水肥一体化是现代农业发展的重要趋势之一,但如何快速检测水肥的有效养分和有害物质,一直是一项难题。传统方法往往采用实验室取样分析方法,能够准确获得灌溉水组分,但易造成化学试剂污染,制样及分析过程复杂,费时费力,不能实现快速检测。针对这一问题,本研究通过研制一种新型基于微机电(MEMS)技术的便携式近红外光谱检测设备,实现液体肥组分含量快速检测;并且,针对有机液体肥中细菌菌落超标的问题,用红外光谱增强的方法,对水中低浓度的细菌菌落进行检测。本研究主要分为两部分。第一部分,研制了基于微机电(MEMS)技术的便携式近红外检测设备。该设备使用新型的微机电-法布里帕罗(MEMS-FPI)近红外光谱探测器,有效减小了设备的体积和重量。通过简化光路的设计,使用体积较小、稳定性较好的光源及其驱动电路,减小了设备体积和重量。并通过实验对设备性能进行测试,取得了较为理想的实验效果。第二部分,针对如细菌等灌溉水中微量有害物质,对红外光谱增强方法进行了探究,并成功的将超疏水增强方法应用到水中的细菌含量的检测。使用超疏水增强的衰减全反射方法,对以大肠杆菌为代表的水溶液中细菌菌落数进行了检测,成功的在低至500CFU/ML的浓度检测到了特征光谱,并在100-500CFU/ML的范围内进行了定量分析。该方法大大提高了水中细菌含量的检测能力,为红外光谱法快速测定水中微量有害物质提供了新思路。液体肥组分的便携式近红外检测设备是精准农业水肥一体化技术的重要组成部分。该型设备可以在田间地头快速检测液体肥中的组分(有效氮、磷含量),对于合理施肥起到指导作用,对改善土壤环境、减少肥料的使用和提高水资源的利用率,有着重要的意义。通过超疏水的红外增强方法,可以快速对水体中较低浓度的细菌进行检测,对于液体肥中微量有害物质的检测有着借鉴意义。