基于理化指标快速预测奶牛粪便肥料成分含量

探讨基于相对密度、电导率和pH快速预测奶牛粪便肥料成分含量的可行性,在京郊奶牛场采集代表性样本89份,用实验室常规化学分析方法确定其中氮、磷、钾和铵态氮的含量,使用密度计、电导仪和pH计测定其相对密度、电导率和pH。根据奶牛粪便理化指标与粪便中氮、磷、钾和铵态氮含量的相关关系建立了基于理化指标快速预测奶牛粪便氮、磷、钾和铵态氮含量的回归方程,分析结果表明:总氮含量可依据电导率和pH进行预测(R2=0.645,P<0.001,精度12.0%),或依据电导率、相对密度和pH进行预测(R2=0.675,P<0.001,精度11.7%);总钾含量可依据电导率进行预测(R2=0.687,P<0.001,精度30.2%);铵态氮含量可依据电导率和pH进行预测(R2=0.717,P<0.001,精度19.6%)。     

基于农田土壤重金属污染风险筛选值的畜禽粪污农田承载力估算

针对有机肥施用中,畜禽粪便中重金属造成农田土壤污染的问题,对重金属在养殖业-种植业生产系统中的流动过程进行分析,建立基于农田土壤重金属污染风险筛选值的畜禽粪污农田承载力估算模型,以黑龙江农垦和新疆生产建设兵团的养殖业-种植业生产系统为研究对象,计算获得相应的畜禽粪污农田承载力。结果表明:1)在水稻、玉米和大豆种植情况下,黑龙江农垦每hm2农田可承载的猪当量分别为37、21和21头;在棉花、小麦和玉米种植情况下,新疆生产建设兵团每hm2农田可承载的猪当量均为67头。2)在畜禽粪便有机肥施用过程中,黑龙江农垦和新疆生产建设兵团农田土壤重金属污染风险防控应以Cd、Cu和Zn为主。建议未来注重防控农田土壤酸化和以磷肥途径的Cd输入,并根据各自实际畜禽养殖生产现状与农田土壤重金属本底值,建立地方标准控制畜禽粪便有机肥中Cu和Zn的质量分数。     

青贮饲料近红外光谱分析模型转移研

为了探讨青贮饲料的近红外光谱(NIRS)分析模型在不同类型光谱仪器之间的转移,以傅里叶变换型近红外光谱仪Nicolet ANTARIS作为主仪器,光栅型近红外光谱仪FOSS 6500作为从仪器,采用斜率/截距和局部中心化2种方法进行了研究.结果表明,经斜率/截距和局部中心化法转移之后,所建立校正模型的决定系数R2和交互验证决定系数R2cv均大于0.85.采用斜率/截距法转移之后,ANTARIS仪器校正模型对FOSS 6500仪器验证集的预测标准差为20.27 g/kg,系统偏差为-3.75,采用局部中心化法转移之后的预测标准差为27.67 g/kg,系统偏差为-6.17.2种方法模型转移后的预测结果与FOSS 6500仪器模型的预测结果(预测标准差为20.60 g/kg,系统偏差为-1.04)非常接近,比转移前的预测结果(预测标准差为39.65 g/kg,系统偏差为-33.60)有较大程度改善,2种方法均获得较好的转移效果.     

好氧堆肥反应器试验系统设计与性能试验

针对现有好氧堆肥反应器试验系统体积小、实时监测和反馈控制功能单一等问题,在已有研究基础上设计了一种好氧堆肥反应器试验系统。根据静力学及热力学原理,对反应器试验系统关键功能单元进行了优化设计,开发了适用于该好氧堆肥反应器的自动控制系统,并对其进行了好氧堆肥性能测试试验。反应器体积为100 L,并具有实时监测不同梯度温、氧数据的功能,其反馈控制系统含有3套反馈控制方案。试验结果表明:好氧堆肥反应器试验系统内堆体上、中、下层温度高于50℃的时间分别为8.1 d、7.2 d和4.8 d;堆体各层最终pH值均小于8,种子发芽指数均大于85%,堆肥试验效果良好。     

灰色关联理想解法在秸秆综合利用方案优选中的应用

农作物秸秆是一种重要的生物质资源,其综合利用不仅保护产地环境、促进农民增收,而且是循环经济与新兴产业发展的基础与机遇。农作物秸秆综合利用方案主要分为秸秆用作饲料、食用菌基料、肥料、燃料和工业原料。为了对农作物秸秆综合利用方案进行合理优选,根据文献信息对评价指标体系进行赋值,应用基于序关系分析法和熵值法的综合集成赋权方法进行指标权重确定,采用灰色关联理想解法将指标权重和指标属性值进行集结,并将该方法应用于黑龙江地区的农作物秸秆综合利用方案优选中。该文分析的适宜黑龙江地区农作物秸秆综合利用方案排序为：饲料化利用＞肥料化利用＞燃料化利用＞食用菌基料化利用＞工业原料化利用,优选结果与黑龙江地区的实际情况及发展规划相吻合,同时优选结果为按照多元利用原则规划黑龙江地区农作物秸秆综合利用模式提供支持。此外该文评价指标的赋值根据已有文献信息进行9级赋值,方法具有较好的适应性,可很方便的用于不同区域农作物秸秆的综合利用评价。     

