DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2013.01.023
基金项目：扬州市社会发展科技攻关计划（YZ2010106）和江苏省产学研联合创新资金——前瞻性联合研究项目（BY2012163）资助
蚯蚓生物反应器处理技术对小麦秸秆消解的应用效果
唐继华1 黄臻瑞1 马永华1 高亚娟1,2 戴晓刚2 程沁语2 柏彦超2 钱晓晴21.扬州瑞华环境与生物工程研究所有限公司，江苏扬州 2250090；2.扬州大学环境科学与工程学院，江苏扬州 225127
摘要
采用小区对比试验，研究蚯蚓生物反应器处理技术对小麦秸秆的消解效果。试验设四个处理，包括：40公斤秸秆中接种2kg蚯蚓和添加10公斤污泥，40公斤秸秆中接种1kg蚯蚓和添加10公斤污泥，40公斤秸秆中只接种2kg蚯蚓，40公斤秸秆中只接种1kg蚯蚓。结果表明：1）蚯蚓能够消解小麦秸秆，在增设污泥层时效果更好，蚯蚓粪的收获量是秸秆投入量的五成至六成。2）未腐解秸秆量与蚯蚓接种量存在明显的关系，接种量大的处理，残留未腐解秸秆数量较少。3）增加污泥可增加蚯蚓粪+腐解物的全氮、全磷含量，但降低蚯蚓粪+腐解物的全钾含量；4）有污泥层且蚯蚓接种量多的处理所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量最高，达37.13%，而没有污泥层且蚯蚓接种量少的处理所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量最低，仅为30.26%。试验条件下，40公斤秸秆中接种2kg蚯蚓且添加10公斤污泥，对小麦秸秆的消解作用最佳。关键词
蚯蚓；消解；小麦秸秆
随着我国农业生产的快速发展和农村能源结构的变化，作物秸秆大量剩余问题日益突出[1]。我国农作物秸秆数量巨大，年产量达到6亿吨以上。许多地区农民往往就地焚烧或随意堆积，不但浪费资源，而且造成大气污染、土壤退化，甚至引发交通事故等，对人、畜健康和生态环境造成不良影响。作物秸秆是废弃物，更是可以综合利用的重要资源。作物秸秆含碳、氮、磷、钾、硅、钙、镁、硫和多种微量元素，富含纤维素、半纤维素和蛋白质等有机物质[2]。秸秆可用作肥料、饲料、燃料及工业生产的原材料等[3-7]
。
人们对农作物秸秆进行资源化利用重要性的认识正在得到迅速提高。把保护自然资源、防止环境污染的秸秆综合利用主导思想已经基本确立，对秸秆肥料、饲料、燃料和原料价值的新认识正不断提高，农民对焚烧秸秆的危害性和秸秆综合利用的迫切性意识开始加强。人们意识到必须实现市场化运作来发展农作物秸秆的综合利用。秸秆的综合利用是农业生产中的一个重要环节，秸秆的工厂化处理为秸秆综合利用提供了新途径[8-12]
。国内外有关利用秸秆作为蚯蚓饵料饲喂蚯蚓的研究已有报道[13]，秸秆还田结合接种蚯蚓对土壤的改良作用也有初步研究[14]。
本文拟探讨一种秸秆还田的新技术，即田间蚯蚓生物反应器处理还田技术。研究在田间将作物秸秆就地收集、相对集中堆放，适当添加污泥和接种不同数量蚯蚓的条件下蚯蚓对小麦秸秆的消解转化效果。
季小麦秸秆。
1.2 方法
实验小区面积为2m×2m，小区四周开沟，以便排水，每小区堆置小麦秸秆40kg，蚯蚓接种其间。试验设4个处理，T1：接种2kg蚯蚓，秸秆中间添加10公斤污泥；Ｔ2：接种1kg蚯蚓，秸秆中间添加10公斤污泥；Ｔ3：接种2kg蚯蚓，不添加污泥；Ｔ4：接种1kg蚯蚓，不添加污泥。试验过程中，于9月7日进行了一次翻堆。试验材料基本理化性质见表1 。
表1 供试材料的基本理化性质
