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相似文献
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1.
针对传统人工土壤检测方法存在检测过程复杂、处理周期长、工作效率低等问题,提出了土壤有机质检测自动化前处理平台整体设计框架,基于此构建了土壤有机质检测自动化前处理平台,该平台以均一、稳定的机器操作完成土壤有机质含量的精确检测。平台主要由搬运机械手、温控消解装置、无损转移装置、电气控制系统等构成,同时通过构建组态软件调度系统实现各装置的协同工作,以流水线式作业方式完成土壤有机质自动化前处理。选取标准土壤样品对平台的稳定性和系统适用性进行试验,结果显示,该平台重复测试标准差不大于0.56g/kg,相对标准偏差不大于2.30%,相对误差不大于2.21%,检测结果符合农业农村部土壤检测指标要求。  相似文献   

2.
近红外漫反射光谱检测土壤有机质和速效N的研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
利用近红外漫反射光谱检测技术对土壤有机质和速效N含量进行了相关研究。通过自行设计的NIR光谱系统测定了150个土壤样品有机质和速效N。126个土壤样品用来建立校正集模型,其余24个用来验证模型的性能。采集完整土壤样品的近红外漫反射光谱,原始光谱经移动窗口平滑处理、SNV和一阶微分预处理后,分别采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)和偏最小二乘法(PLS),建立土壤有机质和速效N含量的定量预测数学模型。结果表明采用一阶微分结合最小二乘支持向量机(LS-SVM)所建模型的预测效果较好,土壤有机质和速效N含量定量预测数学模型的决定系数分别为0.8255和0.8015,均方根误差分别为2.84和16.80。近红外漫反射光谱作为一种检测方法,可用于评价土壤有机质和速效N含量。  相似文献   

3.
采用微波消解法和水浴消解法分别溶解农产品样品,采用冷原子荧光光谱法测定硒元素的含量。经比较,两种方法的检出限分别为1.05ng/g和0.93ng/g,精密度分别为1.98%~8.44%和1.19%~5.22%。经国家一级标准物质验证,两种消解方法均能满足农产品质量管理规范要求,可用于农产品样品的分析测定。  相似文献   

4.
基于优化光谱指数的土壤有机质含量估算   总被引:2,自引:0,他引:2  
基于高光谱数据快速监测土壤有机质含量对于评价土壤肥沃程度具有重要意义。本文试图寻求估算土壤有机质含量的最佳光谱参数,实现土壤养分无损监测。使用ASD Field-Spec3高光谱仪对野外采集的土壤样品进行室内光谱测定,并通过重铬酸钾氧化容量法测定土壤样品有机质质量比;利用两波段优化算法对构建的新算法(SOM_(CI/ND))进行波段优化,筛选基于不同光谱数据(原始光谱反射率及其对应的4种数学变换)运算下的最敏感波段组合,从而建立土壤有机质质量比高光谱估算模型。结果表明:通过归一化光谱指数(I_(ND))和概念指数(I_(CI))比值构建的新算法(SOM_(CI/ND))优化后与土壤有机质质量比之间的相关性显著提高,在光谱原始数据及其平方根、倒数变换形式下,相关系数绝对值达到0.82,且敏感的组合波段集中在2220 nm~2240 nm和2160 nm~2195 nm。基于平方根波段优化的估算模型效果最佳,估算精度为R_p~2为0.84,RMSE_P为2.24 g/kg,RPD为2.89。因此,对光谱数据的适当数学变换有利于优化光谱指数更好地估算土壤有机质质量比,进一步实现土壤有机质质量比高精度动态监测。  相似文献   

5.
基于高光谱数据的土壤有机质含量反演模型比较   总被引:8,自引:0,他引:8  
以土壤多样化的陕西省横山县为研究区域,比较了3种基于高光谱数据的土壤有机质含量反演模型,在实验室利用ASD Field Spec FR地物光谱仪对横山县野外采集的土壤样品进行光谱测定,并通过重铬酸钾氧化容量法测定土壤有机质含量。然后对原始光谱反射率的倒数进行微分运算获得其一阶导数光谱,将原始光谱反射率、一阶导数光谱分别与土壤有机质含量进行相关性分析,得到相关性系数r较高的特征波段的一阶导数光谱,直接建立基于一阶导数光谱的多元线性逐步回归分析(MLSR)模型。同时针对这些相关性系数较高的特征波段的一阶导数光谱进行主成分分析(Principal component analysis,PCA),利用主成分分析得到的结果分别建立BP神经网络反演模型(PCA-BP)和多元线性逐步回归分析模型(PCA-MLSR)。用上述3种方法进行土壤有机质含量反演,并对3种反演结果进行精度验证与比较。实验分析结果表明:在3种模型中,基于主成分分析结果构建的PCA-BP模型在土壤有机质含量反演中决定系数(R2)最高,为0.893 0,均方根误差(RMSE)为0.118 5%;其次为运用全部主成分PCA分析结果构建的多元线性逐步回归模型,R2为0.740 7,RMSE为0.161 3%;而采用一阶导数光谱反射率构建的多元线性逐步回归模型中,最佳反演模型R2仅为0.689 9,RMSE为0.171 0%。由此说明,PCA-BP模型有机质含量反演精度明显高于多元线性逐步回归模型,利用全部主成分进行多元逐步回归,其有机质含量反演精度优于仅用累计方差贡献率大于90%的主成分进行多元逐步回归的精度,可以更好地反演土壤有机质的含量。  相似文献   

