CN116777309B - 一种有机肥发酵质量评价方法 - Google Patents

一种有机肥发酵质量评价方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116777309B
CN116777309B CN202311065769.7A CN202311065769A CN116777309B CN 116777309 B CN116777309 B CN 116777309B CN 202311065769 A CN202311065769 A CN 202311065769A CN 116777309 B CN116777309 B CN 116777309B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fermentation
organic fertilizer
quality
pile
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202311065769.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116777309A (zh
Inventor
程涔
蒋媛泠
王波
阮勇
杨龙英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Meishan EG Agricultural Technology Co ltd
Original Assignee
Sichuan Meishan EG Agricultural Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Meishan EG Agricultural Technology Co ltd filed Critical Sichuan Meishan EG Agricultural Technology Co ltd
Priority to CN202311065769.7A priority Critical patent/CN116777309B/zh
Publication of CN116777309A publication Critical patent/CN116777309A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116777309B publication Critical patent/CN116777309B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06395Quality analysis or management
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C05FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05FORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F17/00Preparation of fertilisers characterised by biological or biochemical treatment steps, e.g. composting or fermentation
    • C05F17/70Controlling the treatment in response to process parameters
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00Administration; Management
    • G06Q10/06Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G06Q10/063Operations research, analysis or management
    • G06Q10/0639Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
    • G06Q10/06393Score-carding, benchmarking or key performance indicator [KPI] analysis
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/04Manufacturing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种有机肥发酵质量评价方法,其包括以下步骤:设定有机肥发酵质量的评价指标;建立有机肥原料在堆肥时的理想发酵堆的形状模型;设定发酵堆的数据采集点;从发酵开始每隔时间t在发酵堆的数据采集点上采集发酵时的温度a、PH值b、水溶性有机质参数c;计算有机肥发酵过程中的发酵质量指数Y 1;计算发酵成品的成品质量指数Y 2;根据成品质量指数Y 2和发酵质量指数Y 1综合评估有机肥的发酵质量。本发明能从多维度、多种指标对有机肥的发酵质量进行全面的评价,评价结果可靠性高,为不同条件下的堆肥质量改善提供了有力的参考依据。