加蚯蚓粪+腐解物的全氮含量。T1处理的蚯蚓粪+腐解物的全氮含量最大，达0.447%。T3处理的蚯蚓粪+腐解物的全N含量最低，为0.265%。蚯蚓消解小麦秸秆过程中，增加污泥可有效增加蚯蚓粪+腐解物的全磷含量。蚯蚓接种量大且添加污泥的处理，其转化后产生的蚯蚓粪+腐解物全磷含量最高，达0.258%，高于未加污泥的相应处理T3。蚯蚓接种量小且添加污泥的T2处理，其转化后产生的蚯蚓粪+腐解物全磷含量次高，为0.227%，也高于未加污泥的相应处理T4。蚯蚓消解小麦秸秆过程中，增加污泥降低了蚯蚓粪+腐解物的全钾含量。各处理中，T3处理的蚯蚓粪+腐解物的全钾含量最大，达0.815%；T1处理的蚯蚓粪+腐解物的全钾含量最低，为0.587%。
表3 小麦秸秆消解后的蚯蚓粪+腐解物全氮、
磷、钾的含量
1.3 测定
试验结束后，计测处理后蚯蚓量、未腐解秸秆量、蚯蚓粪+腐解物量，测定蚯蚓粪+腐解物全氮、磷、钾的含量。采用H2O2-H2SO4消煮-靛酚蓝比色法测定全氮，钼锑抗比色法测定全磷，火焰光度计法测定全钾。有机质测定采用高温外加热重铬酸钾氧化-容量法。
2.2.2 蚯蚓消解小麦秸秆后蚯蚓粪+腐解物全氮、磷、钾的含量
蚯蚓消解小麦秸秆后残留少量的未腐解秸秆，对其全氮、磷、钾含量测定的结果见表4。蚯蚓消解小麦秸秆过程中，未腐解秸秆的含氮量与试验前秸秆的含氮量相比有所下降，几乎未受到蚯蚓接种的影响，但增加污泥使未腐解秸秆的含氮量的下降幅度变小。未腐解秸秆的含磷量的变化情况与含氮量情况基本一致。未腐解秸秆的含钾量与试验前秸秆的含钾量相比有明显下降，秸秆在消解过程中钾发生了较多的流失。
表4 小麦秸秆消解后未腐解秸秆全氮、磷、钾
的含量
2 结果与分析
2.1 小麦秸秆消解后的物料组成及蚯蚓数量
表2 小麦秸秆消解后的物料组成及蚯蚓数量
2.3 蚯蚓消解小麦秸秆后物料有机质的含量
表5 蚯蚓消解小麦秸秆后物料的有机质的含量
1 材料与方法
1.1 材料
试验于2011年7月3日至10月5日在扬州市泰安蚯蚓消解实验基地进行。供试蚯蚓为大平2号。供试秸秆采自该基地附近农田当
小麦秸秆经蚯蚓消解处理后，一部分转化成蚯蚓粪以及被其他物理、化学及生物作用等形成的腐解产物，少数残留为未腐解秸秆。表2列出了蚯蚓消解小麦秸秆后蚯蚓、未腐解秸秆和蚯蚓粪+腐解物的数量。由表2可见，有污泥层的处理，其蚯蚓收获量比没有污泥层的高，其中蚯蚓投入量多的处理获得的蚯蚓产量也高，T1处理蚯蚓量为1.33kg/plot，接种1kg蚯蚓且没有污泥层的蚯蚓收获量最少，为0.36kg/plot。未腐解秸秆量与有无污泥层关系不大，但与蚯蚓接种量存在明显的关系，接种量大的处理，残留未腐解秸秆数量较少。各处理蚯蚓粪的产生量以添加污泥和接种较多蚯蚓的T1处理为最高，以不添加污泥和接种较少蚯蚓的T4处理为最低。
2.2 蚯蚓消解小麦秸秆后物料全氮、磷、钾的含量
2.2.1 蚯蚓消解小麦秸秆后蚯蚓粪+腐解物全氮、磷、钾的含量
蚯蚓消解小麦秸秆后产生的蚯蚓粪+腐解物其全氮、磷、钾含量情况见表3。蚯蚓消解小麦秸秆过程中，增加污泥可有效增
蚯蚓消解小麦秸秆后各物料有机质的含量情况见表5。蚯蚓粪+腐解物有机质含量的大小与有无污泥层有很大关系，有污泥层的条件下产生的蚯蚓粪+腐解物其有机质含量明显大于没有污泥层的各处理。蚯蚓接种量多的处理所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量稍高于蚯蚓接种量少的处理。有污泥层且蚯蚓接种量多的处理所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量最高，达37.13%，而没有污泥层且蚯蚓接种量少的处理下所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量最低，仅为30.26%。未腐解秸秆有机质含量各处理间差异很小，与试验前秸秆有机质含量相比，均有所下降。
尺度上（低频段）具有较高的信噪比。为了减少噪声的影响，可选择具有最高信噪比的尺度作为参考，和其它尺度上的小波细节系数计算相关系数。
