近年来，随着变量施肥技术、智慧农田管理及农业可持续发展的要求，实时准确的提供农田土壤养分检测值变得越发紧迫。采用现代科学手段探明土壤理化性质、作物生长状况和肥料需求，精准调控各类生产要素的投入可以获得最大的生产和生态价值。但是土壤具有高度时空异质性，各类营养元素也在不断发生变化。目前对于农田土壤养分的获取多采用田间定点采样后实验室化学分析的方法。这一方法可以提供耕地土壤大致理化信息，但此过程花费时间长，并且消耗有毒化学物质，造成环境污染，同时也具有人力物力消耗大、数据可更新性差、样点代表性存疑和耕地土壤破坏等问题，对于精准农业的进一步发展造成限制。
   精细农业和智慧农田管理都是以高精度的农田土壤参数信息为基础。作为一种快速、无损、无污染及可在线分析的技术，可见-近红外光谱广泛应用于土壤参数检测领域。随着光谱快速获取及数字土壤制图技术的发展，行进式的土壤光谱快速检测装置成为研究的热点。本项目针对前人的开发的土壤检测装置存在的检测效率低、受限性较大等问题，基于近红外光谱检测技术，设计一款高地隙自走式的土壤全氮快速检测机。主要由散近红外光谱检测模块、土壤全氮快速检测软件平台、圆盘型检测犁、高地隙运动结构、行走控制系统五大部分组成。检测系统通过光谱分析获取农田离散的土壤全氮信息，结合GPS获得采样点的坐标信息，绘制出土壤全氮量分布示意图。检测机和组件机构相互作用配合，能够实时，快速，高分辨率地获取有关土壤氮素空间变异性的信息，为农业的精细化管理决策提供信息支持。