Description

一种有机肥发酵质量评价方法
技术领域
本发明涉及有机肥发酵技术领域,具体涉及一种有机肥发酵质量评价方法。
背景技术
有机肥发酵已经有上百年的历史,最初的发酵是无添加剂发酵,即自然堆肥发酵,当前在广大农村还有采用这种发酵方法的。自然堆肥,操作简单,成本低;但相应地发酵速度慢,肥效差(不能完全释放),腐熟不完全,施肥之后很容易出现二次发酵,烧根烧苗,造成不必要的经济损失。逐渐,这种自然堆肥被人们摒弃,越来越多的农户开始使用加入发酵剂做有机肥;这种改变从上个世纪80年代就开始了,现在仍在改变。加入有机肥发酵剂后,肥料腐熟程度提高,肥效得到释放,并且不会出现二次发酵,避免烧根烧苗,且病虫害减少。经过30多年的发展,肥料发酵剂行业以成为比较成熟的行业,可谓百花齐放,并延伸出了很多不同的产品,丰富了产品线。
有机肥在发酵过程中,其发酵质量直接影响到施肥后农作物的生长质量,也是农作物增产、增收的重要环节,所以亟需能从多环节、多参数评估有机肥发酵质量的方法,为后期农作物施肥、有机物发酵条件的控制提供重要的数据参考,确保能发酵出优质的有机肥。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供了一种有机肥发酵质量评价方法,从有机肥原料的发酵端参数、以及发酵完成后的有机肥成品参数来综合评估有机肥的发酵质量。
为了达到上述发明目的,本发明所采用的技术方案为:
提供一种有机肥发酵质量评价方法,其包括以下步骤:
S1:设定有机肥发酵质量的评价指标,评价指标包括发酵的温度变化相对于发酵时间的波动情况、发酵完成后的自然团粒直径、有机肥的颜色参数、PH值变化参数和水溶性有机质参数;
S2:根据有机肥原料的量计算发酵堆的最佳形状,根据最佳形状的参数,建立有机肥原料在堆肥时的理想发酵堆的形状模型;
S3:在形状模型内随机生成n个数据采集点,获得数据采集点的坐标;
S4:将有机肥原料运送到堆肥场地,工作人员按照最佳形状的参数将有机肥原料堆成发酵堆,根据坐标确定每个数据采集点在发酵堆上的位置;
S5:发酵过程中,设置发酵周期T内的数据采集时间间隔t,从发酵开始每隔时间t在发酵堆的数据采集点上采集发酵时的温度a、PH值b、水溶性有机质参数c
S6:根据发酵过程中采集的温度a、PH值b、水溶性有机质参数c计算有机肥发酵过程中的发酵质量指数Y 1
S7:发酵完成后,在发酵堆上的每个数据采集点检测团粒的粒度合格率,采集生成的菌落成功率,计算发酵成品的成品质量指数Y 2
S8:根据成品质量指数Y 2和发酵质量指数Y 1综合评估有机肥的发酵质量,参考成品质量指数参考阈值Y 2阈值与发酵质量指数参考阈值Y 1阈值
Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值,则判定该批有机肥原料发酵出的有机肥成品质量为高级;
Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值、或Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值,则判定该批有机肥原料发酵出的有机肥成品质量为中级;
Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值,则判定该批有机肥原料发酵出的有机肥成品质量为低级,不能作为农作物的肥料。
进一步地,步骤S6包括:
S61:发酵结束后,建立温度采集数据组(a 1a 2,···,a n ),n为发酵周期T结束后采集温度的次数;计算温度随时间的波动参数,得到温度波动数据组(a' 1a' 2,···,a ' n-1),其中a' n-1=a n -a n-1;计算每个时间t内温度随时间的变化量,得到温度波动系数A
其中,k为数据采集次数的编号;
建立PH值采集数据组(b 1b 2,···,b n ),计算PH值随时间的波动参数,得到PH值波动数据组(b' 1b' 2,···,b' n-1),其中b' n-1=b n -b n-1;计算每个时间t内PH值随时间的变化量,得到PH值波动系数B
建立水溶性有机质参数采集数据组(c 1c 2,···,c n ),计算水溶性有机质参数随时间的波动参数,得到水溶性有机质参数波动数据组(c' 1c' 2,···,c' n-1),其中c' n-1=c n -c n-1;计算每个时间t内水溶性有机质参数随时间的变化量,得到水溶性有机质参数波动系数C
S62:根据温度波动系数A、PH值波动系数B和水溶性有机质参数波动系数C计算有机肥发酵过程中的发酵质量指数Y 1
其中,x 1为理想状态下有机肥发酵过程的最佳发酵系数,k 1k 2k 3分别为温度、PH值和水溶性有机质参数波动状态下的对发酵过程影响的比例系数。
进一步地,步骤S7包括:
S71:采集发酵结束后各数据采集点上的有机肥发酵成品,利用体积量杯量取相同体积V的有机肥发酵成品,作为粒度检测样品,并将每份粒度检测样品分别倒入电动筛中,电动筛以相同的频率、振动幅度对粒度检测样品进行筛分操作,电动筛的筛体孔径为标准状态下有机肥发酵成品的颗粒直径;