（3）
式中L代表具有最高信噪比的那层尺度。
1.4.2 模态参数识别方法研究[5-11]
参数辨识的关键问题是使频响函数的实测值与理论值之间的总方误差最小。经过多种算法比较和筛选，本软件决定先采用有理分式正交多项式法进行模态参数辨识，然后以此为“初值”，用非线性优化法修正优化，充分利用两者优点，对于模态耦合紧密、有较大噪声污染的情况，仍能够获得较好识别效果。
正交多项式拟合算法的基本思路可表达如下：
设频响函数实测值HT(ω)与理论值HA(ω)之间的误差为
e(ω) =HA(ω)-HT(ω) (4)频响函数理论值HA(ω)可以展开为如下的有理正交多项式：
也是已知量，通过求解该方程知时
可得到留数矩阵。至此，误差目标函数最小化问题转化为极点优化问题，优化极点的方程是非线性的，其求解通过逐步迭代法完成。
3 讨论
蚯蚓是生态系统中的分解者，可以把系统中的有机物质分解为简单的有机物，甚至无机物，而更好地进入下一轮的物质循环。农作物秸秆中含有大量的有机物质，可以单独也可以混入不同比例的污泥等其他生物质废弃物作为蚯蚓饵料。试验结果显示，混入一定量的污泥后有利于蚯蚓更好地消解小麦秸秆。蚯蚓的接种量也影响到蚯蚓对小麦秸秆的消解作用，保证一定比例的蚯蚓投入量是必要的。试验结束后，各处理蚯蚓的收获量均比投放量少，一方面与试验正值夏季高温不利于蚯蚓繁殖有关，另一方面与蚯蚓自然死亡及部分逃离秸秆堆有关。试验结束时，除了堆表残留少量未腐解秸秆外，堆内秸秆已完全被蚯蚓消解或微生物腐解，堆表秸秆干燥蚯蚓无法吞食，堆内营养物质匮乏等均会造成蚯蚓逃跑。由于污泥所含有效营养物质尤其是氮素养分含量比秸秆高，可以很好地调节混合物料的碳氮比，从而有利于蚯蚓更好地取食和消解秸秆。进一步研究在小麦秸秆中污泥的最佳添加比例，以及加强对秸秆消解过程的动态观测，可更好地评价蚯蚓对小麦秸秆的实际消解作用效果。参考文献
[1]石磊，赵由才，柴晓利.我国农作物秸秆的综合利用技术进展[J].中国沼气，2005，23(2)：11-14
[2]周琼华.大力推进有机肥无害化处理是发展可持续农业的重要措施[J].福建农业科技，2003(6)：16
[3]胡建平，沈吉娜，杨胜波.黔东南州农作物秸秆资源的利用现状与思考[J].农技服务，2011，28(1):118－119
[4]佟圣胤.浅谈农作物秸秆综合开发利用技术措施[J].北京农业 2011，3 (下) :248-249
[5]高德明，梅旭荣，陆建飞，等.晋东早区农作物秸秆资源综合利用模式研究[J].自然资源学报，1999，(14)：3
[6]胡立峰，张利峰.玉米秸秆还田与“南秸北饲”的比较分析[J].河北农业大学学报，2003，(26)：5
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[8]丘华昌.稻草还田与土壤有机无机复合状况[J].植物营养与肥料学报，1998(1)：92-96
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[10]夏清阳.玉米秸秆的利用[J].中国饲料，2001，(18)：33
[11]胡夏明，朱学明秸秆气化系统经济效益评价[J].中国农机化，2001，(5)：37-38
[12]Zhang R H, Li X, Fadel J G. Oyster mushroom cultivation with rice and wheat straw[J]. Bioresource Technology, 2002, 82(3): 277-284
[13]顾永芬，顾永江，陶宇航.适宜于蚯蚓养殖的秸秆研究[J].中国畜禽种业，2012(6): 29
