一種微生物發酵床墊料發酵程度色差識別方法
【專利說明】一種微生物發酵床墊料發酵程度色差識別方法 【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種微生物發酵床墊料發酵程度色差識別方法。 【【背景技術】】
[0002] 微生物發酵床大欄養豬，是一種區別于傳統養豬模式、具有無污染、零排放的新型 有機農業技術，其優勢在于能有效地解決養豬生產過程中糞污處理問題，改善豬的生長環 境，減少養殖污染對環境的壓力。微生物發酵床養殖技術在20世紀60年代起源于日本，近幾 年在中國得到廣泛推廣和應用，產生了巨大的經濟效益。
[0003] 發酵床墊料是由谷殼、秸桿、鋸末等按照一定的比例混合泥土后鋪設起來有機介 質，其作用是對豬排泄物進行吸附、通過微生物對排泄物進行降解，達到無污染、零排放的 目的。隨著發酵時間的增加，發酵床墊料的發酵程度逐漸加深，墊料也從新鮮原料開始慢慢 發生一系列變化，并最終成為可以用于花卉栽培的基質。墊料是微生物發酵床養殖技術的 核心，發酵床墊料管理得當不僅能夠保持豬舍內部的微環境平衡，而且能促進微生物對豬 排泄物進行發酵分解；因此，了解并調控發酵床墊料的發酵情況對于整個豬舍的環境的保 持具有重大意義。目前對于發酵程度的判斷主要根據墊料存在于發酵床的時間對其進行簡 單分級，但是由于豬在豬舍內的排泄區具有特異性，因此簡單的通過墊料的存在時間墊料 發酵程度進行分級很難全面反映墊料的真實發酵情況(參考文獻:李以翠，李保明，施正香， 等.豬排泄地點選擇及其對圈欄污染程度的影響[J].農業工程學報，2006，22(2):108_ 111)。另一種方法是根據墊料物理特征（即墊料的顏色、氣味、腐爛度、濕度、成分完整性等 特點）對墊料的發酵程度進行分級，這種方法總的來說具有直觀、檢測快速的優點，不需要 大量的儀器和復雜的測定，常用于描述墊料發酵過程所處的狀態，可以定性的描述墊料的 發酵程度的情況，適合有經驗的技術人員現場應用。但是這種方法由于缺乏量化的測定指 標，容易造成人為引起的主觀誤差，只能與其他指標結合使用(參考文獻:張亞寧.堆肥腐熟 度快速測定指標和方法的建立[D][J].中國農業大學碩士學位論文，2004,4)。宋澤瓊等根 據墊料在不同NaCl溶液中的懸浮率不同，將豬發酵床墊料分成4個等級，較好地反映了豬發 酵床墊料的發酵程度，但同時也存在操作繁瑣、工作量大等問題（參考文獻:宋澤瓊，藍江 林，劉波，等.養豬微生物發酵床墊料發酵指數的研究[J].福建農業學報，2011，26(6): 1069-1075)。找到一種快速鑒定發酵床墊料的發酵等級的方法對研究微生物發酵床具有重 要的意義，目前尚未有該方面研究的報道。 【
【發明內容】
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[0004] 本發明要解決的技術問題，在于提供一種微生物發酵床墊料發酵程度色差識別方 法，能夠快速鑒定發酵床墊料的發酵等級，并具有可量化，誤差小、準確度高，操作簡單等優 點。
[0005] 本發明是這樣實現的：
[0006] -種微生物發酵床墊料發酵程度色差識別方法，所述方法步驟如下：
[0007] 色差分析:對已混勻的復數份樣本墊料逐份進行色差測定;測定模式采用L、a、b， ΛΕ，以未發酵的空白墊料作為色差測定參比樣，采用亨特(Hunter)色差公式對色差數據進 行分析：
[0008] AE=[(AL)2+(Aa)2+(Ab)2]172 | A L ~ L j - Lg；
[0009] 式中 IA a = % - % .； (a b ? bj - bg: ，
[0010] 其中 L=l〇r成 b:^!:金.
