根据大量研究表明，氮素是植物必需的营养元素之一，是氨基酸、蛋白质、生物碱、核酸和叶绿素等物质的主要组成成分，水稻器官的发育和成长都要维持一定的氮水平。氮素的缺乏直接影响作物的氨基酸、蛋白质和核酸等物质的合成，使作物光合作用能力降低，从而导致产量降低。由于氮在土壤中的淋洗作用，施氮过多，容易造成地下水污染，因而如何在保证作物高产优质的同时，又防止作物生产带来的环境污染是各国政府、农学家和生产者所面临的重要的问题。解决这个问题的关键是能实时获取作物生长过程中氮素含量，这就需要一种能够在作物生产过程中准确、快速、实时地监测作物氮素状况和长势动态的有效方法，以实现按需精确施肥。

国内外专家与学者在植物氮素含量快速、无损研究也很多，有近红外光谱检测、多光谱图像检测、遥感影像处理检测等方法。已推出一批成果产品，如日本产的CCN6000和SPAD 502等，国内可直接测量植物叶片氮含量的仪器未见报道。国外仪器的缺点在于成本高，不适合田间业或不能直接测量出植物氮素含量，在我国推广困难。

为了在我国推广植物氮含量实时在线检测技术，实施精细化农业作业，研究者开发出基于光谱技术的水稻叶片氮含量检测仪。利用近红外与可见光对植物叶片中的叶绿素、氮含量的敏感效应，找出相应光谱透射率与它们间的关系并进行大量实验。通过实验表明，该仪器可以准确地测量出植叶片的叶绿素含量，较准确地测量出水稻叶片的氮含量。该仪器经过研究者的逐步深入研究与改良后，仪器检测精度高，稳定可靠。并成功进入市场成为了一款可测量植物叶绿素含量、氮素含量的植物养分速测仪。在精细化施肥作业中起着至关重要的作用。

研究者的该成果在精细化施肥过程中不仅可以准确获取作物对肥料的须求量，节约肥料成本，也可以降低过量化肥的使用导致的土壤环境恶化和水资源污染。具有显著的经济效益和社会意义。

该研究成果刊登于《农业工程学报》第7期上，第一作者为浙江大学生物系统工程与食品科学学院博士聂鹏程，通信作者为何勇教授。