Welkom bij
Moderne landbouw
!
Er worden momenteel verschillende in-hand NIRS-instrumenten op de markt gebracht. Hier afgebeeld is de Aurora NIR-eenheid
In de afgelopen tien jaar zijn bijna-infraroodreflectiespectrometers (NIRS) van het laboratorium naar het veld gegaan en passen ze nu in de palm van je hand. Maar hoe werken deze systemen en waarom is de kalibratie zo'n belangrijke overweging? Hoe kan de output worden meegenomen in uw besluitvorming?
De poliSPECThe NIR-spectrometer verlicht het monster en meet het gereflecteerde licht. Als we een grafiek maken van het licht dat wordt gereflecteerd voor elke golflengte van licht, zullen we zien dat sommige golflengten beter werden gereflecteerd dan andere. De techniek van nabij-infraroodreflectiespectroscopie gaat ervan uit dat het ontbrekende licht door het monster is geabsorbeerd en is gerelateerd aan de chemische eigenschappen ervan.
X-NIR
Hoewel deze veronderstelling voordelig is, zijn er enkele kanttekeningen. Hoewel we nabij-infrarood licht niet kunnen zien, gehoorzaamt het aan dezelfde fysieke wetten als zichtbaar licht. Bijgevolg beïnvloedt niet alleen de chemische samenstelling van het monster het gemeten licht, maar ook de fysische eigenschappen. Heeft u bijvoorbeeld ooit de kleur van een object verkeerd ingeschat omdat de oppervlakteafwerking van invloed was op de manier waarop het licht werd verstrooid of gereflecteerd? Bovendien maakt de interactie en overlappende absorptie van licht door chemicaliën het voorspellen van de chemische samenstelling van een monster nog uitdagender.
Kalibratie is de sleutel
Variabiliteit beheren is de taak van de kalibratie van de spectrometer, en bijgevolg is de kalibratie het belangrijkste onderdeel van de NIRS-methode. Tabel 1 toont de verschillende kalibraties die beschikbaar zijn voor de huidige draagbare commerciële systemen.
U zult merken dat er een aparte kalibratie wordt gebruikt voor elke gewassoort en voor verse of ingekuilde gewassen. Dit komt omdat de fabrikant heeft vastgesteld dat de kalibratieprestaties kunnen worden verbeterd door deze scheiding. Bij het ontwikkelen van kalibraties is het belangrijk om ofwel de variabiliteit te beheersen zodat deze de kalibratie niet beïnvloedt, of deze op te nemen zodat de kalibratie er rekening mee kan houden.
De resultaten die met deze draagbare NIRS-apparaten worden verkregen, zullen waarschijnlijk niet zo nauwkeurig zijn als die van een commercieel testlaboratorium. Denk aan onze discussie over het beheersen van variabiliteit. De NIRS-laboratoria voor het testen van voer werken onvermoeibaar om niet alleen uw voermonsters te drogen (water is een sterke absorber van nabij-infrarood licht) en te malen, maar ook om hun instrumenten en kalibraties te behouden. De laboratoria hebben ook protocollen geïmplementeerd om de prestaties van hun instrument dagelijks te controleren. De kalibraties die in veel laboratoria worden gebruikt, worden onderhouden door een consortium van laboratoria die de kalibratieprestaties bewaken en monsters delen om de nauwkeurigheid van de voorspelling te verbeteren.
Bovendien kan de referentiemethode die wordt gebruikt om uw NIRS te kalibreren, verschillen van de methode die wordt gebruikt door het foerage-testlaboratorium. Het is de moeite waard om de fabrikant van het NIRS-systeem te vragen om hun referentiemethoden te verstrekken voordat u investeert, vooral als u van plan bent het instrument te gebruiken in combinatie met periodieke laboratoriumtests - naar mijn mening een goede gewoonte.
On-farm NIRS heeft enkele voordelen ten opzichte van laboratorium NIRS. De resultaten zijn snel en kunnen gemakkelijk worden opgenomen in managementbeslissingen. Bovendien kunt u meer monsters scannen om ervoor te zorgen dat u werkt met analyse van een meer representatieve steekproef, om de variabiliteit in uw diervoeders te beoordelen en om beslissingen te nemen op basis van historische trends in analyse.
Bewaak de variabiliteit van het voer
Met gepubliceerde nauwkeurigheid kunt u bepalen hoe voorspellingen van uw draagbare NIR-eenheid kunnen worden gebruikt bij het beoordelen van de variabiliteit in uw voedingsprogramma. Laten we bijvoorbeeld eens kijken naar een producent die een handheld NIR-spectrometer wil gebruiken om de droge stof in maïskuil te beheren. De producent is van mening dat een fabrikant een nauwkeurigheid van plus of min 1,5 procent droge stof rapporteert.
Wat betekent dat precies?
Het is niet altijd duidelijk en vereist doorgaans een gesprek met de leverancier van het instrument. Over het algemeen betekent het echter dat als u een monster maïskuil voorspelt dat 35 procent droge stof is, het werkelijke drogestofgehalte tussen 33,5 procent en 36,5 procent ligt.
Hoeveel varieert de droge stof in uw ruwvoer?
Ik denk dat het veilig is om te zeggen dat het meer dan plus of min 1,5 procent is, en daarom zijn deze instrumenten nuttig bij het beheren van de droge stof van het rantsoen. Verschillende studies in de VS en Europa ondersteunen deze conclusie.
Hoe zit het met het beheer van droge stof in andere diervoederingrediënten?
Ten eerste zou er een aparte kalibratie voor dat ingrediënt moeten bestaan. Vervolgens vergelijk je de variabiliteit van het ingrediënt met de nauwkeurigheid van het instrument. Een onderzoek uit 2015 naar de variabiliteit van de samenstelling van diervoederingrediënten gaf bijvoorbeeld aan dat de droge stof van sojameel met 1,9 procent varieerde. Als de voorspellingsnauwkeurigheid van de NIR-spectrometer voor sojameel plus of min 1,5 procent zou zijn, dan zou dat systeem weinig nut hebben bij het beheersen van sojameelvocht. Dienovereenkomstig moet men rekening houden met de economische aspecten van het beheer van sojameel op basis van droge stof.
Dit proces moet worden uitgebreid tot elk chemisch bestanddeel dat uw bedrijf wil voorspellen en beheren (bijvoorbeeld neutrale wasmiddelvezels, zetmeel en ruw eiwit), waarbij u er rekening mee moet houden dat NIRS bijzonder gevoelig is voor organische moleculen.
Ik hoop dat dit artikel enig licht werpt (bedoelde woordspeling) op het nut van en het groeiende aantal opties dat producenten hebben voor in-hand voeranalyse met NIRS.
Geen abonnee? Klik om het gedrukte tijdschrift te krijgen
