[發明專利]一種利用光譜估算土壤有機質含量的方法

在審

• 申請號: 202110689555.1
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113358584A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 胡昊;孫永朋;周洪奎;婁衛東;李冬
• 申請（專利權）人: 浙江省農業科學院
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G01N21/78;G06F17/17;G06F17/18
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 李博

本發明提供了一種利用光譜估算土壤有機質含量的方法，屬于土壤養分無損檢測技術領域。本發明所述估算土壤有機質含量的方法，包括：采集土壤樣本，測定所述土壤樣本的有機質含量以及在400～1000nm范圍的光譜反射率，擬合土壤光譜反射率曲線，構建估算模型，估算土壤中的有機質含量；所述土壤光譜反射率曲線公式為：y＝Slope×x+b；所述估算模型公式為：OM＝c×Ln(Slope)+d。本發明利用光譜估算土壤有機質含量的方法，具有模型參數簡單、建模方法容易且精度較高的特點。

技術領域

本發明屬于土壤養分無損檢測技術領域，尤其涉及一種利用光譜估算土壤有機質含量的方法。

背景技術

有機質含量是土壤肥力最重要的綜合評價指標之一。當前針對土壤有機質的檢測多為實驗室化學分析方法，這種方法需要采集土壤樣品，送往實驗室進行化學分析，經過一定時間的試劑檢測才能得到相關結果，這種方法明顯費時費力，不能快速的對土壤有機質含量進行測算進而影響著土壤肥力的快速評價，這很可能會影響農田作物的及時種植進而影響作物產量與品質。

光譜技術是近年來興起的一項新技術，它已經初步應用到土壤有機質含量檢測領域。不過，當前基于反射光譜技術的土壤有機質含量檢測存在以下問題：(1)目前基于光譜的土壤有機質含量估算多使用光譜反射率、反射率一階微分、反射率倒數對數、反射率倒數對數一階微分等光譜反射率變換或使用差值指數、比值指數、歸一化指數光譜植被指數等作為估算模型參數；(2)目前基于反射光譜的土壤有機質含量估算多采用神經網絡、CARS算法、蝙蝠算法(BA)、多元線性回歸等方法構建模型。這些模型參數和方法相對比較復雜可能需要較多數理統計等專業知識，實際應用操作可能存在較大困難。以此亟需一種新型的模型參數簡單且建模方法較為容易的土壤有機質含量光譜估算方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種利用光譜估算土壤有機質含量的方法，具有模型參數簡單、建模方法容易且精度較高的特點。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：

一種利用光譜估算土壤有機質含量的方法，包括以下步驟：采集土壤樣本，測定所述土壤樣本的有機質含量以及在400～1000nm范圍的光譜反射率，擬合土壤光譜反射率曲線，構建估算模型，估算土壤中的有機質含量；

所述土壤光譜反射率曲線公式為：

y＝Slope×x+b 公式(1)；

所述y為所述土壤樣本的光譜反射率，所述x為光譜反射率相對應波長，所述Slope、b為常數；

所述估算模型公式為：

OM＝c×Ln(Slope)+d 公式(2)；

所述OM為所述土壤樣本的有機質含量，所述c、d為常數。

優選的，所述采集土壤樣本的步驟包括：采集土壤，去除雜物、風干、過0.2～0.3mm土壤篩，即得所述土壤樣本。

優選的，所述400～1000nm的光譜采樣間隔小于1nm。

優選的，所述估算土壤中有機質含量的方法包括：根據所述公式(1)得到的Slope值以及測定所述土壤樣本的有機質含量，擬合得到所述公式(2)的c、d值，測定待測土壤在400～1000nm范圍的光譜反射率，利用所述公式(1)計算得到Slope值后，通過所述公式(2)得到所述待測土壤有機質含量。

優選的，所述測定土壤樣本有機質含量的方法包括重鉻酸鉀-硫酸法。

相對于現有技術，本發明具有如下有益效果：