Vývoj kalibračních rovnic k predikci obsahu a kvality půdní organické hmoty (SOM) pomocí NIR spektroskopie v půdách v oblasti Boskovické brázdy (Malé Hané) a Drahanské vrchoviny

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F62156489%3A43210%2F23%3A43924640" target="_blank" >RIV/62156489:43210/23:43924640 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/60460709:41210/23:97674 RIV/00027006:_____/23:10176784

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Vývoj kalibračních rovnic k predikci obsahu a kvality půdní organické hmoty (SOM) pomocí NIR spektroskopie v půdách v oblasti Boskovické brázdy (Malé Hané) a Drahanské vrchoviny

Popis výsledku v původním jazyce

Ověřená technologie (OT) představuje rychlé a přesné analytické postupy stanovení obsahu a kvality půdní organické hmoty (obsah půdního organického uhlíku /SOC/, humusových látek /HL/, huminových kyselin /HK/, fulvokyselin /FK/ a barevného kvocientu /Q4/6/), v suchých a přesátých vzorcích (2 mm) půd blízkou infračervenou spektroskopií (NIRS). Jedná se o půdy v oblasti Boskovické brázdy a Drahanské vrchoviny s různým způsobem využití /orná půda, travní prosty, sady apod./ a o různé typy půd /černozem, hnědozem, kambizem/. Sledované parametry SOC, HL, HK, FK a Q4/6 byly stanoveny klasickou metodou a dále byly měřeny spektra NIR spektroskopií. Vývoj kalibračních rovnic byl proveden metodami vícerozměrných regresních kalibrací: regrese hlavních komponent /PCR/, regrese částečných nejmenších čtverců /PLSR/ a modifikovaná PLSR /MPLSR/. Hodnoty koeficientů determinace (R2) kalibračního souboru se pohybují od 0,89 do 0,96. Hodnoty R2 validačního souboru se pohybují u parametrů kvality půdy od 0,79 do 0,92. Pro analýzu pomocí NIR spektroskopie je zapotřebí malé množství vzorku půdy (cca 5-10 g). Měření je nejen velmi rychlé (stanovení vzorku trvá cca 2-5 minut), ale i dostatečně přesné. Regresním modelování s využitím moderních statistických vícerozměrných metod (PLSR, MPLSR apod.) lze stanovit různé složky (parametry) analyzovaného materiálu (půdy) pouze z jednoho měření vzorku. Metoda NIRS je šetrná k přírodnímu (životnímu) prostředí, dále je nákladově efektivní a má reálné předpoklady se prosadit v precizním zemědělství (Zemědělství 4.0) zejména s ohledem na rychlost stanovení, přesnost i ekologickou nezávadnost měření. Technologie je určena pro zemědělské podniky, laboratoře a dále uživatelům v zemědělském výzkumu (včetně vysokých škol) a ve státních institucích.

Název v anglickém jazyce

Development of calibration equations for prediction of soil organic matter (SOM) content and quality using NIR spectroscopy in the area of Boskovice furrow (Malá Haná) and Drahanská vrchovina Highlands

Popis výsledku anglicky

The Validated Technology (VT) is a rapid and accurate analytical method for the determination of the content and quality of soil organic matter (Soil Organic Carbon /SOC/, Humic Substances /HL/, Humic Acids /HA/, Fulvic Acids /FA/ and Colour Quotient /Q4/6/) in dry and re-saturated soil samples (2 mm) by Near Infrared Spectroscopy (NIRS). These are soils in the area of the Boskovice furrow and Drahanská vrchovina Highlands with different types of use (arable land, grassland, orchards, etc.) and different soil types (chernozem, luvisols, cambisols). The monitored parameters SOC, HS, HA, FA and Q4/6 were determined by the classical method and further measured by NIR spectroscopy. Calibration equations were developed using multivariate regression calibration methods: principal component regression /PCR/, partial least squares regression /PLSR/ and modified PLSR /MPLSR/. The coefficients of determination (R2) of the calibration set range from 0.89 to 0.96. The R2 values of the validation set range from 0.79 to 0.92 for the soil quality parameters. A small amount of soil sample (about 5-10 g) is required for NIR spectroscopic analysis. The measurement is not only very fast (sample determination takes about 2-5 minutes) but also sufficiently accurate. Regression modelling using modern statistical multivariate methods (PLSR, MPLSR, etc.) can be used to determine the different components (parameters) of the analysed material (soil) from only one sample measurement. The NIRS method is environmentally friendly, cost-effective and has a realistic chance of being implemented in precision agriculture (Agriculture 4.0), particularly in terms of speed of determination, accuracy and environmental safety of measurements. The technology is aimed at farms, laboratories and users in agricultural research (including universities) and government institutions.

Druh

Z_tech - Ověřená technologie

CEP obor

—

OECD FORD obor

40101 - Agriculture

Projekt

<a href="/cs/project/QK21010124" target="_blank" >QK21010124: Půdní organická hmota - hodnocení vybraných indikátorů kvality</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2023

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Interní identifikační kód produktu

VÚRV-OT-8/2023

Číselná identifikace

8/2023

Technické parametry

Smlouva o uplatnění technologie byla uzavřena se společností AGROSPOL, agrární družstvo, IČO 49447564 v listopadu 2023.

Ekonomické parametry

Z ekonomického pohledu je přínosem NIR spektroskopie efektivnost a rychlost prováděných měření při výrazném snížení ceny analýzy jednoho vzorku na spotřební materiál. Rentabilita metody NIRS je pak tím vyšší, čím náročnější a dražší je referenční metoda laboratorního stanovení, zvláště pokud budou měřeny velké série vzorků. Pro porovnání celkové ceny rozboru vzorků půdy pomocí referenčních metod v rozsahu výše uvedených parametrů, byly použity údaje fy Laboratoř MORAVA s.r.o., která dané parametry stanovuje. Cena jednoho takového stanovení v rozsahu pěti parametrů obsah SOC, HL, HK, FK a Q4/6 včetně přípravy vzorku (homogenizace) a mletím (přeséváním) činí s DPH (21 %) přibližně 950–1050 Kč. Při kalkulaci ceny stanovení shodného počtu parametrů metodou NIRS, provedeného ve VÚRV, v.v.i. byla zjištěna cena s DPH cca 320–350 Kč. To v porovnání s referenční laboratorní metodou představuje snížení nákladů na provedení rozboru ve výši cca 66−68 %.

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

62156489

Název vlastníka

Mendelova univerzita v Brně

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

N - Využití výsledku jiným subjektem je možné bez nabytí licence (výsledek není licencován)

Požadavek na licenční poplatek

—

Adresa www stránky s výsledkem

—