农业生产是国民经济和社会发展的基础,不仅是人类温饱之源、生存之本,也是各领域工业生产的重要前提。 我国是世界农业的起源地之一,同时也是农业大国,农耕历史悠久,农业资源和农产品种类非常丰富。 长期以来,农业生产为我国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,从刀耕种的原始农业到畜力、以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很多变革。 近年来,随着科学技术的迅速发展,无人机、机器人、计算机及传感器等新技术广泛应用于农业生产领域,生产质量和生产效率大幅度提高,精确的农业也由此产生。
精准农业又称精确农业或精细农业,是基于信息和知识管理的现代农业生产系统,通过高新技术与现代农业技术相结合,精确的时机、定位和定量控制农业资源、农作物等,持续保持优质、高产、低功耗和环境保护精确的农业技术主要包括信息获取、信息管理和决定和变量工作三个部分,信息获取是指准确、连续、及时地获取农作物、土壤和气象等因素的状况及其变化,确定适合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,与作物的生长状态及产量密切相关,如氮、磷、钾、锌等营养素的缺乏可能会引起植物的异常生长。 因此,在精确的农业中,迅速、无损、准确地获取农作物的养分生理信息,对农业生产、决策、作物生长状态的检查等具有重要意义。 植物养分的检测需要专业的检测仪器和设备,基于光谱和图像的信息获取传感器、便携式仪器、农田在线监测仪器和设备都可以高效迅速地检测农作物的生理信息。
最近,新加坡麻省理工大学的研究技术联盟(SMART )的团队发现,如果向样品(叶片)照射单色激光,样品中的分子就会振动,用独特的方法使散射光散射,通过分析该散射光,可以确定样品这个设备的主要优点是被运到农田现场,可以实时迅速地检测植物叶子的营养成分。
除了可以检测植物的养分生理指标外,该传感器还可以通过测定其他代谢物的水平来识别其他问题,如“避阴综合征”等现象。 研究人员表示,如果该设备能普及到更多种类的作物,有助于增加作物产量,减少化肥使用量,从而减轻环境污染。
在分析检测领域,拉曼光谱设备的重要性不言而喻,凭借简单快捷、灵敏度高、可重复等优点,拉曼光谱分析法成为目前成熟的非接触式无损检测技术,广泛应用于环境、食品和文物保护等领域。我相信随着我国拉曼光谱仪产业的迅速发展,各种新型拉曼光谱设备将陆续出现,有效地推动精准农业等产业的显著进步。
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