專利名稱：一種水稻氮素營養(yǎng)診斷植被指數(shù)和快速診斷儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種水稻氮素營養(yǎng)診斷植被指數(shù)和快速診斷儀器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的水稻氮素營養(yǎng)診斷方法主要是基于植物組織的實驗室化 學(xué)分析，方法主要有杜馬氏(Dumas)法和凱氏(Kjedahl)法。無論 是杜馬氏法還是凱氏法都要求破壞植被樣本，從采集大量的樣本、烘 干、稱重、研磨直到使用有潛在危害性藥品進行測試，需耗費大量的 時間、人力和物力。由于花費時間過長，以至于結(jié)果不具有實時性。 高光譜具有高分辨率、波段多、數(shù)據(jù)量豐富等特點，它的出現(xiàn)己使從 光譜數(shù)據(jù)中提取農(nóng)學(xué)參數(shù)成為可能。很多研究表明在不同生育期和不 同氮素水平之間水稻的光譜特征具有一定的規(guī)律性。己有研究成功地 利用葉片干樣磨細粉末光譜分析測定氮素營養(yǎng)，但是葉片干樣磨細粉 末仍需要采集大量的樣本、烘干、研磨等處理，結(jié)果不具有時效性， 不能實現(xiàn)實時、快速、無損檢測。本發(fā)明利用的鮮葉光譜分析技術(shù)具 有非破壞性、快速、簡便、自動化程度高等特點，更適宜于氮素營養(yǎng) 田間快速無損診斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于葉片的水稻氮素營養(yǎng)診斷植被指 數(shù)和快速診斷儀器，它能對水稻分蘗盛期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期基于主莖上完全展開頂1葉片(以從葉鞘中能見葉耳為準(zhǔn)，孕穗后為
劍葉)、頂2葉片和頂3葉片的氮素含量診斷。
為了解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案 它是由可動的探測頭1和主機2兩部分構(gòu)成；探測頭1內(nèi)部有LED 光源和光電檢測器，分居葉片夾3上下兩側(cè)。探測頭1和主機2由兩 個滑竿可伸縮連接。主機面板2是由LCD屏4、功能鍵盤5、數(shù)字鍵 盤6、指示燈7和電池倉8組成；功能鍵盤5設(shè)置在LCD屏4和數(shù) 字鍵盤6的中間，LCD屏4設(shè)置在功能鍵的上面，數(shù)字鍵盤設(shè)置在 LCD屏4的下方，指示燈7設(shè)置在數(shù)字鍵盤6的左側(cè)，電池倉8設(shè) 置在主機面板1的底端，使用AA電池供電，也可使用充電電池或外 接直流電源；主機面板1的側(cè)面設(shè)置有傳輸口8和電源插頭9;主機 面板的背端設(shè)置有手帶10，可將其固定在手臂上。
操作規(guī)程1:啟動儀器，伸出探頭；2:按下葉片夾，選擇"參 照模式"單片機歸零待命(或采用透明陶瓷參考薄片歸零)；3:打開 夾子，夾住葉片，開始測試，內(nèi)部處理后立即輸出數(shù)據(jù)。
工作方法由三個單波段LED燈或一個復(fù)合LED燈作為光源， 通過光電檢測器檢測透過水稻葉片光線強度，然后將模擬信號放大并 數(shù)字化輸入到單片機中，單片機按存儲的算法進行計算，從而獲得水 稻葉片氮素含量，再輸出到LCD屏。
判斷方法^^^"^"， A取680土5nm， P2取值范圍在
<formula>formula see original document page 5</formula>
570nm-660nm之間，/ 3取550土5nm; 1S7是黃邊透射光譜植被指數(shù)；
黃邊透射光譜植被指數(shù)預(yù)測水稻葉片氮素含量的預(yù)測模型N%= a +K; a為系數(shù)、0為系數(shù)、K為誤差項。 本發(fā)明具有以下優(yōu)點
適宜于氮素營養(yǎng)田間快速無損診斷，具有如下優(yōu)點
1、 非破壞性
本發(fā)明針對田間活體水稻葉片測量，對水稻本身不造成損傷。
2、 高效性
本發(fā)明不需要釆集樣本、烘干、稱重、研磨和化學(xué)測試過程，節(jié) 約了大量的時間、人力和物力，大大提高測量效率。
3、 簡便性
本發(fā)明體積小、重量輕，易于攜帶，操作過程簡單、易于掌握， 測量結(jié)果能夠?qū)崟r顯示并存儲。
4、 環(huán)保性
本發(fā)明不需要進行化學(xué)測試，克服了化學(xué)方法對環(huán)境造成的污 染。另外本發(fā)明采用AA電池作為能源，具有功耗低、節(jié)能的特點。


圖1是發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的右視圖。
具體實施例方式
參看圖1-2，本具體實施方式
