據外媒報道，近日，研究人員揭開了“農業頻率梳”的面紗以用來測量奶牛打嗝情況。據悉，這種農業棉可以幫助優化農業生產過程，減少溫室氣體的產生。來自美國國家標準與技術研究所(NIST)和堪薩斯州立大學(KSU)的研究人員在使用NIST的農用儀器同時測量了堪薩斯州肉牛飼養場周圍大氣中甲烷、氨、二氧化碳和水蒸氣的排放。
NIST的儀器是一個雙梳狀系統，當梳狀光在戶外路徑上來回傳送時，它會根據大氣吸收的紅外光的精確陰影和數量來識別痕量氣體。
據《Science Advances》描述，這是頻率梳首次在農業環境中使用。這個便攜式系統被安裝在飼養場旁邊的一輛拖車裡。激光經過特殊放大和過濾來瞄準特定的氣體。
研究人員對擁有約300頭牛的牛圈中沿逆風和下風兩條100米長的路徑排放的氣體進行了測量。實驗的重點是甲烷和氨，因為牲畜（主要是牛）的排放是美國人為甲烷的最大來源，甲烷是一種主要的溫室氣體，而氨是一種重要的大氣污染物。
測量捕獲了牛在消化過程和地上糞便的排放量。農業頻率梳以百萬分之二十五的精度測量了甲烷和氨的濃度。農業頻率梳的甲烷檢測結果跟商業傳感器的結果相當，該傳感器在飼養場邊緣的多個入口對空氣進行採樣。頻率梳系統對氨特別有用，因為這種氣體很粘、很難用吸入空氣的系統來測量。此外，它還可以同時測量多種氣體，這對傳統的系統是一個挑戰。
最後，根據這篇論文，雖然商用傳感器能更快地測量出精確的背景水平，但農業頻率梳能更準確地捕捉到順風羽流從而更好地描述氣體來源。對於未來計劃測量牧場上分佈稀疏的奶牛所產生的甲烷來說，精度的提高至關重要，這是一個更具挑戰性的問題。
這篇論文指出，新舊技術的一致激發了人們的信心，其認為農用頻率梳可以在農業環境中準確地量化氣體。農用頻率梳的優點包括對廣泛的紅外光敏感、高精度、一次檢測多種氣體無需校準及測量設置的靈活性。
由於商業農場的管理實踐和牛的特性不同，估算牲畜的甲烷排放具有挑戰性。此外根據這篇論文，牛吃什麼會影響排放，但沒有將國家清單計入，這使得該溫室氣體排放模型存在很大的不確定性。據悉，堪薩斯飼養場的牛吃的是混合的乾草和玉米青貯飼料。
NIST物理學家Brian Washburn表示：“未來我們的計劃是跟KSU合作進行牧場測量，在那裡牛吃本地的草。不同的飼料加上草地土壤中消耗甲烷的微生物活動可能意味着牧場大氣中的甲烷產量低於飼養場。牛一生中約有75%的時間是在牧場度過的，所以這種測量方法更能代表凈甲烷產量。這也將是一個更困難的測量，因為它將發生在一個更大的區域，大約500米x500米，動物更少，約40頭。”
這組科學家認為，通過在大空間尺度上同時測量多種氣體可以支持精確農業–通過使用新技術來提高產量從而使設計出更清潔、更多產的農場成為可能。