6.
本文对不同粒径(1 mm和2 mm)的土壤样品开展速效钾和缓效钾检测方法的研究,供试土壤包括广东赤红壤(水稻土),湖南红壤,贵州黄壤,四川水稻土(灰冲积母质)、四川紫色土,河北褐土,陕西黄绵土,新疆灰漠土和吉林黑土等9种土壤。研究结果表明,供试的9种土壤,速效钾含量范围在23~479 mg/kg之间,缓效钾含量范围在192~1 217 mg/kg之间,RSD(%)均小于5%,通过T检验,两种粒径的土壤样品速效钾、缓效钾检测结果无显著差异。因此可以用粒径为2 mm的土壤样品代替粒径为1 mm的土壤样品进行土壤速效钾、缓效钾的测定,与其它主要的土壤有效态成分测定样品粒径保持一致,从而提高制样工作效率,降低制样成本。  相似文献   

7.
为探索江苏省沿海黏土地区稻麦轮作下耕作方式对土壤化学性质及作物产量的影响,本研究于2020-2021年在江苏省盐城市的典型黏土地稻麦轮作区进行了定位跟踪试验。共设置稻茬旋耕麦茬水整、稻茬旋耕麦茬旱整、稻茬耕翻麦茬水整、稻茬耕翻麦茬旱整4个处理,在2022年小麦收获后检测了土壤全氮、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、土壤pH等养分值,并在每季作物成熟时实收实测作物产量。试验结果表明:稻茬耕翻与稻茬旋耕对土壤全氮、有机质、碱解氮的影响差异性显著(P <0.05)。稻茬耕翻土壤全氮含量、有机质含量、碱解氮含量、有效磷含量总体呈上升趋势,速效钾含量有下降趋势。稻茬耕翻麦茬水整轮作周期稻麦产量最高,达1 124.79 kg/667 m2。总体而言,在整个轮作周期,稻茬耕翻麦茬水整方式下土壤保肥能力最好,水稻、小麦产量最高。  相似文献   

8.
土壤有机质含量对作物的生长发育有着显著影响。为实现对苹果果园土壤有机质含量快速、实时估测,本研究以山东省烟台市栖霞市苹果园为研究区,采集100个土壤样本,利用ASD FieldSpec3便携式地物光谱仪获取其高光谱反射率,利用定量化学方法测定土壤有机质含量。采用移动平均法对高光谱数据进行预处理,分析果园土壤的反射光谱特征,研究光谱反射率与其有机质含量的相关关系,筛选土壤有机质含量的敏感波长并构建光谱指数后,分别建立多元线性回归模型(MLR)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)模型,并对模型精度进行验证比较。结果表明,筛选出的土壤有机质含量的敏感波长为678、709、1931、1939、1996和2201 nm。用筛选出的波长构建光谱参数,最终构建的光谱指数分别为NDSI(678,709)、NDSI(678,1931)、NDSI(678,2201)、NDSI(709,1939)和NDSI(1939,2201)。建立的MLR、SVM和RF回归模型中,以RF模型精度最优,其校正样本集R2为0.8804,RMSE为0.1423,RPD达到2.25;验证模型的R2为0.7466,RMSE为0.1266,RPD为1.79,建立的RF定量模型反演苹果果园土壤有机质含量效果较好。因此,可以利用RF方法快速预测苹果果园土壤有机质含量,了解土壤养分分布状况,指导农民合理施肥,从而提高果园生产管理效率。  相似文献   