[14]袁新田，焦加国，朱玲，等.不同秸秆施用方式下接种蚯蚓对土壤团聚体及其中碳分布的影响[J].土壤，2011，43 (6): 968-974
2 应用效果
通过多个型号颤振飞行试验的数据分析，对颤振试飞信号分析软件进行应用检测，实践证明该软件：
1）数据处理结果准确：利用该软件进行颤振试飞数据处理与以往软件数据处理结果一致，数据处理得到的拟合数据曲线与实测数据曲线基本吻合。
2）功能全面：包含信号预处理、信号滤波、谱分析、模态参数辨识、结果输出、系统帮助等主要功能。
3）界面操作友好：可自动识别飞行试验数据文件参数；结果模态参数直接界面显示,方便用户进行二次甄选；结果输出兼容多种形式；系统帮助详尽等。
4）通用性强：软件兼容多种文件格式数据处理；对试验数据文件参数个数和处理结果模态参数个数均无限制。
(5)
定义线性化误差向量
σ=D(ω)e(ω)=C(ω)-D(ω)HT(ω) (6)定义总方差为
(7)
采用最小二乘法，使E最小，即
3 结语
本文中颤振试飞信号事后数据处理软件的成功设计与实现以及在型号试飞上的检测和应用，证明了该软件满足了颤振试飞信号事后数据处理需求，提高了数据处理工作效率，为型号试飞提供了保障。
(8)
可以得到线性方程组，求解得到HA(ω)的分子正交多项式系数和分
，然后进母正交多项式系数
一步求出相应的分子幂多项式和分母幂多项式系数。令分母幂多项式为零，求得极点λr。由于极点λr与模态频率ωr及模态阻尼比ζr之间存在关系式：，因此可得到
，
参考文献
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[11]沃德海伦.模态分析理论与试验[M].北京：北京理工大学出版社，2001
(9)
本软件采用Forsythe复正交多项式用于频响函数曲线拟合。
非线性优化算法采用的是一种极点的非线性迭代算法，这种算法将模态参数识别简化为极点识别，减少了计算量。
将频响函数理论值HA(ω)改写为
(10)
其中R(λ)为留数矩阵的隐函数形式。定义误差目标函数
（11)
从留数矩阵的隐函数形式可以看出：对于一组给定的极点，误差目标函数最小化问题可以转化为关于留数R(λ)的线性最小二乘问题，也即留数R(λ)看成方程
的最小二乘解。此方程
中，HT为实测频响函数矩阵，当极点λr已
作者简介
唐继华（1977-）.男,汉族,江苏姜堰人。工作单位：扬州瑞华环境与生物工程研究所有限公司,主要从事农业废弃物资源化利用技术和产品的研究与开发工作；
通讯作者：钱晓晴（1962-）.男,汉族,江苏泰兴人,工作单位：扬州大学环境科学与工程学院,主要从事资源环境科学研究与教学工作。
作者简介
程娟.女，1980年出生，湖北孝感人，硕士，工程师。主要研究方向
尚丽娜.女，1981年出生，河南洛阳人，硕士，工程师。主要研究方向软件开发及数据处理。
DOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2013.01.023
基金项目：扬州市社会发展科技攻关计划（YZ2010106）和江苏省产学研联合创新资金——前瞻性联合研究项目（BY2012163）资助
蚯蚓生物反应器处理技术对小麦秸秆消解的应用效果
唐继华1 黄臻瑞1 马永华1 高亚娟1,2 戴晓刚2 程沁语2 柏彦超2 钱晓晴21.扬州瑞华环境与生物工程研究所有限公司，江苏扬州 2250090；2.扬州大学环境科学与工程学院，江苏扬州 225127
摘要
