Beberapa instrumen NIRS di tangan saat ini sedang dipasarkan. Digambarkan di sini adalah unit Aurora NIR
Selama dekade terakhir, spektrometer reflektansi inframerah-dekat (NIRS) telah beralih dari lab ke lapangan dan sekarang dapat masuk ke telapak tangan Anda. Tetapi bagaimana cara kerja sistem ini, dan mengapa kalibrasi menjadi pertimbangan penting? Bagaimana output dapat dimasukkan ke dalam pengambilan keputusan Anda?
PoliSPEC Spektrometer NIR menerangi sampel dan mengukur cahaya yang dipantulkan. Jika kita membuat plot cahaya yang dipantulkan untuk setiap panjang gelombang cahaya, kita akan melihat bahwa beberapa panjang gelombang dipantulkan lebih baik daripada yang lain. Teknik spektroskopi reflektansi inframerah-dekat mengasumsikan bahwa cahaya yang hilang diserap oleh sampel dan terkait dengan sifat kimianya.
X-NIR
Meskipun asumsi ini menguntungkan, ada beberapa peringatan. Meskipun kita tidak dapat melihat cahaya inframerah-dekat, ia mematuhi hukum fisika yang sama seperti cahaya tampak. Akibatnya, komposisi kimia sampel tidak hanya mempengaruhi cahaya yang diukur tetapi juga sifat fisiknya. Misalnya, apakah Anda pernah salah menilai warna suatu objek karena permukaannya mempengaruhi bagaimana cahaya dihamburkan atau dipantulkan? Selain itu, interaksi dan penyerapan cahaya yang tumpang tindih oleh bahan kimia membuat prediksi susunan kimia sampel menjadi lebih menantang.
Kalibrasi adalah kuncinya
Mengelola variabilitas adalah tugas kalibrasi spektrometer, dan akibatnya, kalibrasi adalah bagian terpenting dari metode NIRS. Tabel 1 menggambarkan berbagai kalibrasi yang tersedia untuk sistem komersial genggam saat ini.
Anda akan melihat bahwa kalibrasi terpisah digunakan untuk setiap spesies tanaman dan untuk tanaman segar atau yang diawetkan. Ini karena pabrikan telah menentukan bahwa kinerja kalibrasi dapat ditingkatkan dengan pemisahan ini. Dalam pengembangan kalibrasi, penting untuk mengontrol variabilitas sehingga tidak mempengaruhi kalibrasi, atau memasukkannya sehingga kalibrasi dapat memperhitungkannya.
Hasil yang diperoleh dari unit NIRS genggam ini mungkin tidak akan seakurat yang diperoleh dari laboratorium pengujian komersial. Ingat diskusi kita tentang mengendalikan variabilitas. Laboratorium pengujian pakan ternak NIRS bekerja tanpa lelah untuk tidak hanya mengeringkan (air adalah penyerap kuat cahaya inframerah-dekat) dan menggiling sampel pakan ternak Anda, tetapi juga untuk memelihara instrumen dan kalibrasinya. Laboratorium juga telah menerapkan protokol untuk memantau kinerja instrumen mereka setiap hari. Kalibrasi yang digunakan di banyak laboratorium dikelola oleh konsorsium laboratorium yang memantau kinerja kalibrasi dan berbagi sampel untuk meningkatkan akurasi prediksi.
Selanjutnya, metode referensi yang digunakan untuk mengkalibrasi NIRS Anda mungkin berbeda dari yang digunakan oleh laboratorium pengujian pakan ternak. Ada baiknya meminta produsen sistem NIRS untuk memberikan metode referensi mereka sebelum berinvestasi, terutama jika Anda berencana untuk menggunakan instrumen bersama dengan pengujian laboratorium berkala — praktik yang baik menurut saya.
NIRS on-farm memang memiliki beberapa keunggulan dibandingkan NIRS laboratorium. Hasilnya cepat dan dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam keputusan manajemen. Selain itu, Anda dapat memindai lebih banyak sampel untuk memastikan bahwa Anda bekerja dengan analisis dari sampel yang lebih representatif, untuk menilai variabilitas dalam bahan pakan Anda, dan untuk membuat keputusan berdasarkan tren historis dalam analisis.
Pantau variabilitas hijauan
Akurasi yang dipublikasikan akan membantu Anda menentukan bagaimana prediksi dari unit NIR genggam Anda dapat digunakan dalam menilai variabilitas dalam program pemberian makan Anda. Sebagai contoh, mari kita pertimbangkan produsen yang ingin menggunakan spektrometer NIR genggam untuk mengelola bahan kering dalam silase jagung. Produsen menganggap bahwa produsen melaporkan akurasi plus atau minus 1,5 persen bahan kering.
Apa artinya itu?
Itu tidak selalu jelas dan biasanya memerlukan diskusi dengan penyedia instrumen. Namun, secara umum berarti jika Anda memprediksi sampel silase jagung yang kandungan bahan keringnya 35 persen, kandungan bahan kering yang sebenarnya antara 33,5 persen dan 36,5 persen.
Berapa variasi bahan kering dalam hijauan Anda?
Saya pikir aman untuk mengatakan bahwa itu lebih dari plus atau minus 1,5 persen, dan akibatnya instrumen ini memiliki kegunaan dalam mengelola bahan kering ransum. Beberapa penelitian di AS dan Eropa mendukung kesimpulan ini.
Bagaimana dengan pengelolaan bahan kering pada bahan pakan lainnya?
Pertama, kalibrasi terpisah untuk bahan itu perlu ada. Selanjutnya, Anda akan membandingkan variabilitas bahan dengan keakuratan instrumen. Misalnya, studi tahun 2015 tentang variabilitas komposisi bahan pakan menunjukkan bahwa bahan kering bungkil kedelai bervariasi 1,9 persen. Jika akurasi prediksi bahan kering dari spektrometer NIR untuk bungkil kedelai adalah plus atau minus 1,5 persen, maka sistem tersebut akan memiliki sedikit kegunaan dalam mengelola kelembaban bungkil kedelai. Oleh karena itu, pengelolaan bungkil kedelai berbasis bahan kering harus diperhatikan secara ekonomis.
Proses ini harus diperluas ke setiap konstituen kimia yang ingin diprediksi dan dikelola oleh operasi Anda (misalnya, serat deterjen netral, pati, dan protein kasar), dengan mengingat bahwa NIRS sangat sensitif terhadap molekul organik.
Saya harap artikel ini menjelaskan beberapa (permainan kata-kata) tentang kegunaan dan semakin banyaknya pilihan yang dimiliki produsen untuk analisis hijauan dengan NIRS.
Artikel ini muncul di
Hay &Forage Grower edisi April/Mei 2018 pada halaman 32 dan 33.
Bukan pelanggan? Klik untuk mendapatkan majalah cetak
