土样盒土表特征对近红外光谱测量土壤水分精度的影响.pdf

《土样盒土表特征对近红外光谱测量土壤水分精度的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第26卷2010链第6期6月农业工程学报TransactionsoftheCSAEV01．26No．6Jun．201047土样盒土表特征对近红外光谱测量土壤水分精度的影响韩小平1，王沛华2，崔传金1，高昌珍1，左月明蜮(1．山西农业大学工学院，太谷030801；2．罗定职业技术学院机电工程系，广东527200)摘要：为了现场快速准确地检测土壤水肥状况，实现精细农业的目标。利用近红外光谱反射法测量土壤水分，了解土壤表面特征对测试结果的影响规律，是能否有效提高测量精度的关键，对快速测量大田的养分含量，实现精确定量管理也有重要的现

2、实意义。该研究用近红外光谱技术测量了6个不同土样的土壤含水率，经回归分析发现：与直尺刮平相比，盒土表面筛控刮平处理的土样，其土壤含水率与光谱的相对吸收率之间有更好的相关性：不同类型的土样对光谱的相对吸收率是：中壤土>重壤土>轻壤土；在相f司的表面处理条件下，粒径0．5≤d≤1mm的七样，其含水率与光谱相对吸收率之间的相关性均较高。研究表明，土样表面均匀连续是测蕈精度提岛的主要原因；而裂纹和划痕是影响测鼙精度的重要因素。关键词：近红外光谱，土壤含水率，粒径，表面处理，土壤类型doi：10．3969／j．issn．1002—68

3、19．2010．06．009中图分类号：S152．7，TP79文献标识码：A文章编号：1002—6819(2010)一06—0047—05韩小平，王沛华，崔传金，等．土样盒土表特征对近红外光谱测量土壤水分精度的影响[J]．农业工程学报，2010，26(6)：47—51．HanXiaoping，WangPeihua,CuiChuanjin，cta1．Influenceofsoilsurfacedisposalonprecisionofmeasuringsoilwaterbynear-infraredspectroscopy[J

4、]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(6)：47—51．(inChinesewithEnglishabstrac00引言近年来国内外学者对利用近红外光谱技术测量土壤养分的问题进行了广泛研究。其目的是利用土壤的反射光谱对土壤养分实现快速无损检测，进而实现农业的科学适时管理，达到精准、高效、可持续发展的目标。土壤的反射光谱除了与土壤组分有关外，还有一个很重要的影响凶素那就是土壤的表面特征。土壤的表面特征主要包括土壤表面平整度、土壤的紧实程度、土壤类型、土壤粒径的大小等。土壤类型之所以影响土壤光谱反射率，

5、一方面是由于它影响土壤的蓄水能力，较大的颗粒之间能容纳更多的空气和水；另一方面是构成土壤的颗粒大小引起的光散射不同，从而影响土壤的光谱反射率。样品的粒径大小和均匀程度与光的散射有关Ill。Bower的研究发现土壤粒度影响土壤对辐射能的反射作用，随着土壤颗粒减小，土壤反射率呈指数增大12J。测试土样表面粒径的大小及其分布决定土壤的近红外反射能量的吸收，从而影响光谱的预测精度及测试结果[3-4]。针对土壤表面处理，相关学者已进行了大量研究。F．R．Gunsaulis等针对土壤有机质研究了刮平和压平的表面处理对土样表面光谱吸收率的

6、影响。土样在自然风干的条件收稿日期：2009-02．18修订日期：2010-02-27基金项目：国家自然科学基金项目(30871445)；山西省留学基金资助项目(98046)；山西省高等学校科技项目资助(201001)作者简介：韩小平(1976一)，女，博士生，主要研究方向：农业工程测控技术。太谷山西农业大学工学院，030801。Email：jgyhxp@163．coin※通信作者：左月明(1954一)，男。教授，博士生导师，主要研究传感器及测控技术。太谷山西农业大学工程技术学院，030801。Email：zyuemin98

7、8@yahoo．cn下对7种类型的20个土样分别用直径57mln，质量为1．03kg，宽度为102mm的碾子压平和用传感器的前刮板刮平进行表面处理。结果表明采用刮平的表面处理方式时，土壤表面光谱的吸收率与有机质含量之间有更好的相关性[5】。周清采用了表面稍压平和表面刮平的表面处理，对自然风干后的3种类型的土壤进行了研究。结果表明：表面压平时，如果颗粒较粗，表面的平整性很难得到保证；表面刮平时，所有粒径土样都会产生划痕，中等粒径(2～0．5mm)的土样表面划痕较均匀，而较大粒径(5．0mm)和较小粒径(0．28mm，0．145

8、mm)的土样表面划痕均匀性较差。从测试过程中土样各个方向光谱数据之间的分散性角度考虑，表面压平处理要优于刮平处理【6】。目前，国内外学者采用的土样表面处理方法主要是先风干过筛，然后进行压平或刮平处理【6母J。在不同的试验条件下，得到的结论不一样，而且这2种处理方法都是对干土提出的。然而对含