采用小区对比试验，研究蚯蚓生物反应器处理技术对小麦秸秆的消解效果。试验设四个处理，包括：40公斤秸秆中接种2kg蚯蚓和添加10公斤污泥，40公斤秸秆中接种1kg蚯蚓和添加10公斤污泥，40公斤秸秆中只接种2kg蚯蚓，40公斤秸秆中只接种1kg蚯蚓。结果表明：1）蚯蚓能够消解小麦秸秆，在增设污泥层时效果更好，蚯蚓粪的收获量是秸秆投入量的五成至六成。2）未腐解秸秆量与蚯蚓接种量存在明显的关系，接种量大的处理，残留未腐解秸秆数量较少。3）增加污泥可增加蚯蚓粪+腐解物的全氮、全磷含量，但降低蚯蚓粪+腐解物的全钾含量；4）有污泥层且蚯蚓接种量多的处理所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量最高，达37.13%，而没有污泥层且蚯蚓接种量少的处理所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量最低，仅为30.26%。试验条件下，40公斤秸秆中接种2kg蚯蚓且添加10公斤污泥，对小麦秸秆的消解作用最佳。关键词
蚯蚓；消解；小麦秸秆
随着我国农业生产的快速发展和农村能源结构的变化，作物秸秆大量剩余问题日益突出[1]。我国农作物秸秆数量巨大，年产量达到6亿吨以上。许多地区农民往往就地焚烧或随意堆积，不但浪费资源，而且造成大气污染、土壤退化，甚至引发交通事故等，对人、畜健康和生态环境造成不良影响。作物秸秆是废弃物，更是可以综合利用的重要资源。作物秸秆含碳、氮、磷、钾、硅、钙、镁、硫和多种微量元素，富含纤维素、半纤维素和蛋白质等有机物质[2]。秸秆可用作肥料、饲料、燃料及工业生产的原材料等[3-7]
。
人们对农作物秸秆进行资源化利用重要性的认识正在得到迅速提高。把保护自然资源、防止环境污染的秸秆综合利用主导思想已经基本确立，对秸秆肥料、饲料、燃料和原料价值的新认识正不断提高，农民对焚烧秸秆的危害性和秸秆综合利用的迫切性意识开始加强。人们意识到必须实现市场化运作来发展农作物秸秆的综合利用。秸秆的综合利用是农业生产中的一个重要环节，秸秆的工厂化处理为秸秆综合利用提供了新途径[8-12]
。国内外有关利用秸秆作为蚯蚓饵料饲喂蚯蚓的研究已有报道[13]，秸秆还田结合接种蚯蚓对土壤的改良作用也有初步研究[14]。
本文拟探讨一种秸秆还田的新技术，即田间蚯蚓生物反应器处理还田技术。研究在田间将作物秸秆就地收集、相对集中堆放，适当添加污泥和接种不同数量蚯蚓的条件下蚯蚓对小麦秸秆的消解转化效果。
季小麦秸秆。
1.2 方法
实验小区面积为2m×2m，小区四周开沟，以便排水，每小区堆置小麦秸秆40kg，蚯蚓接种其间。试验设4个处理，T1：接种2kg蚯蚓，秸秆中间添加10公斤污泥；Ｔ2：接种1kg蚯蚓，秸秆中间添加10公斤污泥；Ｔ3：接种2kg蚯蚓，不添加污泥；Ｔ4：接种1kg蚯蚓，不添加污泥。试验过程中，于9月7日进行了一次翻堆。试验材料基本理化性质见表1 。
表1 供试材料的基本理化性质
加蚯蚓粪+腐解物的全氮含量。T1处理的蚯蚓粪+腐解物的全氮含量最大，达0.447%。T3处理的蚯蚓粪+腐解物的全N含量最低，为0.265%。蚯蚓消解小麦秸秆过程中，增加污泥可有效增加蚯蚓粪+腐解物的全磷含量。蚯蚓接种量大且添加污泥的处理，其转化后产生的蚯蚓粪+腐解物全磷含量最高，达0.258%，高于未加污泥的相应处理T3。蚯蚓接种量小且添加污泥的T2处理，其转化后产生的蚯蚓粪+腐解物全磷含量次高，为0.227%，也高于未加污泥的相应处理T4。蚯蚓消解小麦秸秆过程中，增加污泥降低了蚯蚓粪+腐解物的全钾含量。各处理中，T3处理的蚯蚓粪+腐解物的全钾含量最大，达0.815%；T1处理的蚯蚓粪+腐解物的全钾含量最低，为0.587%。
表3 小麦秸秆消解后的蚯蚓粪+腐解物全氮、
磷、钾的含量
1.3 测定
试验结束后，计测处理后蚯蚓量、未腐解秸秆量、蚯蚓粪+腐解物量，测定蚯蚓粪+腐解物全氮、磷、钾的含量。采用H2O2-H2SO4消煮-靛酚蓝比色法测定全氮，钼锑抗比色法测定全磷，火焰光度计法测定全钾。有机质测定采用高温外加热重铬酸钾氧化-容量法。
2.2.2 蚯蚓消解小麦秸秆后蚯蚓粪+腐解物全氮、磷、钾的含量
