联合收割机上的近红外分析仪。优化氮的使用

联合收割机上集成的近红外分析仪可在收割过程中实时测量谷物蛋白质含量，从而彻底改变了精准农业。这一进步为了解作物的氮吸收情况提供了重要依据，有助于更有效地进行氮管理。通过测量蛋白质含量和绘制田间变异图，农民可以评估氮的利用效率，并相应地调整未来的施肥策略。利用近红外分析仪收集的数据，他们可以绘制精确的处方图，优化氮肥施用，在提高产量和收益的同时减少对环境的影响。

联合收割机上的近红外分析仪

导言

在提高资源效率和环境可持续性的需求推动下，精准农业已成为现代农业的基石。作物生产中最重要的挑战之一是氮素管理，氮素是影响产量和谷物品质的关键养分。施氮过量或不足都会导致经济损失和环境问题，包括硝酸盐沥滤和温室气体排放。

安装在联合收割机上的近红外技术为收割期间监测谷物质量，特别是蛋白质含量，提供了一种直接有效的方法。这种实时数据为评估作物的氮利用效率（NUE）提供了一个独特的机会，并为后续的管理实践提供依据。

近红外分析仪的作用

近红外（NIR）光谱是一种非破坏性分析技术，用于测量材料对近红外光谱中光的吸收情况。在农业领域，近红外分析仪被广泛用于测定谷物中的蛋白质含量–这是衡量作物含氮状况的一个关键指标。

作为氮吸收指标的蛋白质含量

谷物蛋白质水平是植物生长周期中氮吸收的可靠代表。
例如，在一项对 200 公顷小麦进行的研究中，平均蛋白质含量低于 10% 的田块被认定为缺氮，而高于 12% 的田块则表示氮素过剩。

收获期间的实时监测

安装在联合收割机上后，近红外分析仪可在收割期间实时测量蛋白质。这大大减少了对劳动密集型实验室测试的需求。收集到的数据可通过 GPS 进行地理参照，使农民能够生成详细的蛋白质地图，突出显示田间的差异。

从蛋白质图谱到处方图谱

近红外分析仪生成的蛋白质图是通过处方图制定可变速率氮肥施用策略的基础。该过程包括

• 数据整合：蛋白质含量数据与其他田间信息（如产量图、土壤肥力水平和作物历史表现）相结合，以全面了解田间变化情况。
• 分区分析：根据蛋白质含量和其他农艺因素将田块划分为不同的管理区。蛋白质含量低的区域通常表明缺氮，而蛋白质含量高的区域可能表明施氮过多。
  在一个例子中，一块 40 公顷的田地根据蛋白质的变化被划分为五个区域。在低产区应用处方图后，氮素利用效率提高了 30%。
• 精确施肥：处方图指导变速氮肥的施用，确保每个区域都能获得适量的肥料。这种有针对性的方法可减少浪费，降低投入成本，并将环境风险降至最低。

近红外技术在精准农业中的优势

• 经济效益：优化氮肥投入可使农民降低成本，提高盈利能力。
  在一项比较研究中，使用基于近红外的处方图的农场平均增产 15%，同时氮肥投入减少 20%。
• 环境可持续性：精确氮肥管理有助于减少硝酸盐沥滤和一氧化二氮（N₂O）排放，这是一种强效温室气体。
  在一个涉及玉米田的试点项目中，近红外数据的使用使硝酸盐沥滤减少了 25%。
• 更好的决策：近红外分析仪提供的实时洞察力使农民能够做出明智的决策，从而提高即时操作和长期田间绩效。

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结论

在联合收割机上集成近红外分析仪是精准农业的一大进步。通过提供实时蛋白质测量值，这些设备使农民能够评估氮吸收情况，并为有针对性的养分管理绘制处方图。这项技术不仅能提高农民的经济效益，还能降低氮肥施用不当带来的风险，从而促进环境的可持续发展。随着农业部门不断采用数字和精确工具，近红外技术仍将是可持续农业实践的重要组成部分。

参考书目

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