裹包青贮饲料紧实度/含水率复合测量方法与耦合模型研究

Density and moisture content are important physical parameters for evaluating the quality of bale silage. This study focus on the density and moisture content combined measurement method of bale silage, and quantitative measurement of the isotropic degree on density and moisture content of bale silage. And then study and establish the coupling relation model between density and moisture content of silage based on the system identification theory, so as to realize precision measurement of density and moisture content in bale silage. Moreover study 3D expression of internal compactness and moisture content distribution in bale silage based on the spatial variation theory and the small scale 3D kriging interpolation method. Finally obtain the assessment metric of density and moisture content for optimal control during silage biological process. The study will provide the basic theory basis and data support for the scientific guidance of the silage processing, improving the feed quality and the efficiency of resource utilization, developing the quality evaluation system of bale silage and establishing the international quality evaluation standard.

紧实度和含水率是评价青贮裹包饲料品质的重要物理参数。本研究从裹包青贮饲料紧实度/含水率的复合测量方法出发，精细定量测量裹包青贮饲料内部的紧实度和含水率的各向同性程度，在此基础上根据系统辨识理论研究建立青贮饲料紧实度和含水率耦合关系模型，从而实现裹包青贮饲料内部紧实度与含水率的精细测定。并尝试根据空间变异理论，采用小尺度三维克里格插值方法，实现裹包青贮饲料内部紧实度和含水率分布的3D表达，最终给出针对青贮生化过程最优调控需要的紧实度和含水率评价测度。为科学指导青贮饲料精细加工、提高饲料品质与资源利用效率，完善青贮饲料质量评价体系、建立国际公认的质量评价标准提供基础理论依据和数据支持。

紧实度和含水率是评价青贮裹包饲料品质的重要物理参数。本项目研究从裹包青贮饲料紧实度/含水率复合测量方法入手，基于介电理论和应变原理提出一种新的青贮饲料紧实度与含水率复合测量方法，同时改进测量设备，应用复合圆锥指数仪技术实现了对裹包青贮饲料紧实度/含水率的同步实时获取。在此基础上根据系统辨识理论对裹包青贮饲料紧实度/含水率耦合关系进行研究，试验结果表明青贮饲料的紧实度与含水率存在耦合关系，在青贮饲料干物质含量相同的条件下，圆锥阻力值（紧实度）随干物质密度（容积含水率）的增大而线性增大；在青贮饲料干物质密度相同的条件下，圆锥阻力值随青贮饲料干物质含量的增大（容积含水率减小）而线性减小。并根据空间变异理论，采用小尺度三维克里格插值方法，实现了裹包青贮饲料内部紧实度和含水率分布的3D可视化表达。在研究期间发现pH值是评价青贮饲料品质的重要指标，因此对青贮饲料发酵过程中pH值变化过程与在线测量方法进行了探索性研究。项目研究成果为科学指导青贮饲料精细加工、提高饲料品质与资源利用效率，完善青贮饲料质量评价体系、建立国际公认的质量评价标准提供基础理论依据和数据支持。