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新型拉曼光谱设备为精准农业插上科技翅膀-[资讯]

2022-09-24 来源:宜春机械信息网

新型拉曼光谱设备 为精准农业插上“科技”翅膀

导读:近年来,随着科学技术的快速发展,无人机、机器人、计算机及传感器等新兴技术被广泛用于农业生产领域,极大地提升了生产质量和生产效率,精准农业也由此而生。  农业生产是国民经济和社会发展的基础,它不仅是人类的衣食之源、生存之本,更是各领域工业生产的重要前提。我国作为世界农业的起源地之一,同时也是一个农业大国,农耕历史悠久、农业资源和农产品种类十分丰富。长期以来,农业生产为我国的社会经济发展做出了巨大贡献。

农业的发展以科技进步为基础,从刀耕火种的原始农业到以畜力、人力为基础的传统农业,再到机械化、规模化的现代农业,我国的农业生产方式也经历了诸多变革。近年来,随着科学技术的快速发展,无人机、机器人、计算机及传感器等新兴技术被广泛用于农业生产领域,极大地提升了生产质量和生产效率,精准农业也由此而生。

精准农业又被称为精确农业或精细农作,是一种基于信息和知识管理的现代农业生产系统,其通过将高新技术与现代农业技术结合,来对农业资源、农作物等进行精确的定时、定位与定量控制,以实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业。精准农业技术主要包含信息获取、信息管理和决策及变量作业3个部分,信息获取是指准确、连续、适时地获取农作物、土壤和气象等因素的状况及其变化,以便确定适宜作物生长发育的环境条件。

养分生理指标作为农作物的内部指标,与作物生长状态以及产量密切相关,如氮、磷、钾、锌等营养元素的缺失都有可能引起植物的异常生长。因此在精准农业中,快速、无损、准确地获取农作物养分生理信息,对于农业生产、决策和作物生长状态的检测等具有重要意义。植物养分检测需要专业的检测仪器及设备,基于光谱和图像的信息获取传感器、便携式设备、农田监测仪器和设备都可以有效对农作物生理信息进行快速检测。

近日,来自新加坡-麻省理工学院研究与技术联盟(SMART)的一个团队开发出了一种便携式的新设备,即拉曼光谱传感器,其工作原理是将单色激光照射到样品(叶片)上,样品中的分子就随之振动,并会以独特的方式散射光,通过分析该散射光,就可以确定样品中存在哪些化学物质。该设备的主要优势是可以被携带到农田现场,对植物叶子中的营养成分进行实时快速检测。

除了可以检测植物的养分生理指标,该传感器还可以通过测量其他代谢物的水平来识别其他问题,例如避荫综合征等现象。据研究人员介绍,如果这一设备能够推广到更多种类的作物上,将有助于提高作物产量,并通过减少化肥使用量来减轻环境污染。

在分析检测领域,拉曼光谱设备的重要性不言而喻,凭借着简单快速、灵敏度高、可重复等优势,拉曼光谱分析法现已成为一项成熟的非接触式无损检测技术,广泛用于环境、食品与文物保护等领域。相信随着我国拉曼光谱仪产业的迅速发展,各类新型的拉曼光谱设备将会层出不穷,有效推动精准农业等产业的显著进步。

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