Metodické postupy (vývoj kalibračních rovnic) pro stanovení kvality SOM v zemědělských půdách pomocí NIR spektroskopie

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F62156489%3A43210%2F25%3A43927284" target="_blank" >RIV/62156489:43210/25:43927284 - isvavai.cz</a>

Nalezeny alternativní kódy

RIV/00027006:_____/25:10179373

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Metodické postupy (vývoj kalibračních rovnic) pro stanovení kvality SOM v zemědělských půdách pomocí NIR spektroskopie

Popis výsledku v původním jazyce

Schválená metodika (SM) představuje rychlé a přesné analytické postupy stanovení obsahu a kvality půdní organické hmoty (obsah půdního organického uhlíku /SOC/, celkového organického uhlíku /Ctot/, uhlíku rozpouštěného v horké vodě /HWC/, celkového dusíku /Ntot/, humusových látek /HL; CHS/, huminových kyselin /HK; CHA/, fulvokyselin /FK; CFA/, barevného kvocientu /Q4/6/, indexu aromaticity /iAR/, indexu potenciální smáčivosti /PWI/ a celkového obsahu glomalinu /TG/), v suchých a přesátých vzorcích (2 mm) půd blízkou infračervenou spektroskopií (NIRS). Vzorky půdy byly odebrány v různých půdně-klimatických oblastech České republiky. Sledované parametry obsahu a kvality půdní organické hmoty byly stanoveny klasickými laboratorními metodami a současně u nich byla změřena spektra NIR spektroskopií. Vývoj kalibračních rovnic byl proveden vícerozměrných regresními metodami: regrese hlavních komponent /PCR/, regrese částečných nejmenších čtverců /PLSR/ a modifikovaná PLSR /MPLSR/. 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. Metodika je určena pro zemědělské podniky, laboratoře a dále uživatelům v zemědělském výzkumu (včetně vysokých škol) a ve státních institucích.

Název v anglickém jazyce

Methodology (development of calibration equations) for determination of SOM quality in agricultural soils by NIR spectroscopy

Popis výsledku anglicky

The Certified Methodology (CM) presents rapid and accurate analytical methods for the determination of the content and quality of soil organic matter (soil organic carbon /SOC/, total organic carbon /Ctot/, hot water dissolved carbon /HWC/, total nitrogen /Ntot/, humic substances /HL; CHS/, humic acids /HK; CHA/, fulvic acids /FK; CFA/, colour quotient /Q4/6/, aromaticity index /IAR/, potential wettability index /PWI/ and total glomalin content /TG/) in dry and re-saturated soil samples (2 mm) by near-infrared spectroscopy (NIRS). The soils were from different soil-climatic regions of the Czech Republic. The monitored parameters of soil organic matter content and quality were determined by classical laboratory methods 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/. 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

N_metC - Metodiky certifikované oprávněným orgánem

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

2025

Kód důvěrnosti údajů

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

Interní identifikační kód produktu

978-80-7427-444-2

Číslo předpisu

MZE-27207/2025-13124

Technické parametry

Metodika má přidělené ISBN 978-80-7427-444-2. Číslo osvědčení MZE-27207/2025-13124.

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 (viz. kap. 4), byly použity údaje fy Laboratoř MORAVA s.r.o., která dané parametry stanovuje. Cena jednoho takového stanovení v rozsahu pěti parametrů, včetně přípravy vzorku a mletím, činí s DPH (21 %) přibližně 950–1050 Kč. Při kalkulaci ceny stanovení shodného počtu parametrů metodou NIRS, provedeného v CARC, v.v.i. byla zjištěna cena s DPH cca 350–375 Kč. To v porovnání s referenční laboratorní metodou představuje snížení nákladů na provedení rozboru ve výši cca 64−66 %.

Označení certifikačního orgánu

Ministerstvo zemědělství, Odbor rostlinných komodit, Těšnov 65/17, 11000 Praha 1

Datum certifikace

—

Způsoby využití výsledku

C - Výsledek je využíván bez omezení okruhu uživatelů