S72:筛分完成后,针对每份粒度检测样品,利用体积量杯分别量取留在筛体上的有机肥发酵成品体积v 1,得到过筛体的机肥发酵成品体积V-v 1,计算每份粒度检测样品的粒度合格率p 1,并进一步计算所有粒度检测样品的粒度合格率的平均值P
S73:拍摄发酵完成后的发酵堆图片,并以发酵堆的边沿对发酵堆图片进行裁剪,得到只保留有发酵堆的图像,对图像进行灰度化处理,并获取每个像素的灰度值h,设定发酵完成后发酵堆上的菌落在标准状态下的灰度值h'
S74:计算每个像素的灰度值差值:/>;并将灰度值差值/>与灰度值差值的阈值/>进行比较:若/>≤/>,则判定该像素在菌落上,若/>>/>,则判定该像素不在菌落上;
S75:统计在菌落上的像素点数量N,根据单个像素的面积s计算图像中包含菌落的面积SS=N×s,利用图像的整体面积S'计算发酵堆表面生成的菌落成功率p 2
S76:根据粒度合格率的平均值P和菌落成功率p 2计算有机肥发酵成品的成品质量指数Y 2
其中,x 2为理想状态下有机肥发酵后的成品合格率,k 4k 5分别为菌落生成量、团粒直径对发酵成品质量的影响比例系数。
进一步地,步骤S2中堆肥时的最佳形状参数的计算方法为:
获取有机肥原料的体积量V',根据堆肥场地表面的长L和宽K,设置工作人员翻料时需要的人行道宽度d、堆肥场地预设的发酵堆数量e,建立计算每个发酵堆的底面长和宽/>以及发酵堆高h的模型:
计算在长和宽/>为最大值的条件下,满足模型要求的发酵堆高h的最小值,以长和宽/>的最大值、高h的最小值作为发酵堆的最佳形状参数。
进一步地,水溶性有机质参数c的采集方法为:
在每个数据采集点上分别采集相同体积的有机肥发酵料,作为有机质计算样本,有机质计算样本放入试管中,并利用水溶解,在加热的条件下,用过量的重铬酸钾─硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液,来氧化发酵料中有机质中的碳,Cr2O7 2-被还原成Cr3+;以硫酸亚铁为标准溶液,取不同量的硫酸亚铁分别与重铬酸钾─硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液进行反应,由于在585nm波长处对Cr3+有最大吸收而Cr6+却无吸收,且对设定浓度的H2SO4溶液均无吸收;通过分光光度测定,根据标准样制作的标准曲线,找到样品所对应消耗的硫酸亚铁的量,进而得到有机碳量,再乘以常数1.724,即为土壤有机质量。
本发明的有益效果为:本方案从有机肥发酵过程中采集发酵温度、PH值变化和水溶性有机质参数的变化过程来综合评估发酵过程的优劣,根据发酵完成后的团粒直径和颜色参数来综合评估发酵完的有机物成品的质量优劣,进而实现从发酵过程结合发酵后的成品综合评估有机费的质量等级,为有机肥的质量评估提供了一套完善的评估方法,能从多维度、多种指标对有机肥的发酵质量进行全面的评价,评价结果可靠性高,为不同条件下的堆肥质量改善提供了有力的参考依据。
附图说明
图1为在堆肥场地设置发酵堆的参数示意图。
图2为发酵堆的形状模型的示意图。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述,以便于本技术领域的技术人员理解本发明,但应该清楚,本发明不限于具体实施方式的范围,对本技术领域的普通技术人员来讲,只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内,这些变化是显而易见的,一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
本方案的有机肥发酵质量评价方法包括以下步骤:
S1:设定有机肥发酵质量的评价指标,评价指标包括发酵的温度变化相对于发酵时间的波动情况、发酵完成后的自然团粒直径、有机肥的颜色参数、PH值变化参数和水溶性有机质参数;
S2:根据有机肥原料的量计算发酵堆的最佳形状,根据最佳形状的参数,建立有机肥原料在堆肥时的理想发酵堆的形状模型,形状模型为单个发酵堆的形状;可以利用matlab软件生产形状模型,如图2所示。
有机肥在堆肥过程中,发酵过程需要有氧发酵,所以堆肥的体积越小、高度越低、裸露的面积比例越大,有氧发酵越小,所以在有限的堆肥场地条件下,尽可能的增加发酵堆的数量以及降低高度,能有效增加发酵效果。发酵堆的形状一般采用三棱柱的形状进行堆肥。
步骤S2中堆肥时的最佳形状参数的计算方法为:
获取有机肥原料的体积量V',根据堆肥场地表面的长L和宽K,设置工作人员翻料时需要的人行道宽度d、堆肥场地预设的发酵堆数量e,建立计算每个发酵堆的底面长和宽/>以及发酵堆高h的模型:
计算在长和宽/>为最大值的条件下,满足模型要求的发酵堆高h的最小值,以长和宽/>的最大值、高h的最小值作为发酵堆的最佳形状参数,如图1所示。
S3:在形状模型内随机生成n个数据采集点,获得数据采集点的坐标;matlab软件中形状模型的比例与真实发酵堆的比例为1:1,根据坐标值来测量数据采集点在真实发酵堆中的位置即可。
S4:将有机肥原料运送到堆肥场地,工作人员按照最佳形状的参数将有机肥原料堆成发酵堆,根据坐标确定每个数据采集点在发酵堆上的位置;
