一般農業研究中，分析一個樣品的一種參數（如蛋白質、賴氨酸含量等），從制樣到完成分析需耗費數小時到數天的時間。
- 而采用“近紅外分析技術”可在數分鐘內完成多項參數的測定，分析速度可提高上百倍，分析成本可降低數十倍，而且整個分析過程不會對環境造成任何污染。
- 近紅外譜區的信息主要是分子內部原子間振動的倍頻與合頻的信息，幾乎包括有機物中所有含氫基團的信息，信息量極為豐富。
- 在農業領域，近紅外分析可用于與蛋白質、氨基酸、脂肪、淀粉、水分以及其它營養成分有關的分析，適合于對各種農產品進行品質分析。
- 近紅外光對物質的穿透能力較強，所以近紅外分析不需對樣品作任何預處理 ? 近紅外光子的能量比可見光還低，不會對人體造成傷害，屬于綠色分析技術。近紅外在農業方面的應用 。
- 近紅外光譜分析的最早應用領域
- 應用范圍含蓋了多種農業產品：
–農作物：種子，水果，煙葉，茶葉等
–加工產品：咖啡、面粉、飼料等
–其它：乳制品、肉類等
一、農產品分析
農業為人類的生存提供了所需要的食品和纖維紡織品，其營養組分和質量的測定是設計合理的植物培育和動物飼養程序不可缺少的因素。近紅外光譜技術最初的發展就是在農產品分析的應用中，在 90年代以前，大部分近紅外光譜的應用文獻都是在農產品分析中的應用。早在 50 年代，Birth Norris 等人將磨碎后的谷物及油菜子用氯仿或四氯化碳溶解成勻漿狀，然后采用近紅外透射光譜分析其中營養組分的含量。后來他們結合漫反射技術直接采用近紅外光譜非破壞性分析谷類、油菜子、蔬菜及水果等農產品。也正是因為近紅外光譜在農產品分析中的應用帶來了經濟效益，才促進了該技術的進一步發展和在其它領域中的作用。
大多數農產品的組成都很復雜且較難處理，采用傳統的分析方法很難得到全面的表征數據。近紅外光譜結合漫反射技術很適于農產品的快速分析。由于該技術對樣品顆粒大小的依賴性較小，使得近紅外光譜可以對各種食品及農產品，包括完整的水果和蔬菜、肉類和魚類、奶制品及各種液體飲料等，直接進行測定而無需特殊的樣品處理過程。此外，傳統的實驗室方法分析速度太慢，需要輔助設備及操作技能，而這些又是原始的生產者所不具備的。近紅外光譜儀由于具有操作空間小、自動化程度高及受環境變化影響不大等特點，可以直接安裝在糧倉的谷物傳送帶上，對各種谷物進行現場分析，其分析結果直接用于谷物的分類。這種快速、多組分的分析方法大大降低了裝載貨車和卸載貨車的滯留時間，提高了糧食市場的交易速度，從而極大地提高了經濟效益。
近紅外光譜在農業和食品工業中的應用包括原料的分析和鑒定、產品的質量控制和標記及新產品的研制和開發；分析對象從糧食到飼料、從水果到蔬菜、從肉類到奶制品及各種液體飲料等；測定的性質參數包括各種農產品和食品的濕度及淀粉、蛋白質、油脂、糖分、纖維及灰分的含量。
上圖是小麥中主要營養組分的近紅外光譜圖，其中淀粉即碳水化合物在 2100nm 處有 1 個強的 O—H合頻吸收峰，其一級倍頻在 1460nm 處；蛋白質中 N-H 合頻吸收在 1980、2060 和 2180nm 處，一級倍頻在1510nm 處；油類和脂肪有很尖的 G—H 合頻和倍頻吸收，這些特征吸收帶在食品中各營養組分的定量測定中非常有用。水在 1940nm 處的合頻吸收和 1450nm 處的倍頻吸收常用于濕度測定。
二、糧食和飼料
近紅外漫反射光譜在糧食分析鑒定中的應用一直是近紅外光譜儀發展中所關注的問題。最初的應用主要是測定小麥中的水分含量，后來又延伸到了淀粉、蛋白質、油脂、糖分及食用纖維含量的測定。傳統的水分測定方法是干燥失重法，將樣品在加熱爐中加熱烘干，測定其質量的損失，即得樣品中水分的含量。但樣品中所含的揮發性組分也會在加熱過程中損失，從而帶來一定的測量誤差。而近紅外光譜則可以利用水在 1940nm 處較強的合頻吸收帶，直接測定各種糧食中水分的含量，樣品所需要的唯一制備過程就是簡單的磨碎，且磨碎前后都不需要稱量，整個測定過程中需 9—30s。同時，由其它吸收帶還可以得到淀粉、蛋白質及油脂等的含量參數。糧食中淀粉和蛋白質的含量直接影響其質量和價格，采用近紅外光譜法可以快速測定各種糧食中淀粉和蛋白質的含量，從而將糧食進行分類。
