氮素是作物生长发育和产量品质形成所必需的营养元素。实时、快速、无损、准确地监测作物氮素状况,对于诊断作物生长特征、指导合理施氮、提高氮肥利用效率、降低因过量施氮引起的农业面源环境污染等具有重要意义。解析了作物氮素营养无损监测的光谱学和生理生态学机理,研究了作物氮素光谱信息获取的原理和方法,设计并研制出便携式作物氮素无损监测光谱仪,并基于水稻田间试验数据对仪器进行了测试。结果表明,所研制的作物氮素无损监测光谱仪性能良好,能够适应田间的复杂环境和监测要求。