蚯蚓消解小麦秸秆后残留少量的未腐解秸秆，对其全氮、磷、钾含量测定的结果见表4。蚯蚓消解小麦秸秆过程中，未腐解秸秆的含氮量与试验前秸秆的含氮量相比有所下降，几乎未受到蚯蚓接种的影响，但增加污泥使未腐解秸秆的含氮量的下降幅度变小。未腐解秸秆的含磷量的变化情况与含氮量情况基本一致。未腐解秸秆的含钾量与试验前秸秆的含钾量相比有明显下降，秸秆在消解过程中钾发生了较多的流失。
表4 小麦秸秆消解后未腐解秸秆全氮、磷、钾
的含量
2 结果与分析
2.1 小麦秸秆消解后的物料组成及蚯蚓数量
表2 小麦秸秆消解后的物料组成及蚯蚓数量
2.3 蚯蚓消解小麦秸秆后物料有机质的含量
表5 蚯蚓消解小麦秸秆后物料的有机质的含量
1 材料与方法
1.1 材料
试验于2011年7月3日至10月5日在扬州市泰安蚯蚓消解实验基地进行。供试蚯蚓为大平2号。供试秸秆采自该基地附近农田当
小麦秸秆经蚯蚓消解处理后，一部分转化成蚯蚓粪以及被其他物理、化学及生物作用等形成的腐解产物，少数残留为未腐解秸秆。表2列出了蚯蚓消解小麦秸秆后蚯蚓、未腐解秸秆和蚯蚓粪+腐解物的数量。由表2可见，有污泥层的处理，其蚯蚓收获量比没有污泥层的高，其中蚯蚓投入量多的处理获得的蚯蚓产量也高，T1处理蚯蚓量为1.33kg/plot，接种1kg蚯蚓且没有污泥层的蚯蚓收获量最少，为0.36kg/plot。未腐解秸秆量与有无污泥层关系不大，但与蚯蚓接种量存在明显的关系，接种量大的处理，残留未腐解秸秆数量较少。各处理蚯蚓粪的产生量以添加污泥和接种较多蚯蚓的T1处理为最高，以不添加污泥和接种较少蚯蚓的T4处理为最低。
2.2 蚯蚓消解小麦秸秆后物料全氮、磷、钾的含量
2.2.1 蚯蚓消解小麦秸秆后蚯蚓粪+腐解物全氮、磷、钾的含量
蚯蚓消解小麦秸秆后产生的蚯蚓粪+腐解物其全氮、磷、钾含量情况见表3。蚯蚓消解小麦秸秆过程中，增加污泥可有效增
蚯蚓消解小麦秸秆后各物料有机质的含量情况见表5。蚯蚓粪+腐解物有机质含量的大小与有无污泥层有很大关系，有污泥层的条件下产生的蚯蚓粪+腐解物其有机质含量明显大于没有污泥层的各处理。蚯蚓接种量多的处理所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量稍高于蚯蚓接种量少的处理。有污泥层且蚯蚓接种量多的处理所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量最高，达37.13%，而没有污泥层且蚯蚓接种量少的处理下所产生的蚯蚓粪+腐解物的有机质含量最低，仅为30.26%。未腐解秸秆有机质含量各处理间差异很小，与试验前秸秆有机质含量相比，均有所下降。
尺度上（低频段）具有较高的信噪比。为了减少噪声的影响，可选择具有最高信噪比的尺度作为参考，和其它尺度上的小波细节系数计算相关系数。
（3）
式中L代表具有最高信噪比的那层尺度。
1.4.2 模态参数识别方法研究[5-11]
参数辨识的关键问题是使频响函数的实测值与理论值之间的总方误差最小。经过多种算法比较和筛选，本软件决定先采用有理分式正交多项式法进行模态参数辨识，然后以此为“初值”，用非线性优化法修正优化，充分利用两者优点，对于模态耦合紧密、有较大噪声污染的情况，仍能够获得较好识别效果。
正交多项式拟合算法的基本思路可表达如下：
设频响函数实测值HT(ω)与理论值HA(ω)之间的误差为
e(ω) =HA(ω)-HT(ω) (4)频响函数理论值HA(ω)可以展开为如下的有理正交多项式：
也是已知量，通过求解该方程知时
可得到留数矩阵。至此，误差目标函数最小化问题转化为极点优化问题，优化极点的方程是非线性的，其求解通过逐步迭代法完成。
3 讨论
