Seosnurmen apilapitoisuuden määritys NIRS-analysaattorilla kuivatusta näytteestä
Abstract
Eri kasveja sisältävien seosnurmien viljelyssä ja varsinkin tutkimuksessa on tärkeää tietää eri
kasvilajien osuus kasvustossa. Eri kasveilla on erilaiset ominaisuudet ja niiden osuutta kasvustoissa
halutaan usein säätää. Nurmissa yleinen seos on apila-heinäseos. Tähän saakka apilan osuus on
määritetty joko silmämääräisenä arviona koeruudulta tai käsin erottelemalla satonäytteestä. Nämä
menetelmät ovat kuitenkin joko epätarkkoja ja subjektiivisia tai hyvin työläitä ja siis kalliita.
NIRS (Near Infrared reflectance Spectroscopy) on analysaattori, joka pystyy mittaamaan lähes
mitä tahansa, kunhan sille saadaan kehitettyä tarpeeksi hyvä kalibrointi. NIRS mittaa näytteen pintaan
absorboituneen ja näytteen pinnasta detektoreille heijastuneen lähi-infrapunavalon suhteellisen
intensiteetin eri aallonpituuksilla. Analysaattorin etuna on mm., että näyte ei tarvitse muuta esivalmistelua
kuin kuivatuksen ja jauhamisen, näytettä ei käsitellä kemiallisilla aineilla, analyysi on nopea ja
helppo. Ulkomailla analysaattoria on käytetty menestyksekkäästi seosnurminäytteiden palkokasvipitoisuuden
määrittämiseen. Tämän tutkimuksen tavoitteena on kehittää myös Suomeen MTTlle toimiva
kalibrointi seosnurminäytteen apilapitoisuuden määrittämiseen. Ensimmäinen kalibraatio on nyt
valmis ja sitä verrataan nyt viiteen Saksassa tehtyyn kalibraatioon.
Kokeessa oli mukana 4 aiemmin raportoitua saksalaiseen aineistoon perustuvaa kalibraatiota,
yksi suomalaiseen näytemateriaaliin perustuva saksassa tehty kalibraatio sekä nyt Suomessa tehty
suomalaiseen materiaaliin perustuva kalibraatio. Kalibrointien näytemateriaali, kalibroinnin
muodostaminen sekä NIRS-analysaattori olivat erilaisia, mutta kaikissa käytettiin kalibraatiosuoran
validointiin PLS regressiota, jotta saatiin kehitettyä kalibraatiot, jotka perustuvat koko mitattuun valon
spektriin. Näytemateriaaleina oli puna- ja valkoapilaa, sinimailasta ja erilaisia heiniä. Osassa
kalibraatioita käytettiin vain puhtaita heinä- ja palkokasvinäytteitä, osassa oli vain seoksia ja osassa
sekä puhtaita näytteitä että seoksia. Seokset oli joko tehty käsin puhtaista näytteistä sekoittamalla tai
ns. luonnollisia näytteitä, joiden apilapitoisuus oli määritetty osanäytteestä. Kaikissa muissa paitsi
Saksassa tehdyssä suomalaiseen materiaaliin perustuvassa kalibraatiossa oli näytteitä 150-850 kpl.
Kalibraatiot validoitiin tunnettuun palkokasvipitoisuuteen perustuvilla näytteillä.
Kaikki tässä vertaillut kalibraatiot osoittautuivat käyttökelpoisiksi kalibraatioiksi. Hyvällä
kalibraatiolla voidaan päästä ±5% tarkkuuteen, mikä on erittäin hyvä tulos. Käsin lajittelussakin voi
kasveja mennä vääriin fraktioihin. Kalibraatio on sitä parempi, mitä laajempi näytepohja ja validointisarja
sillä on. Suomessa kehitettyä kalibraatiota kehitetään jatkossa tältä pohjalta.
