برآورد پارامترهاي كيفيت علوفه در چند گونه مرتعي به‌وسيله دستگاه طيف‌سنج مادون قرمز نزديك (NIR)

Prediction of forage quality parameters in some range species by near infrared reflectance spectroscopy

تعيين ظرفيت چرايي در مراتع يك عامل مهم در مديريت دام مي‌باشد. يكي از اهداف مهم در راستاي بهبود عملكرد دام ارتقا كيفيت علوفه است. هدف اين مطالعه ارزيابي دستگاه طيف سنج مادون قرمز نزديك (NIR) به‌عنوان يك روش سريع، قابل اطمينان و معتبر براي برآورد پارامترهاي كيفيت در نه گونه مرتعي شامل سه گونه گرامينه Bromus tomentellus، Dactylis glomerata و ,Agropyron intermedium سه گونه پهن برگ علفي Achillea millefolium، Centaurea virgata و Coronilla varia و سه گونه بوته‌اي Artemisia aucheri، Scariola orientalis و Thymus kotschyanus بود. كاليبراسيون‌هاي NIR براي پروتيين خام (CP)، هضم‌پذيري ماده خشك (DMD) و ديواره سلولي منهاي همي سلولز (ADF) به‌دست آمد. براي افزايش تنوع نمونه‌ها براي آناليز، برداشت نمونه‌هاي گياهي در سه مرحله رشد رويشي، گلدهي و رسيدن بذر در مراتع ييلاقي ارتفاعات البرز (طالقان) انجام شد. نمونه‌ها در آزمايشگاه به‌وسيله روش‌هاي استاندارد آزمايشگاهي خشك و آسياب شدند. سپس به‌وسيله روش‌هاي شيميايي آزمايشگاهي استاندارد به‌منظور برآورد درصد CP، DMD و ADF و خاكستر كل (Ash) مورد آناليز قرار گرفتند. باقي مانده نمونه‌ها به‌وسيله 20 فيلتر دستگاه Inframatic 8620 اسكن شدند. طيف دستگاه NIR براي هر نمونه ثبت شد. يك تنظيمات مستقل و جداگانه براي پيشگويي به‌كار گرفته شد. كاليبراسيون‌هايي كه از اين مطالعه به‌دست آمد سطح بالايي از دقت و صحت را براي موارد ضريب تبيين (R2)، اشتباه استاندارد كاليبراسيون (SEC) و اشتباه استاندارد صحت (SEP) دارا بود. SEC برابر با 09/1- 15/0، 94/3- 83/0، 96/4- 52/0 و 86/0- 21/0 و SEP برابر با 75/0-13/0، 34/3-62/0، 84/3-31/0، 61/0-17/0 به‌ترتيب براي صفات پروتيين خام، قابليت هضم، ديواره سلولي منهاي همي سلولز و خاكستر كل به‌دست آمدند. مقادير همبستگي بين داده‌هاي آزمايشگاهي و نتايج پيشگويي NIR براي تمام صفات به‌ويژه پروتيين خام خيلي بالا بود(95% > ). نتايج تاييد مي‌كنند كه تكنولوژي NIR به‌عنوان يك روش سريع، معتبر و كم‌هزينه براي ارزيابي صفات كيفيت علوفه گياهان مرتعي قابل استفاده است.

Determination of grazing capacity in rangelands is an important factor for livestock husbandry. Improved forage quality is an important goal for improving animal performance. The aim of this study was to assess near infrared reflectance spectroscopy (NIR) as a rapid and reliable method for estimating quality parameters in nine range species as three grasses Bromus tomentellus, Agropyron intermedium and Dactylis glomerata, three forbs Achillea millefolium, Coronilla varia, Centaurea virgata and three shrubs Scariola orientalis, Artemisia aucheri and Thymus kotschyanus. NIR calibrations were derived for crude protein (CP), dry matter digestibility (DMD) and acid detergent fiber (ADF). To maximize variability of samples for analysis, were collected at three phenological stages as initiated growth, full flowering and seed ripening in ranges of central Alborz (Taleghan). Samples were dried and grinded using standard laboratory methods. A sub samples were analyzed using standard laboratory chemical procedures to estimate CP, DMD, ADF and total ash. The other sub samples were scanned by means of a 20-filter set of the Inframatic8620. NIR spectra were recorded for each sample. A separate independent set was used for predictions. The calibrations obtained from this study had a high level of accuracy based on coefficient of determination (R2), standard errors of calibration (SEC) and standard errors prediction (SEP). SEC were ranged from (0.15 to 1.09), (0.21 to 0.86), (0.83 to 3.94) and (0.52 to 4.96) and SEP were ranged from (0.13 to 0.75), (0.17 to 0.61), (0.62 to 3.34) and (0.31 to 3.84) for CP, Ash, DMD and ADF, respectively. The correlation values between laboratory data and NIR prediction was very high for all traits in particular for CP. The results confirm that NIR can use a rapid, precise and cost effective method for measurement quality traits in range species.