S5:发酵过程中,设置发酵周期T内的数据采集时间间隔t,从发酵开始每隔时间t在发酵堆的数据采集点上采集发酵时的温度a、PH值b、水溶性有机质参数c
堆肥开始后堆体温度是逐渐升高再降低的变化过程,而堆体腐熟后发酵堆温度与环境温度一致或稍高于环境温度,一般不会明显变化,因此温度是堆肥过程中最重要的常规检测指标之一。
化学指标即堆肥过程中堆料的化学成分或性质的变化,采用这类指标来评价有机肥的腐熟度,也是一种比较常用的简单易行的方法。pH值一般情况下,有机肥原料或发酵初期pH为弱酸性至中性,通常为6.5~7.5,腐熟的有机肥一般呈弱碱性,pH值在8~9左右,但pH值的变化过程对有机肥发酵过程影响较大,可以作为评价有机肥腐熟度的条件。
有机质的变化在有机肥腐熟过程中,发酵堆中的不稳定有机物分解转化为二氧化碳、水矿物质和稳定化腐殖质,发酵堆的有机质含量变化显著,反映有机质变化的参数有水溶性有机质(酸)、化学耗氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、挥发性固体(VS)、淀粉和水溶性糖类(SC)、二氧化碳(CO2)的释放量。这些评价指标与有机肥腐熟时间有很显著的相关性,是指示有机肥腐熟程度的合适参数。
水溶性有机质参数c的采集方法为:
在每个数据采集点上分别采集相同体积的有机肥发酵料,作为有机质计算样本,有机质计算样本放入试管中,并利用水溶解,在加热的条件下,用过量的重铬酸钾─硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液,来氧化发酵料中有机质中的碳,Cr2O7 2-被还原成Cr3+;以硫酸亚铁为标准溶液,取不同量的硫酸亚铁分别与重铬酸钾─硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液进行反应,由于在585nm波长处对Cr3+有最大吸收而Cr6+却无吸收,且对设定浓度的H2SO4溶液均无吸收;通过分光光度测定,根据标准样制作的标准曲线,找到样品所对应消耗的硫酸亚铁的量,进而得到有机碳量,再乘以常数1.724,即为土壤有机质量。
S6:根据发酵过程中采集的温度a、PH值b、水溶性有机质参数c计算有机肥发酵过程中的发酵质量指数Y 1
步骤S6包括:
S61:发酵结束后,建立温度采集数据组(a 1a 2,···,a n ),n为发酵周期T结束后采集温度的次数;计算温度随时间的波动参数,得到温度波动数据组(a' 1a' 2,···,a ' n-1),其中a' n-1=a n -a n-1;计算每个时间t内温度随时间的变化量,得到温度波动系数A
其中,k为数据采集次数的编号;
建立PH值采集数据组(b 1b 2,···,b n ),计算PH值随时间的波动参数,得到PH值波动数据组(b' 1b' 2,···,b' n-1),其中b' n-1=b n -b n-1;计算每个时间t内PH值随时间的变化量,得到PH值波动系数B
建立水溶性有机质参数采集数据组(c 1c 2,···,c n ),计算水溶性有机质参数随时间的波动参数,得到水溶性有机质参数波动数据组(c' 1c' 2,···,c' n-1),其中c' n-1=c n -c n-1;计算每个时间t内水溶性有机质参数随时间的变化量,得到水溶性有机质参数波动系数C
S62:根据温度波动系数A、PH值波动系数B和水溶性有机质参数波动系数C计算有机肥发酵过程中的发酵质量指数Y 1
其中,x 1为理想状态下有机肥发酵过程的最佳发酵系数,k 1k 2k 3分别为温度、PH值和水溶性有机质参数波动状态下的对发酵过程影响的比例系数。
S7:发酵完成后,在发酵堆上的每个数据采集点检测团粒的粒度合格率,采集生成的菌落成功率,计算发酵成品的成品质量指数Y 2
步骤S7包括:
S71:采集发酵结束后各数据采集点上的有机肥发酵成品,利用体积量杯量取相同体积V的有机肥发酵成品,作为粒度检测样品,并将每份粒度检测样品分别倒入电动筛中,电动筛以相同的频率、振动幅度对粒度检测样品进行筛分操作,电动筛的筛体孔径为标准状态下有机肥发酵成品的颗粒直径;
S72:筛分完成后,针对每份粒度检测样品,利用体积量杯分别量取留在筛体上的有机肥发酵成品体积v 1,得到过筛体的机肥发酵成品体积V-v 1,计算每份粒度检测样品的粒度合格率p 1,并进一步计算所有粒度检测样品的粒度合格率的平均值P
S73:拍摄发酵完成后的发酵堆图片,并以发酵堆的边沿对发酵堆图片进行裁剪,得到只保留有发酵堆的图像,对图像进行灰度化处理,并获取每个像素的灰度值h,设定发酵完成后发酵堆上的菌落在标准状态下的灰度值h'
S74:计算每个像素的灰度值差值:/>;并将灰度值差值/>与灰度值差值的阈值/>进行比较:若/>≤/>,则判定该像素在菌落上,若/>>/>,则判定该像素不在菌落上;
S75:统计在菌落上的像素点数量N,根据单个像素的面积s计算图像中包含菌落的面积SS=N×s,利用图像的整体面积S'计算发酵堆表面生成的菌落成功率p 2
S76:根据粒度合格率的平均值P和菌落成功率p 2计算有机肥发酵成品的成品质量指数Y 2
其中,x 2为理想状态下有机肥发酵后的成品合格率,k 4k 5分别为菌落生成量、团粒直径对发酵成品质量的影响比例系数。
