Kern est un scientifique animalier chez Ward Laboratories Inc. à Kearney, Neb. Saha est un coordinateur de programme avec les laboratoires des services agricoles et environnementaux de l'Université de Géorgie. Les deux auteurs sont membres du conseil d'administration du NIRS Forage and Feed Testing Consortium.
Il a été bien accepté et établi que les producteurs de fourrage doivent analyser les fourrages pour déterminer les niveaux de nutriments et finalement la qualité de l'alimentation. Cependant, il y a eu beaucoup de confusion quant à savoir si les fourrages doivent être analysés par des méthodes de chimie humide ou par spectroscopie de réflectance dans le proche infrarouge (NIRS).
De nombreux nutritionnistes rejettent rapidement le NIRS, citant la mauvaise précision de la méthode. Cependant, le NIRS a parcouru un long chemin depuis son introduction à l'analyse du fourrage. L'instrumentation s'est améliorée et le NIRS Forage &Feed Testing Consortium (NIRSC) a fait de grands progrès pour normaliser et optimiser l'utilisation du NIRS dans l'industrie.
Le NIRS est une méthode d'analyse utilisant les mêmes principes que de nombreuses méthodes de chimie par voie humide. Les méthodes d'analyse par chimie humide utilisent une courbe standard pour comparer un échantillon inconnu à des concentrations connues afin de déterminer les valeurs nutritionnelles. Le NIRS utilise des spectres générés par un détecteur mesurant la réflectance de la lumière proche infrarouge sur un échantillon.
Une bibliothèque de spectres d'échantillons avec des constituants connus (par exemple, pourcentage de protéines et pourcentage de fibres détergentes acides (ADF)) déterminées par des méthodes de chimie humide standard de l'industrie est comparée aux spectres d'un échantillon inconnu. Sur la base de la comparaison des spectres de l'échantillon inconnu avec ceux de la bibliothèque connue, les valeurs nutritionnelles peuvent être déterminées.
L'utilisation du NIRS présente plusieurs avantages. Premièrement, sans intrants chimiques, le temps du technicien est le seul véritable coût d'une analyse NIRS. En une seule analyse NIRS, plusieurs constituants peuvent être mesurés à partir d'une plus grande portion de test par rapport à la mise en place de plusieurs analyses chimiques par voie humide à l'aide de plusieurs portions de test. Par conséquent, le NIRS est une analyse à faible coût.
Deuxièmement, les échantillons doivent juste être séchés et broyés. Il n'y a pas d'extractions nécessaires, donc avec peu de préparation d'échantillon, c'est une analyse rapide. Troisièmement, la méthode est non destructive. Cela permet aux chercheurs de préserver leur échantillon et aux producteurs de demander davantage d'analyses chimiques par voie humide, telles que les minéraux ou les nitrates. Quatrièmement, comme aucun produit chimique n'est requis pour l'analyse, aucun déchet dangereux n'est produit, ce qui fait du NIRS une solution respectueuse de l'environnement.
Enfin, comme le technicien charge simplement la tasse à scanner sur l'instrument, il y a moins de sources d'erreurs humaines potentielles. Un rapport produit avec des équations du NIRSC, qui compte 15 constituants, nécessiterait 179 techniciens manipulant des événements pour la chimie humide. Cela représente 179 points où une erreur humaine pourrait se produire contre un pour le NIRS !
Répétabilité éprouvée
Le NIRSC a réuni des données pour montrer que les méthodes NIRS améliorent la répétabilité et la reproductibilité par rapport aux méthodes de chimie humide. Sept laboratoires membres du NIRSC ont partagé leurs données à partir de 33 échantillons de foin de luzerne qui ont été analysés de 2013 à 2019 dans le cadre de la participation aux tests de compétence menés par la National Forage Testing Association (NFTA).
Le graphique montre les résultats de protéines brutes par rapport à la moyenne de la méthode de référence (RMA). La méthode de référence pour les protéines est l'analyse par chimie humide de l'azote par la méthode de Kjeldahl. Le RMA est le résultat moyen rapporté par tous les laboratoires utilisant la méthode spécifiée. Des limites supérieures et inférieures d'acceptation sont attribuées par la NFTA pour chaque série de tests de compétence.
Presque tous les résultats de protéines brutes rapportés par les laboratoires du NIRS se situent dans les fenêtres d'acceptation attribuées par la NFTA sur la base de la méthode de chimie humide. Par conséquent, il s'agit d'une démonstration solide que le NIRS est aussi précis que la chimie humide. Nous tenons à souligner que les étalonnages NIRS doivent être basés sur une chimie humide précise, exacte et robuste pour ce résultat.
Le rapport Horwitz est un indice utilisé pour mesurer la précision d'une méthode dans tous les laboratoires (reproductibilité). Des rapports inférieurs indiquent une meilleure reproductibilité. Lorsqu'ils sont appliqués aux résultats des tests de laboratoire, les ratios NIRS Horwitz sont globalement inférieurs à ceux de la chimie humide. Nous concluons que les modèles d'étalonnage NIRS développés à l'aide d'une bonne science et appliqués correctement, maintiennent une meilleure précision interlaboratoire que les méthodes de chimie humide.
Meilleur matériel
L'instrumentation pour l'analyse NIRS s'est améliorée au fil des ans. La nouvelle technologie a conduit à une meilleure prédiction. Actuellement, il y a moins de variation d'un instrument à l'autre qu'auparavant, selon David McIntosh du NIRSC Instrument Hub situé à l'Université du Tennessee à Knoxville.
En conclusion, l'analyse NIRS des fourrages est un moyen acceptable pour déterminer les valeurs nutritionnelles et la qualité du fourrage. Il est abordable, rapide, non destructif, reproductible et respectueux de l'environnement. L'instrumentation pour l'analyse NIRS s'est améliorée au fil des ans et se traduit par des résultats précis. •
Cet article est paru dans le numéro d'août/septembre 2020 de
Hay &Forage Grower à la page 9.
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