论文题目: 生长肥育猪粪便主要成分含量快速预测方法和模型的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 农产品加工及贮藏工程
作者: 杨增玲
导师: 韩鲁佳
关键词: 生长肥育猪粪便,成分含量,快速预测,理化指标,近红外反射光谱,摄入养分
文献来源: 中国农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 规模化饲养所产生的大量集中的畜禽粪便,给环境保护工作带来了极大压力。随着人们环境保护意识的增强以及现代精细农业的发展,对快速、简便、在线检测畜禽粪便成分含量方法的需求越来越迫切。本研究以生长肥育猪粪便为研究对象,用三种不同的方法探讨了快速预测其成分含量的可行性,并建立了相应的预测模型。 为了探讨利用理化指标快速测定生长肥育猪粪便主要成分含量的方法,试验选用216个样本,其干物质含量为2.2496～9.1827%,测其理化指标:电导率、比重和pH值,再利用实验室常规分析方法确定其成分含量。研究理化指标与成分含量之间的相关关系。结果表明:（1）用电导率可以快速测定铵态氮（R2=0.825）和总钾（R2=0.737）的含量;（2）用比重可以快速测定有机物（R2=0.922）、总氮（R2=0.763）、总磷（R2=0.806）、镁（R2=0.885）和锌（R2=0.743）的含量;（3）用比重和pH可以快速测定总氮（R2=0.858）和有效磷（R2=0.749）的含量;（4）用电导率和比重可以快速测定总钾（R2=0.810）和钠（R2=0.665）的含量。 为了探讨利用近红外反射光谱（NIRS）技术快速测定生长肥育猪粪便主要成分含量的可行性,试验利用傅立叶变换近红外光谱仪,对所采集的108份样本进行光谱扫描,取得其在12000～4000cm-1波数范围内的光谱。以偏最小二乘法建立生长肥育猪粪便成分含量的近红外定标模型。结果表明:（1）NIRS可以很好的快速测定有机物、总氮、总钾、锌和水分的含量,相关系数均在0.95以上,相对分析误差RPD均大于3;（2）NIRS快速测定总磷、有效磷、钙和镁含量的定标模型也可以达到定量分析的目的,其相关系数均在0.85以上,相对分析误差RPD均大于2.5;（3）NIRS快速测定铵态氮含量的定标模型不能满足定量分析的要求,还需要进一步的试验研究。 为了探讨利用摄入养分含量快速预测生长肥育猪粪便氮磷钾含量的方法,选用生长肥育猪6头,分别放在6个代谢笼中饲喂5种不同水平的试验日粮,进行全粪收集试验,分别收集粪样和尿样各30份。通过回归分析建立摄入养分含量和排粪量及生长肥育猪粪、尿和粪尿中氮磷钾含量的相关关系。试验结果表明:（1）用摄入氮量和体重可以预测粪中总氮的含量（R2=0.655）,用摄入氮量可以预测尿中（R2=0.657）和粪尿中（R2=0.825）总氮的含量;（2）用摄入氮量和体重可以预测粪中铵态氮的含量（R2=0.551）,用摄入氮量可以预测尿中（R2=0.575）和粪尿中（R2=0.586）铵态氮的含量;（3）用摄入磷量和体重可以预测粪中（R2=0.706）和粪尿中（R2=0.846）磷的含量;（4）用摄入钾量可以预测粪中（R2=0.455）、尿中（R2=0.692）和粪尿中（R2=0.743）钾的含量。（5）用摄入氮量可以预测生长肥育猪的排粪量（R2=0.478）。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 课题提出的背景与研究意义
1.1.1 畜牧业的发展与畜禽粪便废弃物的污染现状
1.1.2 畜禽粪便的主要污染成分
1.1.3 畜禽粪便无害化、资源化利用的途径
1.1.4 课题的研究意义
1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 国外相关研究现状
1.2.2 国内相关研究现状
1.3 存在的主要问题
1.4 本课题主要研究内容与研究思路
第二章 生长肥育猪粪便的主要成分含量及特性
2.1 材料与方法
2.1.1 样本的采集
2.1.2 主要仪器设备
2.1.3 实验室分析
2.2 结果与讨论
2.2.1 生长肥育猪粪便的主要成分含量
2.2.2 生长肥育猪粪便的比重
2.2.3 生长肥育猪粪便的电导率
2.2.4 生长肥育猪粪便的pH值
2.2.5 生长肥育猪粪便溶液中的主要离子构成及含量
2.3 小结
第三章 基于理化指标的生长肥育猪粪便主要成分含量的快速测定方法研究
3.1 材料与方法
3.1.1 样本的采集
3.1.2 主要仪器设备
3.1.3 实验室分析
3.1.4 数据处理与统计分析
3.2 结果与讨论
3.2.1 试验结果
3.2.2 生长肥育猪粪便中有机物含量的快速测定方法
3.2.3 生长肥育猪粪便中总氮含量的快速测定方法
3.2.4 生长肥育猪粪便中铵态氮含量的快速测定方法
3.2.5 生长肥育猪粪便中总磷含量的快速测定方法
3.2.6 生长肥育猪粪便中有效磷含量的快速测定方法
3.2.7 生长肥育猪粪便中总钾含量的快速测定方法
3.2.8 生长肥育猪粪便中钠含量的快速测定方法
3.2.9 生长肥育猪粪便中钙、镁和铁含量的快速测定方法
3.2.10 生长肥育猪粪便中铜和锌含量的快速测定方法
3.3 小结
第四章 基于近红外光谱的生长肥育猪粪便主要成分含量的快速测定方法研究
4.1 材料与方法
4.1.1 样本的采集与处理
4.1.2 样本的化学分析
4.1.3 近红外光谱仪
4.1.4 样本近红外光谱的采集
4.1.5 异常样本的判断
4.1.6 定标方法与统计分析
4.2 结果与讨论
4.2.1 样品袋对样本近红外光谱的影响
4.2.2 样本的近红外光谱
4.2.3 样本主要成分含量的实验室常规分析测定值
4.2.4 异常样本的判断与剔除
4.2.5 光谱预处理方法的选择
4.2.6 光谱范围的选择
4.2.7 定标模型的建立与验证
4.3 小结
第五章 基于日粮基础数据的生长肥育猪粪便排粪量及其氮磷钾含量的快速预测模型研究
5.1 材料与方法
5.1.1 试验设计
5.1.2 饲养试验过程与样本的采集
5.1.3 样本的化学成分分析
5.1.4 主要试验仪器
5.1.5 数据处理与统计分析
5.2 结果与讨论
5.2.1 试验结果
5.2.2 生长肥育猪粪便中的氮、磷、钾含量的快速预测模型
5.2.3 生长肥育猪排粪量预测模型
5.3 小结
第六章 结论与进一步研究设想
6.1 结论
6.2 本论文的创新点
6.3 进一步研究设想
参考文献
致谢
附录
附录A
附录B
附录C
附录D
附录E
附录F
附录G
附录H
附录I
附录J
附录K
附录L
附录M
附录N
附录O
附录P
附录Q
作者简历
发布时间: 2005-07-22
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