新型拉曼光谱设备 为精准农业插上“科技”翅膀
- 2020/12/15 14:07:48 13693
- 来源：仪器网
【仪表网 仪表产业】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、农田在线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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