不同季节多个奶牛场粪水处理全程样品中氮磷含量的快速预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于区域内多个规模化奶牛场粪水处理全过程的粪水样品快速检测方法，选取多家典型种养结合型规模化奶牛场，结合现场踏查、粪水和沼液采样测定、光谱采集和数学建模，面向量大、浓度高、悬浮颗粒物多、混有草芥污泥等混合物质的复杂粪水体系中氮磷含量的快速精准预测，开展包含不同时空、养殖规模、牛群配比、清粪方式、粪水处理路径等动态复合影响因素在内的全局近红外漫反射光谱快速检测方法与模型构建，在实现满足现场情况条件下快速准确定量化预测的同时替代常规监测程序，为破解规模化奶牛场粪水还田难的问题提供了有效技术支撑手段，为推进奶业绿色转型发展提供了技术支撑。

Rapid prediction method of nitrogen and phosphorus content in the whole process of faeces and water treatment of several dairy farms in different seasons

【技术实现步骤摘要】
不同季节多个奶牛场粪水处理全程样品中氮磷含量的快速预测方法
本专利技术属于检测
，具体涉及不同季节多个奶牛场粪水处理全程样品中氮磷含量的快速预测方法。
技术介绍
粪水管理是中国规模化奶牛场在环保问题上亟需破解的瓶颈。国内外实践经验表明，还田农用是解决规模化奶牛场大量粪水的根本出路，是种养结合的核心环节，氮素是粪水还田时重要的养分衡量标准，现实问题在于大量高浓度粪水中的氮素含量难以在现场快速定量造成“还田难”。常规实验室化学检测方法时效性低、准确度偏差、成本高，无法即时监测粪水治理全过程氮素含量的变化；而且现阶段规模化奶牛场在养殖规模、清粪方式、治理工艺等方面各不相同，实际作业情境变化差异大，如产水量大时采用固液筛分后的水循环回冲集粪沟，产水量小时则直接干清出舍外堆储；有些奶牛场只有泌乳牛舍的粪水进入处理系统，有些则将后备牛舍的粪尿也并入系统；挤奶车间多股废水输排至不同设施等，诸多做法均容易影响粪水在流经过程中氮素含量的变化差异，导致无法快速预知任意环节粪水还田时的氮素含量。近红外光谱作为一种快速、便捷、可实现在线检测的分析本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种不同季节多个奶牛场粪水处理全程样品中氮磷含量的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)选取多家不同类型的规模化奶牛场(P

【技术特征摘要】
1.一种不同季节多个奶牛场粪水处理全程样品中氮磷含量的快速预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)选取多家不同类型的规模化奶牛场(P1、P2、P3…...Pm)，结合规模化奶牛场粪水处理工艺流程，于不同季节的多个时间(S1、S2、S3…...Sn)在每个规模化奶牛场的粪水流经环节(F1、F2、F3…...Fq)中分别采集粪水样品，其中所述粪水流经设施从牛舍内和挤奶车间粪水的收储设施开始，到粪水还田前的末级贮存设施为止，遍及收集池、集粪沟、集污池、分离池、调节池、沉淀池、贮存池和氧化塘在内的所有粪水流经设施，所述不同类型包括不同饲养方式、养殖规模、牛群配比、清粪方式、粪水处理工艺；
(2)利用近红外光谱仪分别采集步骤(1)所有样品的近红外漫反射光谱得到的各粪水样品的近红外漫反射光谱矩阵X(Pi，Sj，Fk)，其中i＝1～m，j＝1～n，k＝1～q；
(3)通过标准测定方法，分别检测每个粪水样品的总氮含量和总磷含量；(4)对步骤(2)、(3)中的异常样品进行剔除；优化近红外漫反射光谱预处理方法，并选取优选波段；(5)利用优化后的参数建立规模化奶牛场粪水处理全过程粪水样品的总氮和总磷含量定量分析模型：YN,P＝X(Pi，Sj，Fk)；
(6)在任一季节的任一时间，对任意一个上述规模化奶牛场的粪水处理过程中采集的未知粪水样品进行近红外漫反射光谱扫描，得到未知粪水样品的近红外漫反射光谱矩阵X’(Pi，Sj，Fk)，将该光谱矩阵分别代入步骤(5)中的定量分析模型，得到该场未知粪水样品中的总氮和总磷含量Y’N,P。


2.根据权利要求1所述的快速预测方法，其特征在于：在步骤(1)中，针对不同季节多个采用种养结合模式的规模化奶牛场的粪水流经全程，筛选粪水样品，这些奶牛场的共性特点包括：饲养品种均为中国荷斯坦奶牛，全群自繁自养，按照不同牛群生长阶段划分区域；所述收集池为奶厅废水收储设施，集粪沟为牛舍粪水汇集点，集污池为奶牛场所有粪水交汇点，分离池为固液筛分后的粪水暂存设施，调节池为进入沼气工程前匀浆调质的设施，沉淀池为厌氧发酵后分离沼液和沼渣的设施，贮...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵润，李梦婷，牟美睿，杨仁杰，王鹏，孙迪，
申请(专利权)人：农业农村部环境保护科研监测所，天津农学院，
类型：发明
国别省市：天津;12