施用氮肥是作物生产中的重要措施,适量施肥能提高作物产量和蛋白质含量,并改善加工品质,但过量或不合理施肥不仅不能达到高产优质的目的,还会降低氮肥利用率,增加氮肥损失,造成环境污染。作物的光谱指数(如NDVI、OSAVI等)和作物的生物量及产量等是相关的,优化土壤调节植被指数(OSAVI)是作物重要的光谱指数。国内外研究者发现,OSAVI可以应用于作物的长势和氮素监测,进而根据作物的生长状况(OSAVI值)进行变量施肥。因此找到廉价且方便的OSAVI测量方法对合理施用氮肥,减少环境污染有着重要的意义。本课题针对我国农业生产中普遍存在的盲目施肥问题,介绍了一种基于光谱指数的变量施肥算法,并设计了一种测量优化土壤调节植被指数(OSAVI)的新仪器。本文主要介绍了OSAVI测量仪的光学设计和软硬件设计。该仪器以MSP430单片机为核心,通过硅光电池将光强转换为电流,再经过转换电路转为电压量,经硬件滤波后可直接接入MSP430单片机集成的AD转换器进行AD转换。该仪器带有液晶、键盘、大容量存储器、串口,可以方便地与上位机进行通信。软件设计采用模块化、结构化的程序设计方法,主要包括初始化程序、主循环程序和中断服务程序三个模块。本测量仪所得出的反射率是一个相对值,所以需要用ASD地物光谱仪对其进行标定。本文采用最小二乘估计法进行标定,通过与差分法进行比较,可以知道最小二乘估计标定法效果较好,从而提高了仪器的精度。OSAVI测量仪结构简单,成本低,方便易用。试验结果表明,该仪器测量结果准确、功耗低。通过该仪器测得OSAVI值,可结合上位机软件根据变量施肥算法计算出追肥量,指导变量施肥。