我国化肥施用量逐年增多，肥料施用量的增加和利用效率不高，不但造成了经济上巨大损失，而且造成了严重的环境污染。为了控制施肥量，实现精准变量施肥，研究人员利用归一化植被差异指数(Normalized Difference Vegetation Index，NDVI)测定方法作为施肥依据指导变量施肥。在我国进行NDVI值的测定主要依赖于国外进口仪器，成本较高，很大程度上限制了其应用，而国内研究基本针对被动光源方式进行NDVI值的测量，易受大气和作物环境影响。为此，本文采用主动光源方式进行了NDVI测量仪器的研制。该仪器可以较好的减小测量过程中由太阳光引起的测量误差，实现NDVI值的准确测量。通过测定可得到作物在不同生长期的NDVI值。该论文首先对我国农业的发展现状进行分析，论述了进行变量施肥的重要性，并对国内外的精准施肥现状进行了介绍。针对遥感技术和农作物长势的关系，介绍了用NDVI值确定施肥量的理论依据，并且根据NDVI值和基于光谱指数的变量施肥算法对施肥量进行了设定。其次介绍了NDVI测量仪的硬件和软件设计。硬件设计主要包括光学系统设计和控制电路设计，软件设计采用模块化和结构化的程序设计方法，论文详细介绍了各个模块的作用和设计。最后用仪器测量实验数据，并对数据进行分析。该仪器成本低，操作简单，且误差相对较小。利用仪器可以得到作物在不同生长期的NDVI值，根据NDVI值确定施肥量，从而可以控制化肥的使用，减少由于过量施肥所造成的经济损失和环境污染。