9.
为了实现对土壤有机质含量的快速、方便、准确测量,本文提出了一种基于多传感器人工嗅觉系统的土壤有机质含量检测方法。选取10个不同型号的氧化物半导体式气体传感器组成传感器阵列,并采用不同浓度的硫化氢、氨气和甲烷等标准气体对传感器阵列进行了响应测试,从响应曲线可以看出,传感器阵列对不同浓度、种类的标准气体皆有响应且响应结果不同,随着标准气体浓度的增大传感器阵列的响应曲线也随之上升,表明传感器阵列具有较高的特异性和一定的交叉敏感性。提取每个传感器土壤气体响应曲线上的响应面积、最大值、平均微分系数、方差、平均值和最大梯度6个特征构建人工嗅觉特征空间。采用偏最小二乘法回归(PLSR)、支持向量机回归(SVR)和BP神经网络(BPNN)算法建立人工嗅觉特征空间与土壤有机质含量关系的预测模型,使用决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和绝对平均误差(MAE)评估预测模型的性能。试验结果表明,PLSR、BPNN、SVR测试集的R2分别为0.80878、0.87179和0.91957,RMSE分别为3.6784、3.1614、2.4254g/kg,MAE分别为3.1079、2.4154、2.1389g/kg。SVR算法建立的模型R2最高,RMSE、MAE最小,比PLSR、BPNN具有更好的预测性能,可用于土壤有机质含量的测量。  相似文献   

10.
对东港市水稻田主产区1 151个土壤样品的有机质、速效氮、有效磷、速效钾、pH值、铁、锌等微量元素进行土壤养分指标测定分析,并与第2次土壤普查资料进行数据对比.结果表明:东港市目前水田土壤有机质缺乏,氮素含量中等偏高,磷素含量稍丰,钾素含量中等偏低,有效铁、锰含量很丰富,有效铜含量中等,有效锌含量不足.同时,根据不同区域,提出相应的施肥建议.  相似文献   

11.
土壤有机质含量田间实时测定方法   总被引:3,自引:0,他引:3  
为了实现对土壤有机质含量的快速测定,以关中塿土为材料,研究基于光谱分析的土壤有机质含量测定方法。首先用机载便携式近红外频谱仪采集土壤样本在波长900~1 700 nm范围的漫反射光谱,并对异常样本进行判别和剔除以提高建模精度,在比较2种不同样本划分方法对模型影响的基础上,用连续投影算法(SPA)对建模变量进行最优波长选择,然后通过3种线性建模方法对有机质含量预测结果进行分析,探明偏最小二乘法(PLS)方法效果最好,并建立了径向基(RBF)神经网络预测模型。测试集样本实验结果表明,用PLS建立的预测模型有机质含量测定值和预测值之间的决定系数为0.801 9,均方根误差为0.179 4;用RBF神经网络建模的决定系数和均方根误差分别为0.828 1和0.164 6,两种模型均具有较高的精度,可对有机质含量进行快速预测。  相似文献   

12.
宽甸县新增蔬菜保护地(2004-2007年)土壤养分含量状况检测结果表明:保护地土壤有机质和碱解氮平均含量处于中等水平,土壤有效磷含量较低,保护地土壤pH值〈5.5的酸性土壤面积占新增面积的23.5%。根据检测结果提出了提高保护地土壤肥力的施肥措施。  相似文献   

13.
为了快速、准确地检测土壤中多种重金属元素,建立一种王水消解同时测定土壤中Cu,Zn,Ni,Cr,Pb,Cd的方法.选取8种具有广泛代表性的土壤标准物质对王水消解法进行考察,结合土壤标准物质标准值,通过大量试验数据对该方法做出全面评价.  相似文献   

14.
土壤有机质含量与土壤物理性能参   总被引:2,自引:0,他引:2  
根据大田土壤物理特性参数测定的试验数据,分析了土壤有机质含量与土壤含水量、物理性粘粒含量、土壤入渗能力之间的相关关系。分析结果表明:土壤有机质含量与这些土壤物理参数有一定的相关性,且拟合曲线符合对数关系。研究结果对土壤保肥和农业增产具有重要意义。  相似文献   

15.
针对土壤悬液组分复杂以及单输入变量时电极预测精准度有限的问题,以提高离子选择电极预测土壤硝态氮含量精准度为目标,建立基于多参数融合的支持向量机(SVM)土壤硝态氮预测模型。采用灰色关联分析法对影响电极法测定土壤硝态氮的主要干扰因素进行排序,建立以主干扰因素及硝酸根电极检测电势的多参数融合SVM预测模型,并与传统Nernst模型和干扰因素全输入下的SVM模型作对比验证算法可行性。实验结果表明,土壤电导率、温度与Cl -电极检测电势为影响电极预测硝态氮精准度的主要干扰因素;输入参数为硝态氮电极检测电势、土壤电导率、温度与Cl -电极检测电势时,SVM土壤硝态氮预测模型效果最优,与光学法测定结果回归方程的调整决定系数为0.98,平均绝对偏差为3.38 mg/L,均方根误差为4.51 mg/L,基于多参数融合的SVM预测模型可显著提高电极法硝态氮检测精准度。  相似文献   

