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Agricoltura moderna
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Attualmente vengono commercializzati diversi strumenti NIRS in mano. Nella foto qui è l'unità Aurora NIR
Negli ultimi dieci anni, gli spettrometri a riflettanza nel vicino infrarosso (NIRS) sono passati dal laboratorio al campo e ora possono stare nel palmo della tua mano. Ma come funzionano questi sistemi e perché la calibrazione è una considerazione così importante? In che modo l'output può essere incorporato nel tuo processo decisionale?
Lo spettrometro poliSPECThe NIR illumina il campione e misura la luce riflessa. Se facciamo un grafico della luce riflessa per ciascuna lunghezza d'onda della luce, noteremo che alcune lunghezze d'onda sono state riflesse meglio di altre. La tecnica della spettroscopia di riflettanza nel vicino infrarosso presuppone che la luce mancante sia stata assorbita dal campione ed è correlata alle sue proprietà chimiche.
X-NIR
Sebbene questa ipotesi sia vantaggiosa, ci sono alcuni avvertimenti. Sebbene non possiamo vedere la luce nel vicino infrarosso, obbedisce alle stesse leggi fisiche della luce visibile. Di conseguenza, non solo la composizione chimica del campione influenza la luce misurata, ma anche le proprietà fisiche. Ad esempio, hai mai giudicato male il colore di un oggetto perché la sua finitura superficiale ha influenzato il modo in cui la luce è stata dispersa o riflessa? Inoltre, l'interazione e la sovrapposizione dell'assorbimento della luce da parte delle sostanze chimiche rende la previsione della composizione chimica di un campione ancora più difficile.
La calibrazione è fondamentale
La gestione della variabilità è compito della calibrazione dello spettrometro e, di conseguenza, la calibrazione è la parte più importante del metodo NIRS. La tabella 1 illustra le varie calibrazioni disponibili per gli attuali sistemi commerciali portatili.
Noterai che viene utilizzata una calibrazione separata per ciascuna specie di coltura e per colture fresche o insilate. Questo perché il produttore ha stabilito che le prestazioni di calibrazione possono essere migliorate da questa separazione. Nello sviluppo della calibrazione, è importante controllare la variabilità in modo che non influenzi la calibrazione o includerla in modo che la calibrazione possa tenerne conto.
I risultati ottenuti da queste unità NIRS portatili probabilmente non saranno così accurati come quelli di un laboratorio di test commerciale. Ricordiamo la nostra discussione sul controllo della variabilità. I laboratori di analisi del foraggio NIRS lavorano instancabilmente non solo per asciugare (l'acqua è un forte assorbitore di luce nel vicino infrarosso) e macinare i campioni di foraggio, ma anche per mantenere i loro strumenti e le calibrazioni. I laboratori hanno inoltre implementato protocolli per monitorare quotidianamente le prestazioni dei propri strumenti. Le calibrazioni utilizzate in molti laboratori sono mantenute da un consorzio di laboratori che monitorano le prestazioni della calibrazione e condividono i campioni per migliorare l'accuratezza delle previsioni.
Inoltre, il metodo di riferimento utilizzato per calibrare il vostro NIRS potrebbe essere diverso da quello utilizzato dal laboratorio di analisi del foraggio. Vale la pena chiedere al produttore del sistema NIRS di fornire i propri metodi di riferimento prima di investire, soprattutto se si prevede di utilizzare lo strumento insieme a test di laboratorio periodici, una buona pratica secondo me.
I NIRS in azienda presentano alcuni vantaggi rispetto ai NIRS di laboratorio. I risultati sono rapidi e possono essere prontamente incorporati nelle decisioni di gestione. Inoltre, puoi scansionare più campioni per assicurarti di lavorare con l'analisi da un campione più rappresentativo, per valutare la variabilità nei tuoi feedstuff e per prendere decisioni basate sulle tendenze storiche nell'analisi.
Monitoraggio della variabilità del foraggio
Le esattezze pubblicate ti aiuteranno a determinare in che modo le previsioni della tua unità NIR portatile potrebbero essere utilizzate per valutare la variabilità nel tuo programma di alimentazione. Ad esempio, consideriamo un produttore che vorrebbe utilizzare uno spettrometro NIR portatile per gestire la sostanza secca nell'insilato di mais. Il produttore ritiene che un produttore riporti un'accuratezza di più o meno 1,5 percento di sostanza secca.
Cosa significa esattamente?
Non è sempre chiaro e in genere richiede una discussione con il fornitore dello strumento. Tuttavia, in genere significa che se si prevede un campione di insilato di mais che contiene il 35% di sostanza secca, il contenuto effettivo di sostanza secca è compreso tra il 33,5% e il 36,5%.
Quanto varia la sostanza secca nei vostri foraggi?
Penso che si possa dire con certezza che è più o meno dell'1,5 percento, e di conseguenza questi strumenti sono utili nella gestione della razione di materia secca. Diversi studi negli Stati Uniti e in Europa supportano questa conclusione.
Che dire della gestione della materia secca negli altri ingredienti dei mangimi?
In primo luogo, dovrebbe esistere una calibrazione separata per quell'ingrediente. Successivamente, confronteresti la variabilità dell'ingrediente con l'accuratezza dello strumento. Ad esempio, uno studio del 2015 sulla variabilità della composizione degli ingredienti dei mangimi ha indicato che la sostanza secca della farina di soia variava dell'1,9%. Se l'accuratezza della previsione della sostanza secca dello spettrometro NIR per la farina di soia fosse di più o meno l'1,5%, quel sistema avrebbe poca utilità nella gestione dell'umidità della farina di soia. Di conseguenza, si deve considerare l'economia della gestione della farina di soia basata sulla sostanza secca.
Questo processo dovrebbe essere esteso a tutti i componenti chimici che la tua attività vorrebbe prevedere e gestire (ad esempio, fibra detergente neutra, amido e proteine grezze), tenendo presente che il NIRS è particolarmente sensibile alle molecole organiche.
Spero che questo articolo faccia luce (gioco di parole) sull'utilità e sul numero crescente di opzioni che i produttori hanno per l'analisi del foraggio in mano con NIRS.
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