S8:根据成品质量指数Y 2和发酵质量指数Y 1综合评估有机肥的发酵质量,参考成品质量指数参考阈值Y 2阈值与发酵质量指数参考阈值Y 1阈值
Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值,则判定该批有机肥原料发酵出的有机肥成品质量为高级;
Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值、或Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值,则判定该批有机肥原料发酵出的有机肥成品质量为中级;
Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值,则判定该批有机肥原料发酵出的有机肥成品质量为低级,不能作为农作物的肥料。
本方案从有机肥发酵过程中采集发酵温度、PH值变化和水溶性有机质参数的变化过程来综合评估发酵过程的优劣,根据发酵完成后的团粒直径和颜色参数来综合评估发酵完的有机物成品的质量优劣,进而实现从发酵过程结合发酵后的成品综合评估有机费的质量等级,为有机肥的质量评估提供了一套完善的评估方法,能从多维度、多种指标对有机肥的发酵质量进行全面的评价,评价结果可靠性高,为不同条件下的堆肥质量改善提供了有力的参考依据。

Claims (3)

1.一种有机肥发酵质量评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:设定有机肥发酵质量的评价指标,评价指标包括发酵的温度变化相对于发酵时间的波动情况、发酵完成后的自然团粒直径、有机肥的颜色参数、PH值变化参数和水溶性有机质参数;
S2:根据有机肥原料的量计算发酵堆的最佳形状,根据最佳形状的参数,建立有机肥原料在堆肥时的理想发酵堆的形状模型;
S3:在形状模型内随机生成n个数据采集点,获得数据采集点的坐标;
S4:将有机肥原料运送到堆肥场地,工作人员按照最佳形状的参数将有机肥原料堆成发酵堆,根据坐标确定每个数据采集点在发酵堆上的位置;
S5:发酵过程中,设置发酵周期T内的数据采集时间间隔t,从发酵开始每隔时间t在发酵堆的数据采集点上采集发酵时的温度、PH值b、水溶性有机质参数c
S6:根据发酵过程中采集的温度、PH值b、水溶性有机质参数c计算有机肥发酵过程中的发酵质量指数Y 1
S61:发酵结束后,建立温度采集数据组n为发酵周期T结束后采集温度的次数;计算温度随时间的波动参数,得到温度波动数据组,其中/>;计算每个时间t内温度随时间的变化量,得到温度波动系数A
其中,k为数据采集次数的编号;
建立PH值采集数据组(b 1b 2,···,b n ),计算PH值随时间的波动参数,得到PH值波动数据组(b' 1b' 2,···,b' n-1),其中b' n-1=b n -b n-1;计算每个时间t内PH值随时间的变化量,得到PH值波动系数B
建立水溶性有机质参数采集数据组(c 1c 2,···,c n ),计算水溶性有机质参数随时间的波动参数,得到水溶性有机质参数波动数据组(c' 1c' 2,···,c' n-1),其中c' n-1=c n -c n-1;计算每个时间t内水溶性有机质参数随时间的变化量,得到水溶性有机质参数波动系数C
S62:根据温度波动系数A、PH值波动系数B和水溶性有机质参数波动系数C计算有机肥发酵过程中的发酵质量指数Y 1
其中,x 1为理想状态下有机肥发酵过程的最佳发酵系数,k 1k 2k 3分别为温度、PH值和水溶性有机质参数波动状态下的对发酵过程影响的比例系数;
S7:发酵完成后,在发酵堆上的每个数据采集点检测团粒的粒度合格率,采集生成的菌落成功率,计算发酵成品的成品质量指数Y 2
S71:采集发酵结束后各数据采集点上的有机肥发酵成品,利用体积量杯量取相同体积V的有机肥发酵成品,作为粒度检测样品,并将每份粒度检测样品分别倒入电动筛中,电动筛以相同的频率、振动幅度对粒度检测样品进行筛分操作,电动筛的筛体孔径为标准状态下有机肥发酵成品的颗粒直径;
S72:筛分完成后,针对每份粒度检测样品,利用体积量杯分别量取留在筛体上的有机肥发酵成品体积v 1,得到过筛体的机肥发酵成品体积V-v 1,计算每份粒度检测样品的粒度合格率p 1,并进一步计算所有粒度检测样品的粒度合格率的平均值P
S73:拍摄发酵完成后的发酵堆图片,并以发酵堆的边沿对发酵堆图片进行裁剪,得到只保留有发酵堆的图像,对图像进行灰度化处理,并获取每个像素的灰度值h,设定发酵完成后发酵堆上的菌落在标准状态下的灰度值h'
S74:计算每个像素的灰度值差值;并将灰度值差值/>与灰度值差值的阈值/>进行比较:若/>,则判定该像素在菌落上,若/>>/>,则判定该像素不在菌落上;
S75:统计在菌落上的像素点数量N,根据单个像素的面积s计算图像中包含菌落的面积SS=N×s,利用图像的整体面积S'计算发酵堆表面生成的菌落成功率p 2
S76:根据粒度合格率的平均值P和菌落成功率p 2计算有机肥发酵成品的成品质量指数Y 2
其中,x 2为理想状态下有机肥发酵后的成品合格率,k 4k 5分别为菌落生成量、团粒直径对发酵成品质量的影响比例系数;
