[发明专利]一种光谱速测烟草叶片中磷含量的方法

说明书

本发明涉及一种光谱速测烟草叶片中磷含量的方法，通过一元二次函数形式建立烟草叶片磷含量估测模型对烟草叶片中磷含量进行拟合，其中，烟草叶片中磷含量拟合度最高的拟合模型为以光谱反射率为输入变量建立的方程y＝1.997x²+5.714x‑0.801、以光谱反射率一阶导数为输入变量建立的方程y＝‑232.4x²+22.42x+0.804和以烟草叶片光谱黄边幅值为输入变量建立的方程y＝‑54.81x²‑41.98x‑7.224。该方法使用光谱诊断分析技术对烟草叶片进行营养诊断，用以建立烟草叶片的光谱营养诊断模型，预测烟草叶片作物营养状况，指导烟草叶片作物的精准施肥。

技术领域

本发明涉及一种光谱速测烟草叶片中磷含量的方法，属于对烟草叶片磷素营养诊断技术领域。

背景技术

我国农用化肥施用量从1998年的4084万吨逐年增长至2017年的农用化肥施用量5859.41万吨，平均每亩化肥施用量从1998年的17.49千克增长至2017年的23.48千克，二十年间农用化肥施用总量增长了43.5％，亩施用量增长了34.25％，而农业播种总面积仅增长了6.82％，这种增长的不平衡性主要是农民为追求产量，不按作物需肥规律过量的施用化肥造成的。这种传统的施肥方法不仅导致农业生产成本增加、生产资料浪费，同时也带来了耕地质量下降，土壤酸化和盐渍化加剧，流失到环境中的养分使河流湖泊富营养化等一系列的环境问题。解决这一问题的根本在于准确掌握作物各生育期的需肥时间、需肥量等对作物进行精准施肥。

烟草是我国重要经济作物之一，在我国南北各省区广为栽培，在烟草生产中，土壤环境对烟草的生长发育和产量质量有着重要影响。有机质含量适中，富含磷、钾及微量元素的土壤是生产优质烟的重要条件，若土壤中的有机质含量和肥力过低，会导致烟草在生长过程中由于缺乏营养，则长势弱，植株矮小，烟草叶片小而薄，产量质量均较差；若土壤肥力过高，则所生产的烟草叶片肥厚、主脉较粗，蛋白质和烟碱等含氮化合物的含量增加，品质不良。因此，在烟草证种植过程中根据土壤肥力和烟草营养规律进行的精准施肥，能协调烟株营养，直接减少肥料成本投入，间接提高肥料利用率和增加烟农收入，同时解决传统施肥方法带来的一系列环境问题。

对作物进行营养诊断是精准施肥的重要技术支撑。作物营养诊断是通过对作物营养状况进行科学的检测分析，进而对作物生长状况及作物体内养分的丰缺状况进行合理判断的方法，是对作物进行科学施肥的基础条件，是调节农作物与土壤之间氮磷钾等营养物质和能量交换过程的重要手段。植物营养诊断技术主要经历了经验诊断阶段、化学检验诊断阶段和物理方法诊断阶段三个时期。其中传统的经验诊断方法优点是操作简单快速，但缺点是不可复制，要有足够的实践经验，并且误判率较高。而化学诊断方法优点在于诊断结果准确度高，但检测成本较高，检测操作繁琐，检测结果滞后且大部分检测工作需要破坏取样成了化学诊断方法的主要弊端。相对于传统经验诊断和化学诊断，物理诊断规避了前两种诊断方法的缺点，能够快速、准确、无损、实时的监测植物的生长状况，并能得出准确率高的诊断结论。其中光谱诊断分析技术作为物理诊断的重要方法之一，因其检测速度快，准确度高，可复制性强，无破坏性等特点，被广泛用于监测作物生长状况和营养状态等领域。

发明内容

本发明针对背景技术中存在的技术问题，提出了一种光谱速测烟草叶片中磷含量的方法，该方法使用光谱诊断分析技术对烟草叶片进行营养诊断，用以建立烟草叶片的光谱营养诊断模型，预测烟草叶片作物营养状况，指导烟草叶片作物的精准施肥。

本发明提出的一种光谱速测烟草叶片中磷含量的方法，该方法通过一元二次函数形式建立烟草叶片磷含量估测模型对烟草叶片中磷含量进行拟合，其中，烟草叶片中磷含量拟合度最高的拟合模型为以光谱反射率为输入变量建立的方程y＝1.997x²+5.714x-0.801、以光谱反射率一阶导数为输入变量建立的方程y＝-232.4x²+22.42x+0.804和以烟草叶片光谱黄边幅值为输入变量建立的方程y＝-54.81x²-41.98x-7.224。