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我国农业一直处于人均耕地少、农作方式落后的状态,构建信息化和机械化的农业生产方式是提高我国农业科技水平的关键,如何高效利用土壤肥力完成节能高效的农作物生产也成为了农业领域备受关注的问题。土壤氮素的盈缺将一定程度上改变农作物的质量与产量,同时氮素流失会导致水体富营养化和温室效应,所以有效精确的测量土壤氮含量,对合理施肥有指导作用,对精细农业意义重大。针对土壤氮含量实时检测方法,本文分别采用光谱分析法和土壤介电测量法,做了如下工作：1.本文首先进行了基于光谱分析法测量土壤氮含量的研究。分析了光谱反射率和其五种变换形式与土壤氮含量的相关性,分别利用一元回归、二元线性回归、多元逐步回归和偏最小二乘回归法构建了土壤氮含量估算模型,并对各模型进行了模型检验。试验表明：反射率和吸光度在进行微分后与土壤氮含量的相关性大大增加,光谱反射率的特征波段主要为425～472nm和2185-2205nm等波段。本文构建的估算模型中以反射率的二阶微分为自变量的多元逐步回归模型最适用于实际应用,其R2为0.695,RMSE为0.131。以偏最小二乘法构建回归模型普遍精度高稳定性好,模型的决定系数均高于0.958,预测相关系数最高为0.841。2.本文还以电介质理论为基础,利用驻波比法设计了土壤氮含量传感器,完成了传感器的硬件和软件设计,并进行了标定试验和传感器性能实验,结果表明：传感器的标定模型的决定系数R2达到0.96,对比试验发现传感器的精准度低于光谱分析技术,但该传感器测量结果可靠且动态性能和稳定性都较好,可以完成对土壤氮含量的测量。3.本文最后进行了光谱分析法和介电测量法的对比试验,结果表明：两种方法的模型检验R2分别为0.862和0.840,两者的测量结果都有较好的准确性,其中光谱分析法的测量精度较高,介电特性法的传感器测量过程较简便。