S8:根据成品质量指数Y 2和发酵质量指数Y 1综合评估有机肥的发酵质量,参考成品质量指数参考阈值Y 2阈值与发酵质量指数参考阈值Y 1阈值
Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值,则判定该批有机肥原料发酵出的有机肥成品质量为高级;
Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值、或Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值,则判定该批有机肥原料发酵出的有机肥成品质量为中级;
Y 2Y 2阈值,且Y 1Y 1阈值,则判定该批有机肥原料发酵出的有机肥成品质量为低级,不能作为农作物的肥料。
2.根据权利要求1所述的有机肥发酵质量评价方法,其特征在于,所述步骤S2中堆肥时的最佳形状参数的计算方法为:
获取有机肥原料的体积量V',根据堆肥场地表面的长L和宽K,设置工作人员翻料时需要的人行道宽度d、堆肥场地预设的发酵堆数量e,建立计算每个发酵堆的底面长和宽/>以及发酵堆高h的模型:
计算在长和宽/>为最大值的条件下,满足模型要求的发酵堆高h的最小值,以长/>和宽的最大值、高h的最小值作为发酵堆的最佳形状参数。
3.根据权利要求1所述的有机肥发酵质量评价方法,其特征在于,所述水溶性有机质参数c的采集方法为:
在每个数据采集点上分别采集相同体积的有机肥发酵料,作为有机质计算样本,有机质计算样本放入试管中,并利用水溶解,在加热的条件下,用过量的重铬酸钾─硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液,来氧化发酵料中有机质中的碳,Cr2O7 2-被还原成Cr3+;以硫酸亚铁为标准溶液,取不同量的硫酸亚铁分别与重铬酸钾─硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液进行反应,由于在585nm波长处对Cr3+有最大吸收而Cr6+却无吸收,且对设定浓度的H2SO4溶液均无吸收;通过分光光度测定,根据标准样制作的标准曲线,找到样品所对应消耗的硫酸亚铁的量,进而得到有机碳量,再乘以常数1.724,即为土壤有机质量。
CN202311065769.7A 2023-08-23 2023-08-23 一种有机肥发酵质量评价方法 Active CN116777309B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311065769.7A CN116777309B (zh) 2023-08-23 2023-08-23 一种有机肥发酵质量评价方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311065769.7A CN116777309B (zh) 2023-08-23 2023-08-23 一种有机肥发酵质量评价方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116777309A CN116777309A (zh) 2023-09-19
CN116777309B true CN116777309B (zh) 2023-10-27

Family

ID=87986342

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311065769.7A Active CN116777309B (zh) 2023-08-23 2023-08-23 一种有机肥发酵质量评价方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116777309B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117455219B (zh) * 2023-12-25 2024-04-12 山东鸿安食品科技有限公司 一种发酵生产配料优化方法及系统
CN118026747B (zh) * 2024-04-11 2024-07-09 广东天禾中加化肥有限公司 基于堆肥发酵的智能控制系统及其控制方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106970188A (zh) * 2017-02-28 2017-07-21 梧州市雅正农业科技有限公司 一种六堡茶质量评价方法
CN107462607A (zh) * 2017-09-14 2017-12-12 中国农业科学院茶叶研究所 一种基于电特性参数的红茶发酵适度的检测方法
CN107505358A (zh) * 2017-09-14 2017-12-22 中国农业科学院茶叶研究所 一种基于电特性参数的红茶发酵品质指标的检测方法
CN107561242A (zh) * 2017-08-29 2018-01-09 山西省环境科学研究院 一种复合污染农田土壤质量的评价方法
CN108490122A (zh) * 2018-03-13 2018-09-04 四川省食品发酵工业研究设计院 一种窖池质量评估方法
