本文在综述国内外已有文献资料的基础上,研究了利用光谱分析仪器诊断植株营养状况的可靠方法,建立了基于光谱特征参数的变量施肥决策数据库,开展了大豆结荚期的液态肥追施研究工作。首先,利用MSR16R多光谱仪进行了大豆成熟期冠层光谱的检测,首次采用倒高斯红边光学模型(IG模型)求取红边振幅,建立其与大豆氮含量的S型函数模型,连续统去除方法得到660nm波段的吸收深度,建立了吸收深度估测钾含量的指数方程,经检验,模型具有一定的可靠性和实用性,得到了红光波段可以作为预测氮素和钾素含量敏感波段这一结论。然后,利用基于光谱特征参数的营养诊断模型估测了试验小区大豆氮、钾素的含量,判断出每个地块的营养水平,在此基础上采用模糊控制规则建立了变量施肥决策信息库。接着,采用AW20-5型电磁阀作为调节喷头流量变化的执行部件,在C++ Builder环境下自主编制了变量施肥系统软件V1.0,实现了利用PWM脉宽调制技术控制电磁阀不同开闭状态的目的。最后,研制了变量施肥试验样机,进行了田间变量施肥的试验。本文的研究为今后进行在线营养检测指导变量施肥提供了切实可行的理论和实践经验。