近紅外光譜法檢測(cè)干草采樣方案
1 前言
目前，很多科研人員推薦過不同版本的標(biāo)準(zhǔn)化干草采樣方案。有些方案是基于科研數(shù)據(jù)，有些則基于經(jīng)驗(yàn)及常識(shí)。盡管不同地區(qū)的專家所推薦的采樣方案存在少量意見分歧，但采樣方案總體仍然類似。以下采樣方案也跟美國(guó)、中國(guó)和其他地區(qū)所建議的方案接近。如果仔細(xì)按照該方案的要求進(jìn)行采樣，樣品將保持穩(wěn)定，并具有足夠的代表性。無論按照哪種采樣方案進(jìn)行采樣，樣品間的少量差異屬正常現(xiàn)象，但是統(tǒng)一的采樣方案可幫助控制采樣差異。
2 實(shí)驗(yàn)部分
2.1 確定干草的批次
這是科學(xué)干草采樣的最重要第一步，但經(jīng)常被忽略。同批次的干草定義為：來自同一次刈割、同一塊牧場(chǎng)及同一個(gè)種類的干草，通常少于200噸。采樣人員應(yīng)確定不同批次的干草，包括正確的農(nóng)場(chǎng)，牧場(chǎng)，刈割次數(shù)，日期及其他重要信息。如果將不同批次的干草混合，即使通過正確的采樣方法從中采樣，也無法使所采樣品具有足夠代表性，因此不同批次的干草必須分開。切忌混合不同刈割次數(shù)，不同牧場(chǎng)及種類的干草。如果一批干草數(shù)量巨大，該情況很可能不同刈割日或者不同組的干草已混合，應(yīng)該分開。有時(shí)可按照商業(yè)或飼喂目的對(duì)干草進(jìn)行分組，但是，仍應(yīng)該首先分批次采樣，再混合。混合不同批次之后的干草質(zhì)量應(yīng)通過權(quán)重估測(cè)。
2.2 采樣時(shí)間
采樣的時(shí)間選擇，至關(guān)重要，應(yīng)該向飼喂時(shí)間或者銷售時(shí)間盡量靠近。干草的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，尤其是干物質(zhì)的含量，在收割后以及儲(chǔ)存時(shí)極易變動(dòng)。干草收割后不久，其水分仍在繼續(xù)流失，該過程稱“排汗”。期間由于微生物的活性，可能導(dǎo)致干草溫度升高，進(jìn)一步帶走水分。因此，干草的水分含量，隨收割后的時(shí)間推移而降低。如果干草在水分較高時(shí)打捆，微生物的進(jìn)一步活動(dòng)可能導(dǎo)致草捆發(fā)霉，甚至自燃(極高水分時(shí)打捆)。一般情況，干草的干物質(zhì)達(dá)到90%(含水10%，與環(huán)境濕度有關(guān))時(shí)，會(huì)穩(wěn)定在這一水平。來樣干物質(zhì)含量(通常由55度烘箱烘干所得數(shù)據(jù))應(yīng)用于調(diào)整總量(噸數(shù)，產(chǎn)量)，各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的測(cè)量，應(yīng)以100%干物質(zhì)為基礎(chǔ)。
2.3 選擇設(shè)計(jì)合理且鋒利的采樣器
選擇0.95 厘米-1.9厘米直徑的采樣器。切忌采集成片干草樣品或者手抓樣品，因?yàn)檫@樣不可能代表一個(gè)批次的干草。數(shù)據(jù)表明，從草捆中手抓采樣所測(cè)品質(zhì)顯著低于正確采集的樣品品質(zhì)。頂端直徑極小的采樣器(小于0.95厘米)采集的樣品無法代表干草的實(shí)際莖葉比。過粗或者過長(zhǎng)的采樣器 (比如長(zhǎng)于60厘米)能采集具足夠代表性的樣品，但是20次采樣后，混合的樣品量過大。因此采樣人員可以采樣少于20次，否則實(shí)驗(yàn)室沒辦法粉碎所有樣品(見下文)。采樣器的長(zhǎng)度應(yīng)該允許30-60厘米采樣深度。研究表明，這個(gè)范圍的深度采集的樣品，甚至從1噸左右的大型草捆采樣，都足以充分代表干草的特征。81厘米與30厘米長(zhǎng)的采樣器無顯著區(qū)別。不同頂端設(shè)計(jì)的采樣器，比如鋸齒狀及非鋸齒狀，都可進(jìn)行有效的采樣。保持采樣器的頂端鋒利并且避免在切割過程中產(chǎn)生細(xì)粉末，對(duì)于采樣尤為重要。采樣器必須能利落地穿過橫截面。采樣器有帶動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，手搖驅(qū)動(dòng)，螺旋鉆驅(qū)動(dòng)，以及推進(jìn)式，這些方式都能在不同情況下使用。只要采樣人員遵循下述原則，大多數(shù)(并非所有)采樣器都能成功采集具有代表性的干草：采樣器能比較輕松地插入草捆，所采樣品能較好的代表干草的實(shí)際莖葉比，采樣器易磨鋒，采樣器插入深度30-60厘米采樣20次左右，能夠得到共約225克樣品。