[0011] X，Y，z為樣品的刺激值，fXA，fXB，fZB為所選用的CIE標準色度觀察者和標準照明體 決定的常數，L表示明度值;a表示紅/綠值及b表示黃/藍值，計算已發酵墊料的總色差值(Λ E)，每份墊料重復測定3次，取平均值作為該份墊料的最終色差值；
[0012] 墊料發酵等級劃分:根據墊料的色差劃分墊料的發酵等級，引入STDEV算法，根據 樣本的色差相對于平均值(μ)的離散程度(〇)，將墊料的發酵等級分為四級:0〈ΛΕ<μ-2σ為 發酵一級;μ_2σ〈ΛΕ < μ為發酵二級;μ〈ΛΕ < μ+2σ為發酵三級；ΛΕ 2 μ+2σ為發酵四級；
[0013] 其中！心陣今? ,Ν為采集的樣本數量。
[0014] 本發明具有如下優點：
[0015] 發酵床墊料隨著發酵時間的延長，墊料顏色逐漸從黃色往灰色變化，最終變成黑 色，墊料色澤能較準確地反映出墊料的真實發酵程度，本發明利用CIE Lab色差法得到采集 樣本與未發酵墊料之間的色差值ΛΕ，利用統計學分析將墊料分成4個等級，得到一個根據 色差值ΛΕ對豬發酵墊料分級的標準，其能夠快速鑒定豬發酵床墊料的發酵等級，為后續的 研究提供理論基礎。總之，本發明具有可量化，誤差小、準確度高，操作簡單等優點，能夠全 面反映墊料的真是發酵情況。 【【附圖說明】】
[0016] 下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。
[0017] 圖1為本發明實施例發酵床墊料區域劃分示意圖。
[0018] 圖2為本發明實施例五點采樣法示意圖。
[0019] 圖3為本發明實施四個發酵等級墊料樣品攝像儀拍攝圖。 【【具體實施方式】】
[0020] 請參閱圖1~3所示，對本發明的實施例進行詳細的說明。
[0021] 本發明所涉及的一種微生物發酵床墊料發酵程度色差識別方法，所述方法步驟如 下：
[0022] 步驟一、取樣:將養豬微生物場發酵床等分成若干個區域;采用五點采樣法，以對 角線中點為中心取樣點，再在對角線上選擇四個與中心樣點距離相等的點作為取樣點，一 個區域取5點，獲得所需份數的樣本;將每份樣本混合均勻后，進行色差數據的分析；
[0023]步驟二、色差分析：測定前將已混勻的樣本墊料在白紙上鋪平，將色差計正對樣 本墊料成90度，保證其不露光，對墊料樣本進行色差測定;測定模式采用L、a、b，ΛΕ，以未發 酵的空白墊料作為色差測定參比樣，采用亨特(Hunter)色差公式對色差數據進行分析：
[0024] AE=[(AL)2+(Aa)2+(Ab)2]172 | 也 ??:
[0025] 式中 | Α ?! = % % . 13 ::::: - 1?
[0026] 其中[尸丨()戶沒，
.
[0027] X，Y，Z為樣品的刺激值，fXA，fXB，fZB為所選用的CIE標準色度觀察者和標準照明體 決定的常數，L表示明度值;a表示紅/綠值及b表示黃/藍值，計算已發酵墊料的總色差值(Λ E)，每份墊料重復測定3次，取平均值作為該份墊料的最終色差值；
[0028]步驟三、墊料發酵等級劃分:根據墊料的色差劃分墊料的發酵等級，引入STDEV算 法，根據樣本的色差相對于平均值(μ)的離散程度(σ)，將墊料的發酵等級分為四級:0〈ΛΕ 仝μ_2σ為發酵一級;μ-2σ〈ΛΕ < μ為發酵二級;μ〈ΛΕ < μ+2σ為發酵三級；ΛΕ 2 μ+2σ為發酵 四級；
[0029] 其中，ν為采集的樣本數量。
[0030] 步驟四、不同發酵等級墊料表觀特征分析:分析不同發酵等級的墊料的表觀特性， 從表觀顏色，干濕度，味道和腐爛度四個角度進行闡述，并拍照記錄。
[0031] 以下結合具體實施例對本明作進一步的說明。
[0032] 實施例一 [0033] 1材料與方法 [0034] 1 · 1供試材料
[0035]發酵床墊料采集:2015年5月份采集于福建漁溪