紫色土是我国种类最为多样、组成复杂和理化性质差异极大的土壤类型，研究不同母质紫色土的营养水平及其光谱预测技术，对于因地适种、科学改土和精准施肥等具有重要指导意义。本试验以重庆地区六种不同母质紫色土为研究对象，通过合理采集土壤样本、土壤近红外反射光谱信息和土壤营养元素含量化学测定，研究了不同母质紫色土碱解氮、有效Fe、Mn、Zn等营养元素含量特征，以及紫色土不同厚度、不同粒径条件对光谱反射的影响，筛选了有效Fe、Mn、Zn含量的可见近红外光谱预测模型，初步构建了不同母质紫色土营养元素含量的实时高效预测技术。主要研究结果如下：　　1.不同母质紫色土的营养特征　　以重庆地区六种不同母质紫色土300个样本作为研究对象，采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定土壤样本中有效Fe、Mn、Zn的含量，结合单因素方法和Tukey’s HSD多重比较方法分析各母质紫色土中有效Fe、Mn、Zn含量的关系。结果显示：不同母质紫色土中有效Fe含量均在适宜至高量范围，从大到小为夹关组>自流井组、沙溪庙组>飞仙关组、蓬莱镇组>遂宁组。土壤有效Mn含量从大到小为自流井组>沙溪庙组、飞仙关组>蓬莱镇组>夹关组、遂宁组；所有供试土壤的有效Mn含量都偏高：蓬莱镇组、夹关组和遂宁组土壤有效Mn含量处于高量范围，而自流井组、沙溪庙组和飞仙关组土壤有效Mn含量处于过量范围。土壤有效Zn含量为飞仙关组>自流井组>夹关组>蓬莱镇组、遂宁组、沙溪庙组，各母质紫色土有效Zn含量均处于缺乏至适宜范围。　　通过对蓬莱镇组土壤样本的碱解氮含量测试分析发现，该类土壤的碱解氮含量符合正态分布，样本最大群体的碱解氮含量水平在100-110 mg/kg范围，含量达适宜（100-200 mg/kg）以上水平的样本占总样本数的68％，处于缺乏范围（50-100 mg/kg）的样本占32%。有效Mn含量处于高量到过量范围，有效Zn含量处于适宜范围。结果表明蓬莱镇组紫色土碱解氮含量水平总体略偏低，大多数样本的碱解氮含量基本能够满足柑橘的生长需要，但部分区域需要增施氮肥。　　2.紫色土光谱特征及其光谱采集条件筛选　　以蓬莱镇组土壤样本为例，将土壤研磨成<0.15 mm、0.15-0.18 mm、0.18-0.25 mm、0.25-0.425 mm和0.425-0.85 mm五种不同粒径，采集近红外反射光谱时的土壤样本厚度为10 mm、20 mm、25 mm和30 mm四种不同厚度，采集完土样可见近红外反射光谱后测定其碱解氮和有效Fe、、Mn、Zn含量。以此研究分析了不同粒径、不同厚度土壤样本对可见近红外反射光谱的影响，同时评价了不同建模方法对碱解氮和有效Fe、Mn、Zn含量预测效果的优劣。结果显示：在425-1000 nm区域，蓬莱镇组紫色土的光谱反射率在0.12-0.68之间；在425-550 nm范围内，土壤光谱反射率先随波长加大缓慢增强，之后反射率斜率迅速增大，在605 nm处有微弱的吸收，在840 nm再出现明显吸收。以土壤粒径为0.425-0.85 mm、光谱采集时土样厚度为30 mm条件下：　　（1）偏最小二乘法（PLS）建模对碱解氮含量预测效果最优，建模集和验证集的相关系数分别为0.839和0.834，交互验证均方根误差RMSECV和验证均方根误差RMSEP分别为为1.85和1.84；　　（2）PLS光谱预测模型对蓬莱镇组有效 Fe、Zn含量的预测效果最佳，其相关系数均超过0.8，均方根误差均较小。可实现对蓬莱镇组紫色土碱解氮和有效Fe、Zn含量的准确预测。　　3.紫色土有效Fe、Mn、Zn含量的光谱预测　　六种母质紫色土样本平均光谱曲线呈现相似动态变化，反射光谱在350-750 nm范围内均呈迅速升高趋势，此后光谱曲线出现一个高台区域，并出现几个剧烈的峰谷变化，其中在1414 nm处产生第一个明显波谷；然后分别在1915 nm处形成第二个明显的波谷；在2210 nm处再出现第三个明显波谷，此后呈大幅度下降趋势。不同母质紫色土的光谱反射率比较，以自流井组土壤的光谱反射率总体最高，飞仙关组始终处于最低水平，且变化幅度较小。以六种母质紫色土300个样本的光谱反射率进行不同方法预处理和预测模型筛选，结果表明，标准正态变量（SNV）预处理可以提高各预测模型的预测效果，以SNV预处理光谱PLS模型对土壤有效Zn含量的预测效果最优；不同母质紫色土比较，夹关组、遂宁组、自流井组以及蓬莱镇组紫色土均可通过PLS建模实现对有效Fe、Mn、Zn含量的较好预测，但对蓬莱镇组紫色土有效Mn含量预测效果稍差，沙溪庙组和飞仙关组紫色土有效Fe、Mn、Zn含量的PLS建模预测效果稍差。几种光谱预处理方法中，SNV校正可有效提高模型预测效果，在建模预测中表现最优。