蚯蚓是生态系统中的分解者，可以把系统中的有机物质分解为简单的有机物，甚至无机物，而更好地进入下一轮的物质循环。农作物秸秆中含有大量的有机物质，可以单独也可以混入不同比例的污泥等其他生物质废弃物作为蚯蚓饵料。试验结果显示，混入一定量的污泥后有利于蚯蚓更好地消解小麦秸秆。蚯蚓的接种量也影响到蚯蚓对小麦秸秆的消解作用，保证一定比例的蚯蚓投入量是必要的。试验结束后，各处理蚯蚓的收获量均比投放量少，一方面与试验正值夏季高温不利于蚯蚓繁殖有关，另一方面与蚯蚓自然死亡及部分逃离秸秆堆有关。试验结束时，除了堆表残留少量未腐解秸秆外，堆内秸秆已完全被蚯蚓消解或微生物腐解，堆表秸秆干燥蚯蚓无法吞食，堆内营养物质匮乏等均会造成蚯蚓逃跑。由于污泥所含有效营养物质尤其是氮素养分含量比秸秆高，可以很好地调节混合物料的碳氮比，从而有利于蚯蚓更好地取食和消解秸秆。进一步研究在小麦秸秆中污泥的最佳添加比例，以及加强对秸秆消解过程的动态观测，可更好地评价蚯蚓对小麦秸秆的实际消解作用效果。参考文献
[1]石磊，赵由才，柴晓利.我国农作物秸秆的综合利用技术进展[J].中国沼气，2005，23(2)：11-14
[2]周琼华.大力推进有机肥无害化处理是发展可持续农业的重要措施[J].福建农业科技，2003(6)：16
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2 应用效果
通过多个型号颤振飞行试验的数据分析，对颤振试飞信号分析软件进行应用检测，实践证明该软件：
1）数据处理结果准确：利用该软件进行颤振试飞数据处理与以往软件数据处理结果一致，数据处理得到的拟合数据曲线与实测数据曲线基本吻合。
2）功能全面：包含信号预处理、信号滤波、谱分析、模态参数辨识、结果输出、系统帮助等主要功能。
3）界面操作友好：可自动识别飞行试验数据文件参数；结果模态参数直接界面显示,方便用户进行二次甄选；结果输出兼容多种形式；系统帮助详尽等。
4）通用性强：软件兼容多种文件格式数据处理；对试验数据文件参数个数和处理结果模态参数个数均无限制。
(5)
定义线性化误差向量
σ=D(ω)e(ω)=C(ω)-D(ω)HT(ω) (6)定义总方差为
(7)
采用最小二乘法，使E最小，即
3 结语
本文中颤振试飞信号事后数据处理软件的成功设计与实现以及在型号试飞上的检测和应用，证明了该软件满足了颤振试飞信号事后数据处理需求，提高了数据处理工作效率，为型号试飞提供了保障。
(8)
可以得到线性方程组，求解得到HA(ω)的分子正交多项式系数和分
，然后进母正交多项式系数
一步求出相应的分子幂多项式和分母幂多项式系数。令分母幂多项式为零，求得极点λr。由于极点λr与模态频率ωr及模态阻尼比ζr之间存在关系式：，因此可得到
，
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(9)
本软件采用Forsythe复正交多项式用于频响函数曲线拟合。
非线性优化算法采用的是一种极点的非线性迭代算法，这种算法将模态参数识别简化为极点识别，减少了计算量。
将频响函数理论值HA(ω)改写为
(10)
其中R(λ)为留数矩阵的隐函数形式。定义误差目标函数
（11)
从留数矩阵的隐函数形式可以看出：对于一组给定的极点，误差目标函数最小化问题可以转化为关于留数R(λ)的线性最小二乘问题，也即留数R(λ)看成方程
的最小二乘解。此方程
中，HT为实测频响函数矩阵，当极点λr已
作者简介
唐继华（1977-）.男,汉族,江苏姜堰人。工作单位：扬州瑞华环境与生物工程研究所有限公司,主要从事农业废弃物资源化利用技术和产品的研究与开发工作；
通讯作者：钱晓晴（1962-）.男,汉族,江苏泰兴人,工作单位：扬州大学环境科学与工程学院,主要从事资源环境科学研究与教学工作。
作者简介
程娟.女，1980年出生，湖北孝感人，硕士，工程师。主要研究方向
尚丽娜.女，1981年出生，河南洛阳人，硕士，工程师。主要研究方向软件开发及数据处理。