2.4 隨機(jī)采樣
采樣人員應(yīng)盡可能圍繞草堆走動(dòng)，并隨機(jī)在不同草捆中采樣，草堆兩頭的草捆要盡量采到。這一點(diǎn)有時(shí)會(huì)有困難，因?yàn)橛行┎堇赡苡幸贿吙繅Χ逊牛蛘叨训锰摺５牵蓸诱邞?yīng)該盡最大可能以隨機(jī)方式采樣，不可回避或挑選草捆，否則會(huì)導(dǎo)致誤差。例如，采樣者可以在圍繞草堆走動(dòng)時(shí)，走15步采樣，再走20步采樣，再走5步采樣。采樣者不能因?yàn)椴堇此坪芎没蛱貏e糟就挑選或回避，因?yàn)?0次采樣后，這些對(duì)總的結(jié)果影響不大。
2.5 在足夠多的采樣點(diǎn)采樣
我們推薦在一個(gè)批次的干草中，至少采集20次樣，混在一起作為一個(gè)混合樣品。這一點(diǎn)對(duì)大型草捆(比如1噸重)，或者2扎、3扎的小型草捆都適用。這是因?yàn)闃悠放c樣品間(捆與捆之間)，牧草的品質(zhì)變化很大(比如，酸性洗滌纖維或者粗蛋白的差異可達(dá)8%)。在草堆的大量不同采樣點(diǎn)采樣，混合在一起，是確保采集到該批次干草代表性樣品的關(guān)鍵。對(duì)于下述情況，建議采集多于20次樣(比如，可多達(dá)35次)：一是同一批次的干草數(shù)量極大(100-200噸)，二是同一批次質(zhì)量不均勻(比如，含大量脫落的葉子或從雜草較多的田地收割的干草)。對(duì)于含大量草捆的同一批次的干草，如果有超過20捆，應(yīng)隨機(jī)地采樣，一個(gè)捆一個(gè)樣。切忌在草捆表面同一個(gè)地方重復(fù)采樣，因?yàn)榇笮筒堇Ρ砻娴牟煌胤剑|(zhì)量變化很大，采樣人員應(yīng)該密切關(guān)注大型草捆的水分含量。如果草捆少于20個(gè)，應(yīng)該在每捆中采集2-3次樣，使最終樣品總數(shù)達(dá)到或超過20個(gè)。對(duì)于小草捆的草堆，如果多于20捆，每捆一個(gè)樣。對(duì)于大草捆(比如1噸捆)，每捆3-4個(gè)樣，隨機(jī)選擇超過10捆采集。一般來說，樣品數(shù)量越多，越利于對(duì)質(zhì)量差異較大的干草進(jìn)行品質(zhì)分析。
2.6 采用正確的方法與技巧
從草捆一端的捆繩之間采樣，不要靠近邊緣。采樣器應(yīng)該以90度角垂直草捆表面插入30-60厘米深。不要在同一個(gè)地方重復(fù)采樣。不要采用使莖葉比跟實(shí)際不符的方法。不要在草捆的側(cè)面或頂部采樣，因?yàn)檫@些部位只能代表一片田地的單一區(qū)域，且莖葉比不具代表性。對(duì)于圓捆，應(yīng)該以一定的角度向心方向插入采樣。
2.7 采樣量：不要太多，也不要太少
采樣結(jié)束后，混合的樣品大約225克左右為宜。樣品太少，不能代表一個(gè)干草批次的品質(zhì)特征;樣品太多(通常是由于使用太長(zhǎng)或者太粗的采樣器)，能充分代表某批次的干草，但是在實(shí)際操作中存在缺點(diǎn)。由于實(shí)驗(yàn)室無法粉碎過多量的樣品，多數(shù)實(shí)驗(yàn)室會(huì)在粉碎前對(duì)其進(jìn)行二次采樣，這就使之前通過良好的采樣方法采集的樣品功虧一簣。采樣人員應(yīng)確保實(shí)驗(yàn)室愿意粉碎所有送至的樣品，這是很重要的。如果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室并未粉碎所有樣品，需要詢問原因，是否因?yàn)槟愕臉悠妨窟^多。應(yīng)該只與愿意粉碎所有樣品的實(shí)驗(yàn)室合作，但應(yīng)該首先確保樣品量在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，約225克，這樣才便于實(shí)驗(yàn)室處理。如果采樣器無法在20次采樣后獲得225克左右的混合樣，說明采樣器太大或太小，應(yīng)重新購(gòu)買更合適的采樣器。