Willkommen zu
Moderne Landwirtschaft
!
Derzeit werden mehrere in der Hand befindliche NIRS-Instrumente vermarktet. Hier abgebildet ist die Aurora NIR-Einheit
In den letzten zehn Jahren sind Nahinfrarot-Reflexionsspektrometer (NIRS) vom Labor in den Feldeinsatz übergegangen und können jetzt in Ihre Handfläche passen. Aber wie funktionieren diese Systeme und warum ist die Kalibrierung so wichtig? Wie kann das Ergebnis in Ihre Entscheidungsfindung einfließen?
Das poliSPECThe NIR-Spektrometer beleuchtet die Probe und misst das reflektierte Licht. Wenn wir das reflektierte Licht für jede Lichtwellenlänge grafisch darstellen, werden wir feststellen, dass einige Wellenlängen besser reflektiert wurden als andere. Die Nahinfrarot-Reflexionsspektroskopietechnik geht davon aus, dass das fehlende Licht von der Probe absorbiert wurde und mit ihren chemischen Eigenschaften zusammenhängt.
X-NIR
Obwohl diese Annahme vorteilhaft ist, gibt es einige Vorbehalte. Obwohl wir nahes Infrarotlicht nicht sehen können, gehorcht es denselben physikalischen Gesetzen wie sichtbares Licht. Folglich beeinflusst nicht nur die chemische Zusammensetzung der Probe das gemessene Licht, sondern auch die physikalischen Eigenschaften. Haben Sie zum Beispiel schon einmal die Farbe eines Objekts falsch eingeschätzt, weil seine Oberflächenbeschaffenheit beeinflusst hat, wie das Licht gestreut oder reflektiert wird? Darüber hinaus macht die Wechselwirkung und überlappende Absorption von Licht durch Chemikalien die Vorhersage der chemischen Zusammensetzung einer Probe noch schwieriger.
Kalibrierung ist der Schlüssel
Die Verwaltung der Variabilität ist die Aufgabe der Kalibrierung des Spektrometers, und folglich ist die Kalibrierung der wichtigste Teil der NIRS-Methode. Tabelle 1 zeigt die verschiedenen Kalibrierungen, die für aktuelle kommerzielle Handsysteme verfügbar sind.
Sie werden feststellen, dass für jede Pflanzenart und für frische oder silierte Pflanzen eine separate Kalibrierung verwendet wird. Denn der Hersteller hat festgestellt, dass die Kalibrierleistung durch diese Trennung verbessert werden kann. Bei der Kalibrierungsentwicklung ist es wichtig, die Variabilität entweder so zu kontrollieren, dass sie die Kalibrierung nicht beeinflusst, oder sie einzubeziehen, damit die Kalibrierung sie berücksichtigen kann.
Die Ergebnisse dieser tragbaren NIRS-Geräte werden wahrscheinlich nicht ganz so genau sein wie die eines kommerziellen Testlabors. Erinnern Sie sich an unsere Diskussion über die Kontrolle der Variabilität. Die NIRS-Futtertestlabors arbeiten unermüdlich daran, Ihre Futterproben nicht nur zu trocknen (Wasser ist ein starker Absorber von Licht im nahen Infrarot) und zu mahlen, sondern auch ihre Instrumente und Kalibrierungen zu warten. Die Labors haben auch Protokolle implementiert, um die Leistung ihrer Instrumente täglich zu überwachen. Die in vielen Labors verwendeten Kalibrierungen werden von einem Konsortium von Labors gepflegt, die die Kalibrierungsleistung überwachen und Proben austauschen, um die Vorhersagegenauigkeit zu verbessern.
Darüber hinaus kann sich die zur Kalibrierung Ihres NIRS verwendete Referenzmethode von der des Futterprüflabors unterscheiden. Es lohnt sich, den Hersteller des NIRS-Systems zu bitten, seine Referenzmethoden bereitzustellen, bevor Sie investieren, insbesondere wenn Sie vorhaben, das Instrument in Verbindung mit regelmäßigen Labortests zu verwenden – meiner Meinung nach eine gute Praxis.
On-Farm-NIRS hat einige Vorteile gegenüber Labor-NIRS. Die Ergebnisse sind schnell und können leicht in Managemententscheidungen einbezogen werden. Darüber hinaus können Sie mehr Proben scannen, um sicherzustellen, dass Sie mit einer Analyse aus einer repräsentativeren Probe arbeiten, um die Variabilität Ihrer Futtermittel zu bewerten und Entscheidungen auf der Grundlage historischer Analysetrends zu treffen.
Variabilität des Futters überwachen
Die veröffentlichten Genauigkeiten helfen Ihnen bei der Bestimmung, wie die Vorhersagen Ihres tragbaren NIR-Geräts zur Bewertung der Variabilität Ihres Fütterungsprogramms verwendet werden können. Betrachten wir zum Beispiel einen Erzeuger, der ein tragbares NIR-Spektrometer verwenden möchte, um Trockenmasse in Maissilage zu verwalten. Der Produzent geht davon aus, dass ein Hersteller eine Genauigkeit von plus oder minus 1,5 Prozent der Trockenmasse angibt.
Was bedeutet das genau?
Es ist nicht immer klar und erfordert normalerweise eine Diskussion mit dem Instrumentenanbieter. Im Allgemeinen bedeutet dies jedoch, dass, wenn Sie eine Maissilageprobe mit 35 Prozent Trockenmasse vorhersagen, der tatsächliche Trockenmassegehalt zwischen 33,5 Prozent und 36,5 Prozent liegt.
Wie stark variiert die Trockenmasse in Ihrem Futter?
Ich denke, man kann mit Sicherheit sagen, dass es mehr als plus oder minus 1,5 Prozent sind, und folglich sind diese Instrumente nützlich, um die Trockenmasse der Ration zu verwalten. Mehrere Studien in den USA und Europa unterstützen diese Schlussfolgerung.
Was ist mit der Verwaltung der Trockenmasse in anderen Futterzutaten?
Erstens müsste eine separate Kalibrierung für diese Zutat existieren. Als nächstes würden Sie die Variabilität der Zutat mit der Genauigkeit des Instruments vergleichen. Beispielsweise ergab eine Studie aus dem Jahr 2015 über die Zusammensetzungsvariabilität von Futterbestandteilen, dass die Trockenmasse von Sojabohnenmehl um 1,9 Prozent variierte. Wenn die Genauigkeit der Vorhersage der Trockensubstanz des NIR-Spektrometers für Sojabohnenmehl plus oder minus 1,5 Prozent wäre, dann hätte dieses System wenig Nutzen bei der Verwaltung der Sojabohnenmehlfeuchtigkeit. Dementsprechend muss man die Ökonomie der Verwaltung von Sojaschrot basierend auf Trockenmasse berücksichtigen.
Dieser Prozess sollte auf jeden einzelnen chemischen Bestandteil ausgeweitet werden, den Ihr Betrieb vorhersagen und verwalten möchte (z. B. neutrale Waschmittelfasern, Stärke und Rohprotein), wobei zu berücksichtigen ist, dass NIRS besonders empfindlich auf organische Moleküle reagiert.
Ich hoffe, dass dieser Artikel etwas Licht (Wortspiel beabsichtigt) auf den Nutzen und die wachsende Zahl von Optionen wirft, die Produzenten für die Futteranalyse mit NIRS in der Hand haben.
Kein Abonnent? Klicken Sie hier, um das gedruckte Magazin zu erhalten
