分和粒度对在线光谱的干扰,获得了较高的检测精度。成果配合北斗卫星定位数据可实时成图,用于农田精准施肥和作物精准管理。

该成果的主要完成人员为:李民赞、杨玮、张漫、张瑶、郑立华、孙红等,于2021年6月25日通过了由中国农业工程学会组织的成果评价,专家们一致认为,该成果突破了车载式土壤参数原位在线监测实用化难题,整体技术指标达到国际先进水平,其中土壤水分和粒度离散在线光谱校正方法达到了国际领先水平。成果具有良好的应用前景,将会为我国的智慧农业发展发挥重要作用。


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