豆粕中三聚氰胺显微近红外成像检测的扫描条件优化

为了确定豆粕中三聚氰胺显微近红外成像检测的最佳扫描条件,该文研究了扫描条件对显微近红外光谱图像质量、采集效率和豆粕中三聚氰胺检测效果的影响。针对不同光谱分辨率和扫描次数对光谱图像均方根噪声（RMS）的影响进行了单因素方差分析试验,对干涉仪动镜移动速度（1、2.2 cm/s）、空间分辨率（25、50 μm）、光谱分辨率（8、16、32 cm-1）和扫描次数（4、8、16次）进行了多因素正交试验方差分析,结果得出光谱分辨率对RMS有显著性影响,而且采用不同扫描条件时显微近红外图像采集时间相差很大。根据图像质量、采集效率和豆粕中三聚氰胺检测效果分别得出优选扫描条件,综合考虑上述3个方面,最终推荐采用的扫描条件为空间分辨率为25 μm,干涉仪动镜移动速度为1 cm/s,光谱分辨率为32 cm-1,扫描次数为4次。该研究同时表明显微近红外成像技术可应用于豆粕中三聚氰胺的检测。     

农业机械化工程集成技术评价体系的建立

针对中国农业机械化工程技术集成研究需要对集成技术效果进行科学评价的实际需求,该研究进行了评价体系和方法研究。以工程应用为目标,以经济、社会和生态综合效益为主导,兼顾功能性和条件性,较为系统的提出了中国农业机械化工程集成技术评价的框架和方法。基于构建的方法体系,初步建立了农业机械化工程集成技术一般性评价指标和权重体系。     

基于在线近红外光谱的堆肥全过程关键参数快速检测

为探究在线近红外光谱仪对堆肥全过程含水率、pH值、电导率、有机质质量分数、总碳质量分数、总氮质量分数和碳氮比等关键参数进行实时分析的可行性,以采集的60个堆肥全过程样品为研究对象,利用在线近红外光谱仪、结合偏最小二乘法,建立了有机肥堆肥过程中含水率、pH值、电导率、有机质质量分数、总碳质量分数、总氮质量分数和碳氮比的近红外定量分析模型。研究结果显示:在线近红外光谱仪可实现堆肥全过程上述关键参数的速测(RSD10%),其中,含水率和总氮质量分数的R_(2C)和R_(PD)分别为0. 94和3. 62、0. 92和3. 14,模型效果优秀; pH值、总碳质量分数和碳氮比的R_(2C)和R_(PD)分别为0. 90和1. 89、0. 83和2. 12、0. 82和2. 15,模型效果良好;电导率和有机质质量分数的R_(2C)和R_(PD)分别为0. 79和1. 85、0. 80和1. 93,模型效果一般,模型精度有待提高。各参数近红外预测值与实际测量值之间的偏差很小,并且近红外预测值与实际测量值随堆肥时间的变化趋势具有较好的一致性。     

豆粕品质近红外定量分析实验室模型在线应用

为探究豆粕近红外定量分析模型从实验室到工厂在线应用转移的可行性,以全国采集的117个豆粕样品为研究对象,利用偏最小二乘法在实验室建立了豆粕含水率、粗蛋白质量分数的近红外定量分析模型,继而将此模型转移到饲料生产企业进行在线应用。研究结果显示:建立的实验室近红外模型可实现豆粕含水率、粗蛋白质量分数的快速预测,其中,含水率和粗蛋白质量分数的验证集决定系数R2P分别为0. 83和0. 86,相对分析误差分别为2. 40和2. 55,模型效果良好;采用模型校正、样品扩充两种不同方法,将实验室模型转移到饲料生产企业进行在线应用,含水率和粗蛋白质量分数的预测值与实际测量值之间具有很好的吻合性,可以达到在线分析的要求。     

猪粪麦秸反应器好氧堆肥工艺参数优化

为了探讨不同初始工艺参数(初始碳氮比、通风速率和初始含水率)对猪粪好氧堆肥过程可挥发性固体降解率η、相对热产量H<,R以及堆体温度超过灭菌温度时间t的影响,以千麦秸作调理剂,选择初始碳氮比分别为20、25、30、35,通风速率分别为0.18、0.26、0.34、0.42L/(min·kg),初始含水率分别为55%、60%、65%、70%,进行强制通风好氧堆肥单因素重复试验.在单因素试验基础上,进行了三因素三水平正交优化堆肥试验L<,9(34).试验结果表明:不同初始碳氮比对η和H<,R影响显著,对t影响极显著,通风速率和初始含水率对堆肥过程η有一定影响,但对H<,R及t影响不显著.结合正交试验结果,猪粪麦秸强制通风好氧堆肥优选工艺参数组合为:初始碳氮比20、通风速率0.34 L/(min·kg)、初始含水率65%.