[发明专利]一种规模化生猪养殖粪污监测利用管理系统及方法

说明书

本发明公开了一种规模化生猪养殖粪污监测管理利用系统及方法，该系统包括耕地信息子系统、作物信息子系统和粪肥信息子系统，其中耕地信息子系统对于多块耕地信息进行监测；作物信息子系统对于多块耕地上的作物的信息进行监测；粪肥信息子系统对于多个生猪养殖场产生的养殖粪污信息进行监测；所述规模化生猪养殖粪污监测管理利用系统还包括匹配子系统，匹配子系统根据多块耕地信息、多块耕地上的作物的信息和生猪养殖场产生的养殖粪污信息，在作物的生长周期内，对多块耕地与多个生猪养殖场产生的养殖粪污进行动态匹配。本发明的系统及方法养殖‑粪污处理‑种植的精准管理，对提升规模化生猪养殖环境水平具有很强的实用意义。

技术领域

本发明涉及农业自动化技术领域，特别是涉及到生猪养殖粪污监测利用管理系统及方法。

背景技术

近年来，我国生猪养殖规模化程度不断提高，例如2019年我国年出栏生猪500头以上规模场比重达到53％，集约化养殖产生的养殖粪污无法得到有效处理和还田利用，导致环境污染问题日益严重。为实现发展农业同时满足环境保护，减少养殖对环境和公众健康的影响，1999年美国联邦环保总署和美国联邦农业部联合制定畜禽养殖综合养分管理计划(Comprehensive Nutrient Management Plan)；欧盟发布《欧共体硝酸盐控制标准》规定每年10月至来年2月禁止在田间放牧或将粪便排入农田；其中，德国专门出台《粪便法》，规定粪便不经处理不得排入地下水源或地面，排泄量与当地农田面积相适应，每公顷土地的家畜最大允许饲养量不得超过规定数量；日本通过制定《废弃物处理与消除法》、《防止水污染法》和《恶臭防止法》对畜禽污染管理做出规定。为此近期，我国陆续出台《畜禽规模养殖污染防治条例》、《农业部关于打好农业面源污染防治攻坚战的实施意见》、《畜禽养殖业污染物排放标准》和《水污染防治行动计划》等文件，形成了产出高效、产品安全、资源节约和环境友好的生猪养殖新格局，实现生猪养殖污染基本治理与生猪生产基本稳定的双重目标。目前由江苏省农业科学院循环农业研究中心开发的畜禽养殖粪污资源管理专家系统对生猪、奶牛、蛋鸡/肉鸡养殖区域、粪污产生量(养殖数量、养殖模式、计算方式、清粪方式)、可利用潜力(清粪方式、前处理方式、分离放式、固体处理方式、污水处理方式、发酵设备)、土地承载力(土壤类型、土壤肥力和作物类型)等主要模块进行评估，最终给出配套土地面积和安全还田年限。上述文件和系统在畜禽粪污管理和提高还田利用方面起到了一定的积极作用，但这些方法没有给出详细的生猪养殖粪污监管方法和可行性利用途径，更难以清晰地指导环保人员进行粪污管理、环保应急预警和农户施肥，很难做到对每个生猪养殖场进行精准化和定量化指导管理。而且并没有根据耕地的实际状况进行设置，而仅仅是一种假想的均一化模型。另外，常规的生猪养殖粪污监测利用方法既要考虑处理工艺和监测成本，同时还要求环保员和种植户必须拥有丰富的环保和种植技术经验，极大限制了系统的推广应用。这些方面对于推广有机肥替代化肥行动、倡导绿色有机种植和普及高产高效种植技术、降低面源污染具有重要指导作用。

发明内容

为了解决现有技术中没有给出详细地生猪养殖粪污监管方法和可行性利用途径，更难以清晰地指导环保人员进行粪污管理、环保应急预警和农户施肥，很难做到对每个养殖场进行精准化和定量化指导管理。然而，常规的生猪养殖粪污监测利用方法既要考虑处理工艺和监测成本，同时还要求环保员和种植户必须拥有丰富的环保和种植技术经验，极大限制了系统的推广应用的技术问题，本发明提出了一种规模化生猪养殖粪污监测利用管理系统，能够提供一种简单、便捷的生猪养殖粪污监测利用管理系统，通过监控系统收集养殖粪污的产生量信息，通过养殖场粪肥预处理子系统监控系统实时预警NH₃、H₂S等恶臭气体浓度变化，对粪肥产生和环境预警进行闭环管理，并综合作物-耕地等数据，实现养殖-粪污处理-种植的精准管理，对提升规模化生猪养殖环境水平具有很强的实用意义。

为了实现这一目标，本发明采取了如下的技术方案。