NIRS analysis of forages

Význam tématu

Rychlé a spolehlivé stanovení klíčových parametrů krmiv je nezbytné pro optimální výživu skotu, koní i dalších zvířat. Tradiční metody jsou časově náročné a vyžadují řadu přípravných kroků. Near-infrared spectroscopy (NIRS) představuje moderní přístup, který umožňuje v řádu sekund určit obsah proteinu, vlhkosti, vlákniny, popela, škrobu a další parametry bez chemické přípravy vzorku.

Cíle a přehled studie

Cílem aplikace bylo vyvinout a ověřit kalibrační modely pro analýzu různých forem vojtěšky (pellets, kostky, čerstvá) za využití Metrohm NIR Analyzer. Studie zahrnovala:

• Výběr vzorků čerstvé vojtěšky, pelet a kostek.
• Referenční stanovení obsahu škrobu, hrubého popela, vlákniny, proteinu a vlhkosti podle příslušných ISO norem.
• Sběr NIR spekter v odrazovém módu a jejich zpracování pro tvorbu multivariantních regresních modelů.

Použitá metodika a instrumentace

Spektrální data byla získána na přístroji Metrohm NIR Analyzer v odrazovém režimu. Vzorky se umisťovaly do velkého kelímku a během měření se otáčely, aby se snížila vliv heterogenity. Data byla průměrována a vyhodnocena pomocí softwaru Metrohm. Referenční hodnoty pocházely z těchto ISO norem:

• ISO 6493:2000 – stanovení škrobu polarimetrií
• ISO 5984:2022 – stanovení hrubého popela
• ISO 6865:2000 – stanovení hrubé vlákniny
• ISO 5983-1:2005 – stanovení dusíku (Kjeldahlova metoda)
• ISO 6496:1999 – stanovení vlhkosti
• ISO 6492:1999 – stanovení tuku

Hlavní výsledky a diskuse

Kalibrační modely dosáhly vysoké korelace mezi NIR predikcí a referenčními hodnotami:

• Proteiny (R2 = 0,922, SEP ≈ 0,52 %)
• Vlhkost (R2 = 0,893, SEP ≈ 0,60 %)
• ADF – kyselá detergentní vláknina (R2 = 0,906, SEP ≈ 1,22 %)
• NDF – neutrální detergentní vláknina (R2 = 0,935, SEP ≈ 2,16 %)

Podobné výsledky se potvrdily i pro vzorky kostek a čerstvé vojtěšky. Modely pro popel, škrob a průměrnou velikost částic rovněž vykazovaly vynikající prediktivní schopnosti.

Přínosy a praktické využití metody

NIRS analýza krmiv poskytuje následující výhody:

• Zrychlení analytického procesu – výsledky během sekund.
• Minimalizace chemické přípravy a spotřeby reagencií.
• Možnost paralelního stanovení více parametrů v jednom měření.
• Využití v rutinních laboratořích, v kontrole kvality i na farmách.

Budoucí trendy a možnosti využití

Technologie NIRS se dále rozvíjí směrem k přenosným spektrometrům pro použití přímo v terénu. Plánuje se integrace do chytrých zemědělských systémů s využitím IoT a cloudových kalibrací. Strojové učení a pokročilé datové analýzy mohou dále zlepšit přesnost a rozšířit škálu stanovovaných parametrů, včetně sekundárních metabolitů a sledování surovin v reálném čase.

Závěr

Studie potvrdila, že NIR spektroskopie je vhodná pro rychlou, přesnou a efektivní analýzu více parametrů vojtěšky. Metoda významně zkracuje dobu stanovení, snižuje náklady na chemické reagencie a umožňuje snadnou implementaci do rutinních procesů kontroly kvality krmiv.

Reference

• Saracen Horse Feeds. The Importance of Forage. Saracen Horse Feeds. (accessed 2025-07-09).
• Douliere Hay France. Alfalfa Hay - Lucerne hay for beef and dairy cow, sheep, goat, broadmare and chicken. (accessed 2025-07-09).