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土壤硝态氮含量原位检测系统设计
文献摘要：
针对现阶段土壤硝态氮测量成本较高、无法长期原位测量等问题,该研究提出了一种使用钛烧结滤芯收集土壤溶液,通过近红外光谱法检测土壤溶液中的硝酸根浓度进而得到土壤中硝态氮含量的方法,并设计了相应的检测装置.通过试验对比陶土头与钛烧结滤芯在不同土壤条件下的土壤溶液收集效果,选用钛烧结滤芯作为土壤溶液采集器收集土壤溶液,以近红外LED作为测量光源,采集人工配置土壤溶液的光谱数据,利用BP神经网络进行预训练建立硝态氮含量预测模型.建立的硝态氮含量预测模型其训练集皮尔逊相关系数、测试集皮尔逊相关系数、预测均方根误差分别达到0.997、0.995、3.43.实地测量土壤溶液并与硝酸根离子电极以及土壤养分速测仪进行对比,最大相对偏差为5.9％,可满足实际测量准确性要求.该套检测设备在深度为10～40 cm、含水率为15％以上的土壤中有较好的土壤溶液采集效果;检测装置的长期测量标准差为0.006,动态响应时间为1.4 s,具有良好的检测特性.试验结果表明,使用溶液吸光度数据建立的硝态氮预测模型具有较好的预测效果,可以应用于土壤溶液硝态氮原位监测,为长期自动测量土壤硝态氮及水肥一体化系统的搭建提供了一种可行的方案.
文献关键词：
土壤;氮;溶液;硝态氮;近红外LED;BP神经网络
中图分类号：
作者姓名：
赵燕东;刘宇琦;孙哲;常诚至;赵玥;刘卫平
作者机构：
北京林业大学工学院,北京 100083;城乡生态环境北京实验室,北京 100083;林草生态碳中和智慧感知研究院,北京 100083
文献出处：
引用格式：
[1]赵燕东;刘宇琦;孙哲;常诚至;赵玥;刘卫平-.土壤硝态氮含量原位检测系统设计)[J].农业工程学报,2022(15):115-123
A类：
B类：
土壤硝态氮,氮含量,原位检测,原位测量,烧结,滤芯,土壤溶液,近红外光谱法,检测装置,试验对比,陶土,不同土壤条件,采集器,以近,LED,光源,光谱数据,预训练,含量预测,训练集,皮尔逊相关系数,测试集,实地测量,硝酸根离子,土壤养分,速测仪,相对偏差,测量准确性,检测设备,采集效果,测量标准,动态响应时间,吸光度,原位监测,自动测量,水肥一体化,一体化系统
AB值：
0.302747
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