[发明专利]一种利用光谱估算土壤有机质含量的方法

说明书

本发明提供了一种利用光谱估算土壤有机质含量的方法，属于土壤养分无损检测技术领域。本发明所述估算土壤有机质含量的方法，包括：采集土壤样本，测定所述土壤样本的有机质含量以及在400～1000nm范围的光谱反射率，拟合土壤光谱反射率曲线，构建估算模型，估算土壤中的有机质含量；所述土壤光谱反射率曲线公式为：y＝Slope×x+b；所述估算模型公式为：OM＝c×Ln(Slope)+d。本发明利用光谱估算土壤有机质含量的方法，具有模型参数简单、建模方法容易且精度较高的特点。

技术领域

本发明属于土壤养分无损检测技术领域，尤其涉及一种利用光谱估算土壤有机质含量的方法。

背景技术

有机质含量是土壤肥力最重要的综合评价指标之一。当前针对土壤有机质的检测多为实验室化学分析方法，这种方法需要采集土壤样品，送往实验室进行化学分析，经过一定时间的试剂检测才能得到相关结果，这种方法明显费时费力，不能快速的对土壤有机质含量进行测算进而影响着土壤肥力的快速评价，这很可能会影响农田作物的及时种植进而影响作物产量与品质。

光谱技术是近年来兴起的一项新技术，它已经初步应用到土壤有机质含量检测领域。不过，当前基于反射光谱技术的土壤有机质含量检测存在以下问题：(1)目前基于光谱的土壤有机质含量估算多使用光谱反射率、反射率一阶微分、反射率倒数对数、反射率倒数对数一阶微分等光谱反射率变换或使用差值指数、比值指数、归一化指数光谱植被指数等作为估算模型参数；(2)目前基于反射光谱的土壤有机质含量估算多采用神经网络、CARS算法、蝙蝠算法(BA)、多元线性回归等方法构建模型。这些模型参数和方法相对比较复杂可能需要较多数理统计等专业知识，实际应用操作可能存在较大困难。以此亟需一种新型的模型参数简单且建模方法较为容易的土壤有机质含量光谱估算方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用光谱估算土壤有机质含量的方法，具有模型参数简单、建模方法容易且精度较高的特点。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种利用光谱估算土壤有机质含量的方法，包括以下步骤：采集土壤样本，测定所述土壤样本的有机质含量以及在400～1000nm范围的光谱反射率，拟合土壤光谱反射率曲线，构建估算模型，估算土壤中的有机质含量；

所述土壤光谱反射率曲线公式为：

y＝Slope×x+b 公式(1)；

所述y为所述土壤样本的光谱反射率，所述x为光谱反射率相对应波长，所述Slope、b为常数；

所述估算模型公式为：

OM＝c×Ln(Slope)+d 公式(2)；

所述OM为所述土壤样本的有机质含量，所述c、d为常数。

优选的，所述采集土壤样本的步骤包括：采集土壤，去除杂物、风干、过0.2～0.3mm土壤筛，即得所述土壤样本。

优选的，所述400～1000nm的光谱采样间隔小于1nm。

优选的，所述估算土壤中有机质含量的方法包括：根据所述公式(1)得到的Slope值以及测定所述土壤样本的有机质含量，拟合得到所述公式(2)的c、d值，测定待测土壤在400～1000nm范围的光谱反射率，利用所述公式(1)计算得到Slope值后，通过所述公式(2)得到所述待测土壤有机质含量。

优选的，所述测定土壤样本有机质含量的方法包括重铬酸钾-硫酸法。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：