农业环境科学学报

作者：赵润,牟美睿,王鹏,孙迪,刘海学,张克强,杨仁杰

单位：农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,天津农学院农业分析测试中心, 天津 300384,天津农学院工程技术学院, 天津 300384,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,天津农学院农业分析测试中心, 天津 300384,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,天津农学院工程技术学院, 天津 300384

关键词：规模化奶牛场,粪水,近红外漫反射光谱,主成分分析,偏最小二乘,总氮,总磷,定量分析模型,

基金：国家重点研发计划项目（2018YFD0800100）；天津市现代奶牛产业技术体系创新团队建设专项（ITTCRS2017006）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项项目（Y2019GH14）；国家自然科学基金项目（41771357，21607114，81471698）；天津市自然科学基金项目（18JCYBJC96400，16JCQNJC08200）

为建立规模化奶牛场粪水中氮磷含量现场快速检测方法，以实现准确预测的同时替代常规监测程序，选取23家天津市典型种养结合模式的规模化奶牛场，围绕粪水处理全过程环节依次开展样品采集、实验室常规化学检测、近红外漫反射光谱采集，并进行主成分分析和偏最小二乘分析，建立多种动态复合影响因素条件下的全局、全程快速检测定量分析模型。结果表明：主成分分析不仅反映出同一奶牛场粪水有机组分随处理环节的变化，而且也反映出不同奶牛场粪水样品的差异性，以及在粪水处理过程中各因素对后续模型的影响程度。建立的全过程环节定量分析模型对总氮含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.96，预测均方根误差RMSEP为187.80；对总磷含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.91，预测均方根误差RMSEP为3.59。建立的全局定量分析模型对总氮含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.96，预测均方根误差RMSEP为238.59；总磷含量预测结果与实际含量的线性拟合相关系数R为0.91，预测均方根误差RMSEP为6.56。研究表明，基于近红外漫反射光谱和偏最小二乘法对规模化奶牛场粪水处理全过程环节粪水样品中氮、磷含量进行定量分析是可行的；纵向模型比横向模型能提供更好的预测结果；近红外漫反射光谱技术可实时、快速、高效地对规模化奶牛场粪水处理全过程总氮和总磷进行跟踪和监控。

来源：2019年第8期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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