16.
以检测土壤有机质含量为例,探讨经验模态分解在土壤近红外光谱检测中的应用,提出了应用的原理和步骤。用处理后的光谱计算了土壤中的有机质含量,并与九点平滑和小波变换方法的处理结果进行了对比分析。结果表明:与传统的九点平滑处理结果相比,SNR从3 dB左右提高到10 dB左右,原始信号与消噪信号之间的标准差由2.972降到0.901;预测集的决定系数r2由0.9410提高到0.9803, 预测均方根误差RMSEP由0.6702降为0.3011。证明了经验模态分解方法在光谱处理过程中的可靠性,提高了土壤有机质含量近红外光谱的定量分析精度。  相似文献   

17.
土壤养分作为农业生产的重要指标,含量过少会降低农作物产量,过多则会造成环境污染。因此,快速、准确检测土壤养分对于精准施肥和提高作物产量具有重要意义。基于取样和化学分析的传统方法能够全面准确地检测土壤养分,但检测过程中土壤的取样及预处理过程繁琐、操作复杂、费时费力,不能实现土壤养分的原位快速检测。本研究基于调制近红外光谱,提出了一种土壤养分主动式近场遥测方法,可有效避免土壤反射自然光的干扰。该方法使用波长范围1260~1610 nm的8通道窄带激光二极管作为近红外光源,通过测量8通道激光光束的土壤反射率,建立土壤养分中氮(N)关于土壤反射率的计量模型,实现了N的快速检测。在74组已知N含量的土壤样品中,选取54组作为训练集,20组作为预测集。基于一般线性模型,对训练集中土壤N含量与土壤反射率的定量化参数进行训练,筛选显著波段后的计量模型R2达到0.97。基于建立的计量模型,预测集中土壤N含量预测值与参考值的决定系数R2达到0.9,结果表明该方法具有土壤养分现场快速检测的能力。  相似文献   

18.
采集沈阳市旱田、水田和菜田3种利用类型的土壤样品862个,测定分析土壤中的有机质及大、中、微量营养元素含量,评价全市农田土壤肥力水平,为沈阳市农业生产中开发利用土壤资源、科学合理施用肥料提供参考。  相似文献   

19.
阐述了利用有机质的反射光谱特性对土壤有机质含量进行测定的原理及方法。对仪器的总体方案、光路系统及仪器的硬件和软件进行了设计。为了减小测量误差、提高仪器总体性能,光路系统设计中在前人采用单一波长的光信号为变量的基础上增加了另外两路光信号以反映土壤中胡富比(胡敏酸和富啡酸含量之比)的变化;采用了偏最小二乘回归的数据处理方法来消除模型中变量间极有可能存在的多重相关性;在试验设计中通过增加土壤分类功能,采取了对土壤先分类后建模以及与合适的土样预处理相结合的方法降低了土壤质地对有机质测量的影响。试验表明,仪器测试结果与常规的有机质含量测量法对比,其精度达到了土样有机质含量速测的要求。  相似文献   

20.
为了解岐山县新增耕地土壤养分现状,本研究对岐山县新增耕地的14个土壤样品进行了酸碱性、有机质、全氮含量等指标分析。调查结果表明,1)岐山县新增耕地土壤质地为砂壤土,呈弱碱性。有机质含量最大值为57.5 g/kg,最小值为9.40 g/kg,平均值为25.6 g/kg,处于中高水平;全氮含量为0.27 g/kg~2.50 g/kg,平均1.23 g/kg;有效磷、速效钾含量平均值分别为34.6 mg/kg、275 mg/kg,其中低水平占比分别为50%、42.8%。2)土壤酸碱性偏碱性,均需通过浇施化学酸性肥料、生理酸性肥料或有机肥等改良土壤酸碱度以达到小麦、玉米等的种植适宜酸碱性;土壤中有机质、全氮、有效磷和速效钾含量处于中低水平区域,需通过增施有机肥、氮肥、磷肥、钾肥和种植豆科植物固氮、秸秆还田的途径提高土壤养分。  相似文献   

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