科技日报记者 马爱平
近日，由农业农村部环境保护科研监测所养殖业污染防治团队研发的养殖肥水养分原位快速检测技术实现了突破。该技术成功破解野外复杂环境下肥水养分精准定量难题，检测效率较传统实验室方法提升60倍，成本仅为进口同类设备的五分之一。经中国农学会组织的成果鉴定，该技术达到国内先进水平。据悉，该技术还支撑了天津市科技进步奖一等奖相关成果。
养殖肥水养分检测是粪肥还田利用的关键环节，但长期以来行业面临诸多痛点。传统湿化学检测方法需对样品进行过滤、稀释、消解等复杂前处理，不仅耗时费力（单次检测需2—3小时），还需投加化学试剂甚至危化品，检测成本高昂。
据了解，市售便携式检测仪器多适用于单一指标检测，难以适配养殖粪污成分复杂的特性。而国外进口光谱检测设备造价高达几十万甚至上百万，运维成本高，核心元器件依赖进口，难以满足国内行业大规模应用需求。此外，传统检测方法时效性差，检测结果往往滞后1—2天，无法反映现场实时数据，给粪肥还田的精准调控带来困难。
团队首席、农业农村部环境保护科研监测所研究员杜连柱表示，针对上述问题，基于规模养殖场肥水氮磷含量检测结果，团队构建了近/中红外二维光谱解析方法，创建了肥水氮磷含量多元校正全局模型。该模型通过遗传算法等融合迭代，有效规避了样品中水分子、温度等引起的信号干扰，大幅提升了模型的耐受性和适用性，测定误差稳定在8%以下。
在硬件创新上，团队成功创制了养殖肥水养分原位快检仪（AEPI NIR）。仪器内置光学转台，可实现光谱信息360°无死角采集；配套开发的内控温系统能将仓内温度稳定维持在25±0.2℃，保障模型性能稳定，抗干扰率超过99%。同时，通过模型转移技术，将高精度模型植入原位监测装备，实现快速测定。现场检测时，只需将样品放入仪器样品杯，不到3分钟即可完成不同形态碳、氮、磷等养分含量的同步测定，远优于同类设备的检测水平。
团队成员、农业农村部环境保护科研监测所副研究员赵润表示，该技术除价格低廉、检测快速精准外，还实现了检测与粪肥还田的同步化，通过可编程逻辑控制器解析与485总线通讯方法，可实现实时检测数据与控制系统的透传，为监测与环控系统联合决策提供技术支撑。在数据安全方面，技术采用自主服务器封闭管理，避免数据经国外服务器转发，保障信息安全。目前，便携式检测仪器已实现小微型部件国产化，重量轻便、可手提携行至野外作业，适配现场移动检测需求。
据了解，该科研团队当前正承担全国多地养殖场粪污成分检测项目。农业农村部环境保护科研监测所副所长张克强表示，该技术的推广应用，从关键技术到元器件实现国产化突破，为粪肥科学还田提供了先进的检测手段，助力畜牧业绿色发展。
（农业农村部环境保护科研监测所供图）
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