พิสูจน์เอกลักษณ์ และวิเคราะห์องค์ประกอบของไนโตรเจนในปุ๋ยเคมีด้วยเทคนิคสเปกโตรสโกปี

[doa]

พิสูจน์เอกลักษณ์ และวิเคราะห์องค์ประกอบของไนโตรเจนในปุ๋ยเคมีด้วยเทคนิคสเปกโตรสโกปีอินฟราเรดย่านใกล้
ชฎาพร คงนาม, วรรณรัตน์ ชุติบุตร, จรีรัตน์ กุศลวิริยะวงศ์, ศุภัคชญา ทาหาร, ทองจันทร์ พิมพ์เพชร และนันทกานต์ ขุนโหร
กองวิจัยพัฒนาปัจจัยการผลิตทางการเกษตร

          งานวิจัยนี้ศึกษาการพิสูจน์เอกลักษณ์ และวิเคราะห์องค์ประกอบของไนโตรเจนในปุ๋ยเคมี โดยเทคนิคสเปกโตรสโกปีอินฟราเรดย่านใกล้ (Near Infrared Spectroscopy, NIRS) ซึ่งเป็นวิธีการวัดแบบไม่ทำลายตัวอย่าง สามารถทำนายค่าทางเคมี และการวิเคราะห์จำแนกกลุ่ม ได้อย่างรวดเร็ว แม่นยำ ลดการใช้สารเคมี และมลภาวะที่เกิดจากห้องปฏิบัติการ โดยนำตัวอย่างปุ๋ยเคมีไปสแกนด้วยเทคนิค NIRS ที่ความยาวคลื่น 800 – 2500 นาโนเมตร หรือเลขคลื่น 4000 – 12500 ต่อเซนติเมตร พบช่วงการดูดกลืนแสงที่สำคัญของแอมโมเนียม-ไนโตรเจน ประมาณ 7184 cm-1 ไนเตรท-ไนโตรเจนประมาณ 4768 cm-1 และยูเรีย-ไนโตรเจน ประมาณ 6536, 6820, 6904 และ 8452 cm-1 สร้างสมการทำนายแบบจัดกลุ่ม (Cluster) พบว่าได้สมการทำนายสำหรับการจำแนกองค์ประกอบของไนโตรเจนในปุ๋ยเคมี โดยใช้การปรับแต่งสมการ(Pretreatments) แบบ 1st Savitzky - golay a points (dg1) และ Normalization to unit length (nle) ทวนสอบสมการทำนายสำหรับการจำแนกองค์ประกอบของไนโตรเจนในปุ๋ยเคมี โดยเทคนิค NIRS ด้วยแม่ปุ๋ยเคมีและปุ๋ยเชิงประกอบ สูตร 20-0-0, 21-0-0, 12-60-0, 12-61-0, 13-0-46, 15-0-0 และ 46-0-0 พบว่าสมการทำนายแยกชนิดองค์ประกอบของไนโตรเจนในปุ๋ยเคมี (แอมโมเนียม-ไนโตรเจน ไนเตรท-ไนโตรเจน และยูเรีย-ไนโตรเจน) ได้ถูกต้องทุกตัวอย่าง สำหรับตัวอย่างปุ๋ยที่มีการผสมแอมโมเนียม-ไนโตรเจน ไนเตรท-ไนโตรเจน และยูเรีย-ไนโตรเจน สามารถทำนายแยกชนิดองค์ประกอบของไนโตรเจนในปุ๋ยเคมีได้ถูกต้อง 47% การวิเคราะห์หาปริมาณแอมโมเนียม-ไนโตรเจน ไนเตรท-ไนโตรเจน และยูเรีย-ไนโตรเจน พบว่าค่าพิสัยอยู่ในช่วง 3.4 – 21.7, 7.4 – 16.4 และ 4.6 – 46.4 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ สร้างสมการเทียบมาตรฐาน (Calibration) เพื่อใช้ทำนายค่าด้วยวิธี Partial least square (PLS) regression ปรับแต่งสเปกตรัมด้วยวิธี Multiplicative scatter correction full (mf), 2nd Savitzky-golay 9 points (dg2) และ 2nd Savitzky-golay 9 points (dg2) ตามลำดับ พบว่ามีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ (Correlation coefficient, R) เท่ากับ 0.98, 0.98 และ 0.99 ตามลำดับ ค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐานในการทำนายกลุ่มตัวอย่าง Calibration (Standard error of calibration, SEC) เท่ากับ 0.86, 0.17 และ 1.08 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ และค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐานในการทำนายกลุ่มตัวอย่าง Validation (Standard error of prediction, SEP) เท่ากับ 0.86, 0.43 และ 1.28 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ ทวนสอบความใช้ได้ของวิธีด้วยตัวอย่างปุ๋ยเคมี พิจารณาความถูกต้องโดยใช้ Paired t-test พบว่าค่า text มีค่าน้อยกว่า tcrit ที่ระดับความเชื่อมั่น 95 เปอร์เซ็นต์ ผลการวิเคราะห์ที่ได้ผ่านเกณฑ์การยอมรับ และ Recovery อยู่ในช่วง 84-120% พิจารณาความเที่ยงโดยใช้ %RSD พบว่ามีค่า %RSD เฉลี่ยน้อยกว่า 1.9 ผลการวิเคราะห์ผ่านเกณฑ์การยอมรับของ AOAC (%RSD ≤ 1.9) สามารถนำสมการมาใช้ประเมินค่าปริมาณแอมโมเนียม-ไนโตรเจน ไนเตรท-ไนโตรเจน และยูเรีย-ไนโตรเจนในปุ๋ยเคมี ได้อย่างรวดเร็ว ไม่ทำลายตัวอย่าง และมีความแม่นอยู่ในช่วง 84 – 120%

คำหลัก: สเปกโตรสโกปีอินฟราเรดย่านใกล้ แอมโมเนียม-ไนโตรเจน ไนเตรท-ไนโตรเจน ยูเรีย-ไนโตรเจน