精准施肥作为现代精准农业的一个重要组成部分,要求能根据不同地区、不同土壤类型以及土壤中各种养分的盈亏情况和作物类别,将氮、磷、钾和多种可促进作物生长的微量元素与有机肥加以科学配方,从而做到有目的地科学施肥。而精确施肥的前提是对土壤成分含量的准确测定。土壤的常规分析在化学实验室进行,分析周期长、成本高,并且很多分析仪器由于体积大而不便移动。近红外光谱技术具有多组分同时分析、分析速度快和无需化学处理等突出特点,可以实现土壤成分含量的快速测量。本文设计了一种基于近红外技术的土壤成分快速检测系统,以实现土壤中全氮和有机质含量的田间快速准确的测量。研究内容主要包括:(1)研究采用近红外光谱技术实现土壤成分含量田间快速测量的可行性。(2)在实验的基础上,建立近红外光谱预测土壤中有机质和全氮含量的校正模型,用此模型实现近红外光谱技术测量土壤中有机质和全氮的含量。(3)对土壤成分含量检测系统进行硬件设计。硬件设计包括光路与电路两部分。系统的光路采用光栅分光的单光路结构,系统的电路通过微弱信号检测技术实现光谱数据的采集。(4)对检测系统进行整体的软件设计。其中包括对系统零点校正、步进电机的驱动、数据采集、数据的平滑和导数处理等。