本发明涉及微生物堆肥,具体涉及一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统。
背景技术:
1、由于在智慧农业堆肥领域中,堆肥过程中的微生物菌群与堆肥过程中的有机物的降解、堆肥产物质量以及堆肥效率密切相关,因此当前为了保证堆肥效率和堆肥产物的质量,通常情况下会对堆肥堆中的微生物菌群进行监测,基于监测的结果来对堆肥堆中的微生物菌群进行管理或者调控,即微生物菌群的管理或者调控,对于提高或者保证堆肥效率和堆肥产物质量来说至关重要。
2、而且当前通常通过监测堆肥堆中的微生物菌群的多样性指数,来对微生物菌群进行优化或者调整,以使得堆肥产物的质量以及堆肥效率较高,例如可以通过调整添加物料的类型或者增加堆肥的转堆频率以及相关环境参数,来促进微生物菌群的多样性和稳定性,进而保证堆肥产物的质量以及堆肥效率;且微生物菌群的多样性指数也是香农指数,所述香农指数能够评估堆肥堆中的微生物菌群的多样性和稳定性。
3、而现有技术中,又通常直接基于所有微生物菌群的相对丰度来确定香农指数,但是在所有的微生物菌群中会存在一些对于堆肥产物的质量以及堆肥效率来说较为不重要的微生物菌群,例如若某个微生物菌群的dna中不存在抗氧化酶基因或者对碳源代谢途径有益的酶基因,那么则表明这个微生物菌群与堆肥产物的质量和堆肥效率的相关性较小,进而也表明这个微生物菌群对于堆肥产物的质量以及堆肥效率来说较为不重要,即这个微生物菌群的状态等特征几乎不会影响到堆肥产物的质量以及堆肥效率;而在评估香农指数时,如果参考这些与堆肥产物的质量以及堆肥效率相关性较小的微生物菌群的相对丰度,会使得所获取的香农指数较为不可靠,进而也会导致后续不能对微生物菌群进行可靠的优化管理或者调控,从而会使得堆肥产物的质量以及堆肥效率较低。
技术实现思路
1、为了解决上述无法可靠的获取香农指数,而导致的不能对微生物菌群进行可靠的优化或者调整的问题,本发明提供一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,所采用的技术方案具体如下:
2、本发明一个实施例提供了一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,包括处理器和存储器,所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序以实现如下步骤:
3、获取当前监测时刻下的待监测堆肥堆中的每个微生物菌群类型的dna序列和所述每个微生物菌群类型的相对丰度;
4、根据所述每个微生物菌群类型的dna序列,获取所述每个微生物菌群类型对应的酶基因集合、对应的酶基因类型集合以及所述酶基因类型集合中的各个酶基因类型的频数表征值;
5、获取预设有效酶基因类型,根据所述预设有效酶基因类型,获取所述酶基因集合中的有效酶基因以及所述酶基因类型集合中的有效酶基因类型,根据所述酶基因集合中的有效酶基因以及所述酶基因类型集合中的有效酶基因类型的频数表征值,得到所述每个微生物菌群类型的重要性表征值;
6、根据所述微生物菌群类型的重要性表征值,对所述微生物菌群类型进行筛选,得到各个目标微生物菌群类型;根据所述各个目标微生物菌群类型的相对丰度,获取所述当前监测时刻下的待监测堆肥堆的目标香农指数,并根据所述目标香农指数,对所述待监测堆肥堆中的微生物菌群进行优化管理。
7、有益效果:本发明首先获取当前监测时刻下的待监测堆肥堆中的每个微生物菌群类型的dna序列和每个微生物菌群类型的相对丰度;然后根据每个微生物菌群类型的dna序列,获取每个微生物菌群类型对应的酶基因集合、对应的酶基因类型集合以及酶基因类型集合中的各个酶基因类型的频数表征值;之后根据所获取的预设有效酶基因类型,获取酶基因集合中的有效酶基因以及酶基因类型集合中的有效酶基因类型,并根据酶基因集合中的有效酶基因以及酶基因类型集合中的有效酶基因类型的频数表征值,得到每个微生物菌群类型的重要性表征值;然后根据微生物菌群类型的重要性表征值,对微生物菌群类型进行筛选,得到各个目标微生物菌群类型;最后根据各个目标微生物菌群类型的相对丰度,获取当前监测时刻下的待监测堆肥堆的目标香农指数,并根据目标香农指数,对待监测堆肥堆中的微生物菌群进行优化管理。本发明基于目标微生物菌群类型的相对丰度,能够使得获取的目标香农指数更加可靠,进而基于目标香农指数也能够较为可靠的对待监测堆肥堆中的微生物菌群进行优化管理或者调控,从而提高堆肥产物的质量以及堆肥效率。
1.一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,该方法包括如下步骤:
2.如权利要求1所述的一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,所述每个微生物菌群类型对应的酶基因集合的获取方法,包括:
3.如权利要求2所述的一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,所述酶基因类型集合的获取方法,包括:
4.如权利要求3所述的一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,所述各个酶基因类型的频数表征值的获取方法,包括:
5.如权利要求1所述的一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,所述酶基因集合中的有效酶基因以及所述酶基因类型集合中的有效酶基因类型的获取方法,包括:
6.如权利要求1所述的一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,所述每个微生物菌群类型的重要性表征值的获取方法,包括:
7.如权利要求6所述的一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,所述微生物菌群类型a的第一指标值的获取方法,包括:
8.如权利要求6所述的一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,所述微生物菌群类型a的第二指标值的获取方法,包括:
9.如权利要求1所述的一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,所述各个目标微生物菌群类型的获取方法,包括:
10.如权利要求1所述的一种智慧农业堆肥微生物菌群优化管理系统,其特征在于,所述目标香农指数的计算公式为:
