光学频率梳作为光的标尺首次亮相后，杏耀代理随之而来的衍生产品包括用于测量星光的星形梳(astrocomb)，以及用于检测天然气泄漏的类似雷达的梳状系统。现在，研究人员揭开了“农业墓穴”的面纱，用来测量奶牛打嗝的情况。

 

agricomb可以帮助优化农业生产过程，减少温室气体的排放。

 

来自美国国家标准与技术研究所(NIST)和堪萨斯州立大学(KSU)的研究人员利用国家标准与技术研究所的agricomb同时测量了堪萨斯州肉牛饲养场周围大气中甲烷、氨、二氧化碳和水蒸气的排放。NIST的仪器是一个双梳式系统，当梳状光在露天路径来回发射时，根据被大气吸收的红外光的确切阴影和数量来识别微量气体。

 

据《科学进展》报道，这是频率梳首次在农业环境中使用。这个便携式系统安装在停在饲养场旁边的一辆拖车里。激光经过特殊的放大和过滤以瞄准特定的气体。

 

研究人员测量了约有300头牛的牛圈上下风向的两条100米的路径上的气体。这项实验主要集中在甲烷和氨上，因为家畜(主要是牛)的排放是美国最大的人为甲烷来源，甲烷是一种主要的温室气体，而氨是一种重要的大气污染物。

 

该测量收集了牛的消化过程和地面粪便的排放。农业库姆公司以百万分之25的精度测量了甲烷和氨的浓度。农科姆公司的甲烷检测结果与商业传感器的结果相当，后者在饲养场边缘的多个入口对空气进行了采样。梳状系统对氨特别有用， 杏耀平台的体会，因为这种气体是粘性的，用基于入口的系统很难测量。此外，agricomb可以同时测量多种气体，这对传统系统来说是一个挑战。

 

最后，商业传感器可以更快地测量出精确的背景水平，而agricomb可以更精确地捕捉到下风羽流，从而更好地描述气源。对于计划未来测量牧场上稀疏分布的奶牛所产生的甲烷，提高精度至关重要，这是一个更具挑战性的问题。

 

该论文指出，新旧技术的一致认同激发了人们对agricomb可用于准确量化农业环境中的气体的信心。agricomb的优点包括对广泛的红外光的灵敏度，高精度，无需校准的多种气体同时检测，以及测量设置的灵活性。将两个具有不同“齿”间距的梳子配对，可以准确识别光的颜色，从而使分析更加精确。

 

由于商业农场的管理方法和牛的特性不同，估计家畜的甲烷排放具有挑战性。此外，据该论文称，牛吃的东西会影响排放，但在国家库存中没有计算在内，这导致温室气体排放模型存在很大的不确定性。堪萨斯饲养场的牛吃的是干草和玉米青贮的混合物。

 

NIST的物理学家布莱恩·沃希伯恩说:“未来，我们计划与堪萨斯州立大学合作，对牧场进行测量，让牛吃当地的草。”“不同的饲料，加上草原土壤中消耗甲烷的微生物活动，可能意味着牧场大气中产生的甲烷比饲养场少。”牛一生中有75%的时间是在牧场上度过的，杏耀所以这种测量方法更能代表甲烷的净产量。这也很难测量，因为它要在更大的面积上进行，大约500米乘500米，动物更少，大约40头。”

 

研究人员建议，农业库姆可以支持精准农业——使用新技术提高产量——通过在大空间尺度上同时测量多种气体，使设计更清洁、更高产的农场成为可能。