采用以下技術(shù)方案它是由可動的 探測頭1和主機2兩部分構(gòu)成；探測頭1內(nèi)部有LED光源和光電檢 測器，分居葉片夾3上下兩側(cè)。探測頭1和主機2由兩個滑竿可伸縮 連接。主機面板2是由LCD屏4、功能鍵盤5、數(shù)字鍵盤6、指示燈7和電池倉8組成；功能鍵盤5設(shè)置在LCD屏4和數(shù)字鍵盤6的中 間，LCD屏4設(shè)置在功能鍵盤5的上面，數(shù)字鍵盤6設(shè)置在LCD屏 4的下方，指示燈7設(shè)置在數(shù)字鍵盤6的左側(cè)，電池倉8設(shè)置在主機 面板1的底端，使用AA電池供電，也可使用充電電池或外接直流電 源；主機面板1的側(cè)面設(shè)置有傳輸口8和電源插頭9;主機面板的背 端設(shè)置有手帶10，可將其固定在手臂上；能對水稻分蘗盛期、拔節(jié) 期、孕穗期、抽穗期基于主莖上完全展開頂1葉(以從葉鞘中能見葉 耳為準(zhǔn)，孕穗后為劍葉)，頂2葉和頂3葉片的營養(yǎng)診斷。
操作規(guī)程1:啟動儀器，伸出探頭；2:按下葉片夾，選擇"參
照模式"單片機歸零待命(或采用陶瓷參考薄片歸零)；3:打開夾子，
夾住葉片，開始測試，內(nèi)部處理后立即輸出數(shù)據(jù)。
工作方法由三個單波段LED燈或一個復(fù)合LED燈作為光源， 通過光電檢測器檢測透過植物體葉片光線強度，然后將模擬信號放大 并數(shù)字化輸入到單片機中，單片機按存儲的算法進行計算，從而獲得 水稻葉片氮素含量，再輸出到LCD屏。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點
適宜于氮素營養(yǎng)田間快速無損診斷，具有如下優(yōu)點
1、 非破壞性
本發(fā)明針對田間活體水稻葉片測量，對水稻本身不造成損傷。
2、 高效性
本發(fā)明不需要采集樣本、烘干、稱重、研磨和化學(xué)測試過程，節(jié) 約了大量的時間、人力和物力，大大提高測量效率。3、 簡便性
本發(fā)明體積小、重量輕，易于攜帶，操作過程簡單、易于掌握， 測量結(jié)果能夠?qū)崟r顯示并存儲。
4、 環(huán)保性
本發(fā)明不需要進行化學(xué)測試，克服了化學(xué)方法對環(huán)境造成的污 染。另外本發(fā)明采用AA電池作為能源，具有功耗低、節(jié)能的特點。
權(quán)利要求
1、一種水稻氮素營養(yǎng)診斷植被指數(shù)和快速診斷儀器，其特征在于它是由可動的探測頭(1)和主機(2)兩部分構(gòu)成；探測頭(1)內(nèi)部有LED光源和光電檢測器，分居葉片夾(3)上下兩側(cè)；探測頭(1)和主機(2)由兩個滑竿可伸縮連接；主機面板(2)是由LCD屏(4)、功能鍵盤(5)、數(shù)字鍵盤(6)、指示燈(7)和電池倉(8)組成；功能鍵盤(5)設(shè)置在LCD屏(4)和數(shù)字鍵盤(6)的中間，LCD屏(4)設(shè)置在功能鍵盤(5)的上面，數(shù)字鍵盤(6)設(shè)置在LCD屏(4)的下方，指示燈(7)設(shè)置在數(shù)字鍵盤(6)的左側(cè)，電池倉(8)設(shè)置在主機面板(1)的底端，主機面板(1)的側(cè)面設(shè)置有傳輸口(8)和電源插頭(9)；主機面板的背端設(shè)置有手帶(10)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻葉片氮素營養(yǎng)診斷植被指數(shù)和快速診斷儀器，其特征在于它的工作方法是由三個單波段LED燈或一個復(fù)合LED燈作為光源，通過光電檢測器檢測透過植物體葉片光線強度，然后將模擬信號放大并數(shù)字化后輸入到單片機中，單片機按存儲的算法進行計算，從而獲得植物葉片氮含量，再輸出到LCD屏。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻葉片氮素營養(yǎng)診斷植被指數(shù)和快速診斷儀器，其特征在于它的判斷;^法是^^^^t，，戶l取680士5nm， 〃2取值范圍在570nm"660nm之間，戶3取550士5nm;K57是黃邊透射光譜植被指數(shù)；黃邊透射光譜植被指數(shù)預(yù)測水稻葉片氮素含量的預(yù)測模型N%= a+K; a為系數(shù)、P為系數(shù)、K為誤差項。
全文摘要
一種水稻氮素營養(yǎng)診斷植被指數(shù)和快速診斷儀器，它涉及一種基于葉片的水稻氮素營養(yǎng)診斷植被指數(shù)和快速診斷儀器。它是由可動的探測頭(1)和主機(2)兩部分構(gòu)成；探測頭(1)內(nèi)部有LED光源和光電檢測器，分居葉片夾(3)上下兩側(cè)；探測頭(1)和主機(2)由兩個滑桿可伸縮連接。主機面板(2)是由LCD屏(4)、功能鍵盤(5)、數(shù)字鍵盤(6)、指示燈(7)和電池倉(8)組成；功能鍵盤(5)設(shè)置在LCD屏(4)和數(shù)字鍵盤(6)的中間，指示燈(7)設(shè)置在數(shù)字鍵盤(6)的左側(cè)，電池倉(8)設(shè)置在主機面板(1)的底端，使用AA電池供電，主機面板(1)的側(cè)面設(shè)置有傳輸口(8)和電源插頭(9)；主機面板的背端設(shè)置有手帶(10)；能對水稻分蘗盛期、拔節(jié)期、孕穗期、抽穗期基于主莖上完全展開頂1葉、頂2葉和頂3葉片的氮素含量診斷。
文檔編號G01N21/59GK101634631SQ20091014335
公開日2010年1月27日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者呂永亮, 張金恒, 超 韓 申請人:青島科技大學(xué)