CN109358178A (zh) * 2018-11-01 2019-02-19 四川省农业科学院土壤肥料研究所 一种紫色土稻田土壤肥力评价方法
CN112400024A (zh) * 2018-06-01 2021-02-23 普罗根尼蒂公司 用于胃肠道微生物组检测和处理的装置和系统
CN112457134A (zh) * 2020-12-12 2021-03-09 广东省农业科学院蔬菜研究所 一种用于改善土质的树根发酵肥料及其制备方法
CN112979385A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 山西晋嘉潍生物科技有限公司 一种果树专用生物固态有机肥的制造方法
CN113307706A (zh) * 2021-06-30 2021-08-27 上海为绿景观建设有限公司 一种农业固体废弃物的堆肥方法、肥料产品及其应用
CN114062659A (zh) * 2021-11-23 2022-02-18 中国农业科学院烟草研究所 一种基于生态化学计量学的植烟土壤肥力评价方法
CN115168941A (zh) * 2022-06-16 2022-10-11 同济大学 基于产气性能预测的沼气发酵系统设计方法与运行策略
CN115829415A (zh) * 2022-12-26 2023-03-21 金昌市生态环境局 一种农村有机类生活垃圾堆肥试验及堆肥腐熟度综合评价的方法及系统
CN115860583A (zh) * 2023-02-28 2023-03-28 深圳市同创环保科技有限公司 一种基于大数据的填埋场沼气收集评估方法、系统和介质
CN116008441A (zh) * 2023-03-24 2023-04-25 山东省中医药研究院 一种发酵六神曲的质量评价方法与应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7444197B2 (en) * 2004-05-06 2008-10-28 Smp Logic Systems Llc Methods, systems, and software program for validation and monitoring of pharmaceutical manufacturing processes

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106970188A (zh) * 2017-02-28 2017-07-21 梧州市雅正农业科技有限公司 一种六堡茶质量评价方法
CN107561242A (zh) * 2017-08-29 2018-01-09 山西省环境科学研究院 一种复合污染农田土壤质量的评价方法
CN107462607A (zh) * 2017-09-14 2017-12-12 中国农业科学院茶叶研究所 一种基于电特性参数的红茶发酵适度的检测方法
CN107505358A (zh) * 2017-09-14 2017-12-22 中国农业科学院茶叶研究所 一种基于电特性参数的红茶发酵品质指标的检测方法
CN108490122A (zh) * 2018-03-13 2018-09-04 四川省食品发酵工业研究设计院 一种窖池质量评估方法
CN112400024A (zh) * 2018-06-01 2021-02-23 普罗根尼蒂公司 用于胃肠道微生物组检测和处理的装置和系统
CN109358178A (zh) * 2018-11-01 2019-02-19 四川省农业科学院土壤肥料研究所 一种紫色土稻田土壤肥力评价方法
CN112979385A (zh) * 2019-12-13 2021-06-18 山西晋嘉潍生物科技有限公司 一种果树专用生物固态有机肥的制造方法
CN112457134A (zh) * 2020-12-12 2021-03-09 广东省农业科学院蔬菜研究所 一种用于改善土质的树根发酵肥料及其制备方法
CN113307706A (zh) * 2021-06-30 2021-08-27 上海为绿景观建设有限公司 一种农业固体废弃物的堆肥方法、肥料产品及其应用
CN114062659A (zh) * 2021-11-23 2022-02-18 中国农业科学院烟草研究所 一种基于生态化学计量学的植烟土壤肥力评价方法
CN115168941A (zh) * 2022-06-16 2022-10-11 同济大学 基于产气性能预测的沼气发酵系统设计方法与运行策略
CN115829415A (zh) * 2022-12-26 2023-03-21 金昌市生态环境局 一种农村有机类生活垃圾堆肥试验及堆肥腐熟度综合评价的方法及系统
CN115860583A (zh) * 2023-02-28 2023-03-28 深圳市同创环保科技有限公司 一种基于大数据的填埋场沼气收集评估方法、系统和介质
CN116008441A (zh) * 2023-03-24 2023-04-25 山东省中医药研究院 一种发酵六神曲的质量评价方法与应用

