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本研究以脐橙叶片为研究对象，运用近红外光谱和便携式光谱技术对叶片的三个生化参数指标叶片氮素含量、叶片含水量和叶片叶绿素含量指标定量模型研究，分析不同模型的预测结果，以得到最优的预测模型，实现三种参数指标的同时检测；同时研究了光谱技术在鉴别脐橙叶片病害类型的应用，本研究的主要结果如下所示：1.以脐橙叶片为研究对象，结合近红外光谱技术以实现对叶片生化参数叶片氮素含量、叶片含水量和叶片叶绿素含量的检测。探讨了不同预处理方法和特征提取方法对模型的影响，对比了PLS模型、PCR模型和MLR的预测效果，结果表明了3种脐橙叶片生化参数指标叶片氮素含量、叶片含水量和叶片叶绿素含量的近红外光谱经最佳预处理方法处理和遗传算法GA波段筛选优化后的PLS预测模型效果最好，即最优模型为GA-PLS，且预测相关系数Rp分别为0.844，0.969，0.959；预测均方根误差RMSEP为0.267，0.009，2.847。2.组建了便携式光谱系统装置，基于装置系统稳定选择了光谱仪QE65000为核心的便携式光谱系统装置。组建完成后，以脐橙叶片为研究对象，以实现对叶片生化参数叶片氮素含量、叶片含水量和叶片叶绿素含量的检测。实验对叶片样本的光谱进行预处理、建立模型的方法(PLS和PCR)和波段筛选方法GA和SPA做了比较分析。最后得到对脐橙叶片三种生化参数能够同时检测的最优模型为GA-PLS，模型预测叶片氮素含量、叶片含水量和叶片叶绿素含量的预测相关系数Rp分别为0.712，0.916和0.729；预测均方根误差RMSEP为0.360，0.017，2.676。3.赣南脐橙叶片为研究对象，结合近红外光谱检测技术对三种脐橙叶片病害类型（健康叶、溃疡叶、炭疽叶）进行鉴别分类。对比化学计量学种常见的判别方法两种方法SIMCA和PLS-DA法进行比较分析。得出如下结果：使用SIMCA鉴别方法对246个样本叶片进行分类，健康类、溃疡类和炭疽类的SIMCA模型识别准确率分别为85.5%，82%和71%，错误率分别为14.5%，18%和29%。使用PLS-DA的鉴别方法对样品分类，三种类别的PLS-DA模型都能准确的识别自身类型外对其他类别的也能100%的鉴别，且三者的识别错误率为0%。