近紅外光譜由于設計合理、操作空間小、自動化程度高，使其可以直接安裝在面粉加工流水線上，分析定時采集的樣品，從而控制產品的質量。除了蛋白質含量和濕度測定外，加工過程控制的一個關鍵的要求是測定糠和內殼（Endosperm）的分離程度，該分離程度可用灰分來表示，灰分試驗是測量面粉在高溫焚化后殘余氧化物的含量。糠的灰分含量比內殼高 10—30 倍，近紅外光譜可以根據產品中纖維素（Cellulose）和油脂的含量估計糠的含量，從而由校正模型預測其灰分含量。同時，它還可以測定面粉加工過程中淀粉的損壞程度。此外，近紅外光譜在小麥硬度和質地方面的測定也倍受人們的歡迎。
三、飼料分析
隨著人們對高營養價值的肉類、奶類和蛋類食品的需求量逐漸增加，動物飼養商對其所用飼料營養價值也越來越關注，因而飼料中營養組分的評價也就成為動物飼養過程中一個必不可少的環節。近紅外光譜由于其快速、非破壞性的特點，使其在這方面的應用有很大的優勢。初，人們將曬干粉碎的各種天然飼料經近紅外光譜掃描后建立了包括蛋白質、纖維、木質數、活體和離體消化度、灰分及消化撮入量的校正模型，從而用于定量表征各種飼料。目前近紅外光譜可以直接分析未經曬干和粉碎的新鮮飼料，這種技術已被用于農作物中動態檢測樹葉、濕草中營養組分的含量。
制備動物飼料使用 20 多種原料，一般包括谷物、含油籽及其副產物和各種礦物質，其合適的組成將直接影響其市場價格和原料的可獲得性。采用近紅外光譜分析無需將樣品磨碎，可快速得到原料及產品的濕度和各種營養組分的含量，從而得出正確的組成配方用于其加工控制。
四、肉類和奶制品
肉類和魚類在許多國家的進出口貿易中占有非常重要的地位，其化學組成直接影響其市場價格和貿易情況。一般情況下，肉類的組成隨部位的不同而變化，又由于其中水分含量很高，因此，很難制得均勻的樣品。傳統的濕化學方法費時、費力且污染嚴重，用于肉類和魚類分析不甚理想。由于近紅外光在固體中的穿透程度相對較深，故可采用透射式近紅外光譜對肉類和魚類進行非破壞性測定，得到其中脂肪、蛋白質的含量及濕度數據，然后根據其營養組分的含量進行分類，在特定的生產過程中選擇合適的原料，優化加工過程，同時對產品質量進行監控，提高經濟效益。另外，近紅外光譜還可以監測肉類和魚類隨季節變化而引起的組成變化。 隨著人類生活水平的提高，奶制品在人類生活中的地位越來越重要。正確、快速的組成測定不僅可以為奶制品的加工過程提供適時指導，還可以為動物的優良培育提供參考。近紅外光譜在奶制品工業中早期的應用是分析干燥后的奶制品，測定奶粉中脂肪、蛋白質、乳糖的含量和濕度，后來又推廣到半干奶酪的分析。奶酪和奶粉加工者采用近紅外光譜監控加工過程中液體奶制品在進入蒸發系統時脂肪和水分的損失，從而進行現場調控，優化干燥過程，提高效率，以得到合適濕度和組成的奶酷及奶粉。
近紅外光譜在液體牛奶研究的應用崛起于 80 年代，采用近紅外光譜及多元校正方法建立了不同地方、不同培育類型奶牛牛奶中脂肪總量、固體、蛋白質和乳糖含量的校正模型，實時測定不同來源的牛奶中各營養組分的含量，為奶牛優良品種的培育提供了指導性參數。
五、水果和蔬菜
傳統的水果和蔬菜的質量評價都是基于一些外部參數，如顏色、形狀、傷痕及大小來判斷的，近年來一些內部參數，如甜度、酸度、濕度及脆度在其質量評價中變得越來越重要。水果和蔬菜的化學組成隨種類、生長區域、氣候及種植和收割條件的變化而不同，實時監測其中營養組分的含量，可以調節其生長條件，確定合適的收割時間，以得到營養價值高且視覺效果好的產品。傳統的分析方法都需要將水果去皮，取出其中的果汁分析。近紅外光譜借助于光導纖維，不僅可以非破壞性監測成熟水果和蔬菜中和種營養組分及上述內部參數，而且還可以在植物生長過程中在線監測其化學組成，從而確定植物在生長循環過程中是否從土壤中得到了合適的營養成份，同時它還可以監測土壤的條件，確定哪種土壤適合哪種植物的栽種。
近紅外光譜在農業和食品工業中的應用除上述外，還可用于各種酒精飲料中醇含量、果汁中糖和酸含量、各種食用油和固體油脂中脂肪、水分及其它營養成分含量的測定，并用于這類食品的分類。同時，它還可用于各種快餐食品中食用纖維和淀粉含量的測定、豆類食品中蛋白質和碳水化合物含量的測定及煙草中生物堿和濕度的測定等。總之，近紅外光譜在農業和食品工業中的應用遍及到了每一個角落，它為農業生產和食品加工提供了一種簡單、快速、準確的質量控制手段，大大地提高了經濟效益。