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"连作障碍土壤修复菌肥的制备与效果研究";李宇;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 (工程科技Ⅰ辑)》;第B016-1716页 *
"Treatment of piggery waste in an ectopic microbial fermentation system and safety evaluation of generated organic fertilizer";Li Yongchao 等;《 Journal of Chemical Technology & Biotechnology》;第97卷(第5期);第1336-1344页 *
"农业废弃物好氧发酵产业发展适宜性评价方法与应用研究";龚琼;《中国博士学位论文全文数据库 (工程科技Ⅰ辑)》;第B027-322页 *
"玉米秸秆与粪水低温发酵不同阶段的堆肥质量评价";李嘉祺 等;《东北农业科学》;第45卷(第2期);第125-128页 *
基于主成分分析的土壤肥力综合指数评价;吴玉红;田霄鸿;同延安;南雄雄;周密;侯永辉;;生态学杂志(第01期);第175-182页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN116777309A (zh) 2023-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN116777309B (zh) 一种有机肥发酵质量评价方法
CN1280239C (zh) 一种主要由糖厂废液废渣和腐熟发酵剂组成的有机肥料及其生产方法
De Neve et al. Carbon mineralization from composts and food industry wastes added to soil
CN106495770A (zh) 一种利用农林废弃物的高效快速堆肥发酵方法
Williams et al. Nutrient and microbial changes in the peat profile beneath Sphagnum magellanicum in response to additions of ammonium nitrate
CN110862280A (zh) 一种有机肥发酵生产方法及系统
CN105585362A (zh) 一种水稻专用沼液有机液体肥及生产方法
CN107474847A (zh) 一种牦牛粪生物炭制作及其草地恢复方法
AU2017211496A1 (en) Method of producing a fertiliser composition and fertiliser composition produced thereby
CN106045591A (zh) 一种以蚕砂为主要原料的有机肥发酵方法
CN109608239A (zh) 一种环境友好型园林绿化废弃物堆肥化处理方法
CN111680929B (zh) 一种农田所用化肥的农业面源污染的评估方法和应用
Lakhan et al. Response of potassium to Indian mustard (Brassica juncea) in alluvial soils of western Uttar Pradesh
CN113831172A (zh) 气化渣肥料和堆肥的方法
Virk et al. Formulation of optimum banana residue based compost product and its efficacy on maize and soil properties
Dinesh et al. Nitrogen mineralization rates and kinetics in soils freshly amended with green manures
Glab et al. Effect of biowaste compost and nitrogen fertilization on macroporosity and biopores off Molli-gleyic Fluvisol soil
CN107500883A (zh) 一种蛏子养殖专用浓缩沼液有机液体肥及其制备方法
CN116041120B (zh) 一种油茶果壳有机肥的制备方法、复混肥及应用
CN114931004B (zh) 一种红壤旱地酸化贫瘠化的改良方法
Meyer et al. Advances in sugarcane soil fertility research in Southern Africa
Bowman Soil organic matter levels in the Central Great Plains
CN114920594B (zh) 一种餐厨垃圾和沼渣共堆肥的方法及其应用
CN1304338C (zh) 一种缓释尿素及其制作方法
CN113773127A (zh) 一种利用污泥好氧发酵制作堆肥的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant