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新型拉曼光譜設備為精準農業(yè)插上“科技”翅膀

2020-12-16 09:18:55 來源：儀器網(wǎng) 閱讀量：5842

　　農業(yè)生產是國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的基礎，它不僅是人類的衣食之源、生存之本，更是各領域工業(yè)生產的重要前提。我國作為世界農業(yè)的起源地之一，同時也是一個農業(yè)大國，農耕歷史悠久、農業(yè)資源和農產品種類十分豐富。長期以來，農業(yè)生產為我國的社會經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻。

　　農業(yè)的發(fā)展以科技進步為基礎，從刀耕火種的原始農業(yè)到以畜力、人力為基礎的傳統(tǒng)農業(yè)，再到機械化、規(guī)?；默F(xiàn)代農業(yè)，我國的農業(yè)生產方式也經(jīng)歷了諸多變革。近年來，隨著科學技術的快速發(fā)展，無人機、機器人、計算機及傳感器等新興技術被廣泛用于農業(yè)生產領域，極大地提升了生產質量和生產效率，精準農業(yè)也由此而生。

　　精準農業(yè)又被稱為精確農業(yè)或精細農作，是一種基于信息和知識管理的現(xiàn)代農業(yè)生產系統(tǒng)，其通過將高新技術與現(xiàn)代農業(yè)技術結合，來對農業(yè)資源、農作物等進行精確的定時、定位與定量控制，以實現(xiàn)優(yōu)質、高產、低耗和環(huán)保的可持續(xù)發(fā)展農業(yè)。精準農業(yè)技術主要包含信息獲取、信息管理和決策及變量作業(yè)3個部分，信息獲取是指準確、連續(xù)、適時地獲取農作物、土壤和氣象等因素的狀況及其變化，以便確定適宜作物生長發(fā)育的環(huán)境條件。

　　養(yǎng)分生理指標作為農作物的內部指標，與作物生長狀態(tài)以及產量密切相關，如氮、磷、鉀、鋅等營養(yǎng)元素的缺失都有可能引起植物的異常生長。因此在精準農業(yè)中，快速、無損、準確地獲取農作物養(yǎng)分生理信息，對于農業(yè)生產、決策和作物生長狀態(tài)的檢測等具有重要意義。植物養(yǎng)分檢測需要專業(yè)的檢測儀器及設備，基于光譜和圖像的信息獲取傳感器、便攜式設備、農田在線監(jiān)測儀器和設備都可以有效對農作物生理信息進行快速檢測。

　　近日，來自新加坡-麻省理工學院研究與技術聯(lián)盟(SMART)的一個團隊開發(fā)出了一種便攜式的新設備，即拉曼光譜傳感器，其工作原理是將單色激光照射到樣品(葉片)上，樣品中的分子就隨之振動，并會以獨特的方式散射光，通過分析該散射光，就可以確定樣品中存在哪些化學物質。該設備的主要優(yōu)勢是可以被攜帶到農田現(xiàn)場，對植物葉子中的營養(yǎng)成分進行實時快速檢測。

　　除了可以檢測植物的養(yǎng)分生理指標，該傳感器還可以通過測量其他代謝物的水平來識別其他問題，例如“避蔭綜合征”等現(xiàn)象。據(jù)研究人員介紹，如果這一設備能夠推廣到更多種類的作物上，將有助于提高作物產量，并通過減少化肥使用量來減輕環(huán)境污染。

　　在分析檢測領域，拉曼光譜設備的重要性不言而喻，憑借著簡單快速、靈敏度高、可重復等優(yōu)勢，拉曼光譜分析法現(xiàn)已成為一項成熟的非接觸式無損檢測技術，廣泛用于環(huán)境、食品與文物保護等領域。相信隨著我國拉曼光譜儀產業(yè)的迅速發(fā)展，各類新型的拉曼光譜設備將會層出不窮，有效推動精準農業(yè)等產業(yè)的顯著進步。

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