技術(shù)特征：

1.一種基于光譜反射率的土壤耕層養(yǎng)分動態(tài)測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：采集裝置、主控單元；

采集裝置，包括開溝犁、鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)(9)、探頭夾具(8)、第一光譜儀(14)、第二光譜儀(16)、光源(15)；

開溝犁包括犁柱(1)、犁鏵(2)、犁托(3)；犁托(3)設(shè)于犁柱(1)的一端，犁鏵(2)設(shè)于犁托(3)的一側(cè)，犁托(3)上與犁鏵(2)相對的一側(cè)設(shè)有第一鉸接機(jī)構(gòu)(12)和第二鉸接機(jī)構(gòu)(13)；第一鉸接機(jī)構(gòu)(12)設(shè)于第二鉸接機(jī)構(gòu)(13)的上方；鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)(9)的一端與第一鉸接機(jī)構(gòu)(12)鉸接，另一端與探頭夾具(8)頂端的一側(cè)鉸接，探頭夾具(8)頂端的另一側(cè)與第二鉸接機(jī)構(gòu)(13)鉸接，探頭夾具(8)繞第二鉸接機(jī)構(gòu)(13)與犁托(3)形成轉(zhuǎn)動運(yùn)動副；所述的第二鉸接機(jī)構(gòu)(13)和鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)(9)分別對探頭夾具(8)進(jìn)行固定和鎮(zhèn)壓；探頭夾具(8)的底端設(shè)有第一孔槽和第二孔槽，第一孔槽相對第二孔槽靠近犁托(3)，第一孔槽上安裝有第一探頭(4)，第二孔槽上安裝有第二探頭(7)；探頭夾具(8)上還設(shè)有校正白板(5)和鋼化玻璃(6)，校正白板(5)設(shè)于第一探頭(4)的下方，鋼化玻璃(6)設(shè)于第二探頭(7)的下方；

第一光譜儀(14)通過第一光纖(10)與第一探頭(4)連接；第二光譜儀(16)通過第二光纖(11)與第二探頭(7)相連；且第一光纖(10)和第二光纖(11)均與光源(15)連接；

主控單元，與第一光譜儀(14)、第二光譜儀(16)通信連接；主控單元內(nèi)存儲有土壤內(nèi)不同類型養(yǎng)分與光譜反射率的回歸模型；

在第一狀態(tài)下，主控單元通過第一光譜儀(14)獲取校正白板(5)的反射亮度值DN_BW、通過第二光譜儀(16)獲取鋼化玻璃(6)下被測土壤的反射亮度值DN_BI，并將上述DN_BW和DN_BI作為噪聲標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；

在第二狀態(tài)下，主控單元通過第一光譜儀(14)獲取校正白板(5)的反射亮度值DN_W、通過第二光譜儀(16)獲取鋼化玻璃(6)下被測土壤的反射亮度值DN_I，并根據(jù)公式實(shí)時計算出當(dāng)前位置被測土壤的光譜反射率R_I；主控單元調(diào)用主控單元內(nèi)存儲的土壤內(nèi)不同類型養(yǎng)分與光譜反射率的回歸模型，并利用計算出的當(dāng)前位置被測土壤的R_I對被測土壤的養(yǎng)分進(jìn)行動態(tài)預(yù)測；

所述的公式為：

其中，R_W為校正白板(5)的反射率，B為鋼化玻璃(6)的透光率；

其中，所述的第一狀態(tài)指的是光源(15)處于關(guān)閉狀態(tài)且開溝犁進(jìn)入被測土壤耕層并處于靜止?fàn)顟B(tài)，所述的第二狀態(tài)指的是光源(15)處于開啟狀態(tài)且開溝犁進(jìn)入被測土壤耕層并處于工作狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜反射率的土壤耕層養(yǎng)分動態(tài)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的鎮(zhèn)壓機(jī)構(gòu)(9)包括滑竿和彈簧，彈簧套設(shè)在滑竿外部；滑竿靠近第一鉸接機(jī)構(gòu)(12)的一端為扁平狀，且設(shè)有銷孔；滑竿遠(yuǎn)離第一鉸接機(jī)構(gòu)(12)的一端攻有螺紋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜反射率的土壤耕層養(yǎng)分動態(tài)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的探頭夾具(8)上靠近第一鉸接機(jī)構(gòu)(12)的一端設(shè)有腰型孔；滑竿遠(yuǎn)離第一鉸接機(jī)構(gòu)(12)的一端穿過上述腰型孔，并通過螺栓與探頭夾具(8)固定。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜反射率的土壤耕層養(yǎng)分動態(tài)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一光纖(10)和第二光纖(11)均包括光源(15) 輸入端、反射光輸出端和集成端；第一光纖(10)的光源(15)輸入端與光源(15)連接，第一光纖(10)的反射光輸出端與第一光譜儀(14)連接，第一光纖(10)的集成端與第一探頭(4)連接；第二光纖(11)的光源(15)輸入端與光源(15)連接，第二光纖(11)的反射光輸出端與第二光譜儀(16)連接，第二光纖(11)的集成端與第二探頭(7)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜反射率的土壤耕層養(yǎng)分動態(tài)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一光譜儀(14)和第二光譜儀(16)均為微型光譜儀，且第一光譜儀(14)和第二光譜儀(16)型號相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光譜反射率的土壤耕層養(yǎng)分動態(tài)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述的鋼化玻璃(6)的透光率為穩(wěn)定常數(shù)。

7.一種基于光譜反射率的土壤耕層養(yǎng)分動態(tài)測試方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、關(guān)閉光源(15)，開溝犁進(jìn)入土壤耕層并靜止；在無光源(15)狀態(tài)下，通過第一光譜儀(14)獲取校正白板(5)的反射亮度值DN_BW、通過第二光譜儀(16)獲取鋼化玻璃(6)下被測土壤的反射亮度值DN_BI，并將上述DN_BW和DN_BI作為噪聲標(biāo)定數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；

S2、開啟光源(15)，待光源(15)穩(wěn)定后，開溝犁進(jìn)入土壤耕層并處于工作狀態(tài)，主控單元通過第一光譜儀(14)獲取校正白板(5)的反射亮度值DN_W、通過第二光譜儀(16)獲取鋼化玻璃(6)下被測土壤的反射亮度值DN_I；

S3、根據(jù)公式計算出當(dāng)前位置被測土壤的光譜反射率R_I；所述的公式為：

其中，R_W為校正白板(5)的反射率，B為鋼化玻璃(6)的透光率，R_W和B均為已知常數(shù)；

S4、調(diào)用土壤內(nèi)不同類型養(yǎng)分與光譜反射率的回歸模型，并利用計算出的當(dāng)前位置被測土壤的R_I對被測土壤的養(yǎng)分進(jìn)行動態(tài)預(yù)測。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于光譜反射率的土壤耕層養(yǎng)分動態(tài)測試方法，其特征在于，所述的第一光譜儀(14)和第二光譜儀(16)均采用微型光譜儀，且第一光譜儀(14)和第二光譜儀(16)型號相同。