Как се измерват макроелементите в почвата?

За щастие не е необходимо да облизвате почвата, за да определите съдържанието на хранителни вещества в нея.

Учени като Д-р Мария Л. Браунгер и Д-р Антонио Риул младши работим върху електронен език за тази цел. И двамата изследователи разработват нови стратегии и устройства за справяне с измерването на хранителните вещества в почвата.

Но как работи това устройство и защо е необходимо да се измерват хранителните вещества в почвата?

Както казаха д-р Браунгер и д-р Риул в тяхната работа: "Нарастващото световно търсене на храна без увеличаване на производствените площи изисква по-добро използване на селскостопанските и природните ресурси, което означава, че разработването на по-добри инструменти за прецизно земеделие трябва да избягва прекомерната употреба на пестициди и торове. В рамките на това контекст, подробната информация за характеризиране на почвата е важна за управлението на почвата и културите. производителност когато се занимавате с прецизно земеделие."

Какво трябва да знаете

При отглеждането на зеленчуци са необходими минерални хранителни вещества, за да се гарантира развитието на културите.

Има две видове на минерални хранителни вещества, микроелементи и макроелементи, като това разделение не е свързано с по-голяма или по-малка необходимост, а с количеството, необходимо на културата.

Проверете Галерия Mind the Graph за илюстрации, свързани с почвата. Кликнете върху изображението по-долу!

илюстрации, свързани с почвата от Mind the Graph

Едно от обясненията за необходимостта от големи количества макронутриенти е фактът, че те имат структурна роля, присъстват в малките части на ДНК (дезоксирибонуклеинова киселина) и РНК (рибонуклеинова киселина), в ензимната активация и фотосинтезата.

Шест химикал се считат за макроелементи: Азот (N), фосфор (P), калий (K), калций (Ca), магнезий (Mg) и сяра (S).

Прецизното земеделие се изразява в наличието на правилните количества макро- и микроелементи в почвата, а авторите твърдят, че значение за поддържане на здрава почва. 

Този подход към селското стопанство ще вземе предвид всички налични данни, за да подобри ефективността, производителността и устойчивостта на производството в селските райони. Зеленчуците имат различни нужди и почвата трябва да им осигури всички необходими хранителни вещества, за да се осигури здравословен растеж. Но количеството на хранителните вещества не е видимо за човешкото око в почвата и затова трябва да се измерва. 

Днешната технология измерва хранителните вещества в почвата чрез изпращане на проби в специализиран лаборатория за бавен и скъп химичен анализ. Електронният език на автора (e-tongue) е съвременно устройство, което обещава за кратко време локален, бърз и евтин анализ.

Но какво представлява електронният език и как вкусва почвата?

Човешкото вкусово възприятие включва вкусови рецептори, които откриват солен, кисел, горчив, сладък и умами вкус. Рецептор на вкуса клетки във вкусовите рецептори реагират с йоните, съдържащи се в хранителните продукти, разтворени в слюнката.

Клетките изпращат до мозъка огромна електрическа информация за вкуса. 

Електронният език е устройство, имитиращо човешкия аналог, и обикновено се състои от набор от сензорни устройства, имитиращи вкусовите рецептори. Накратко, когато са потопени в течност, сензорните единици могат да усещат промените във външната среда чрез промени в електрическите си характеристики.

Устройството

За да се измери почвена проба, почвата трябва да се разтвори във вода и да се прокара през масив от четири сензора.

Пробата действа като диелектрична среда, а сензорът - като паралелен кондензатор. Йоните в пробата, преминаващи през сензорната решетка, променят импеданса по различен начин в зависимост от електрическата природа на материалите, от които се състои всеки сензорен блок. 

Сайтът разлика в електрическата реакция генерира пръстов отпечатък на анализираната проба. Данните за капацитивното съпротивление на сензора се получават чрез честотно размахване между 1 Hz и 1 MHz на синусоидален сигнал с амплитуда 25 mV.

Като се вземат предвид вариациите на всички сензорни единици заедно и се приложи математическа обработка, е възможно да се получи точка на измерване за проба в 2D равнинен участък. 

Следващото предизвикателство

Досега електронният език можеше да има качествен отговор, а предизвикателството в днешно време е количественото измерване на количеството калий (например) в почвената проба. 

Алтернативата е да се използва стандартна почва (например богата на калий) и методът ще покаже колко далеч е пробата от този стандарт, като оцени количеството калий в почвената проба. Наличието на стандарт за всеки макроелемент дава възможност да се провери дали дадена проба е твърде близо или твърде далеч (съответно бедна или богата) от всеки от тях.

научна фигура, изработена в Mind the Graph

Притежаването на отговора на електронния език и следователно познаването на баланса на хранителните вещества в почвата позволява на земеделския стопанин да управлява корекцията на почвата, като избира правилния тор в определен регион, като по този начин намалява загубите от сляп избор.

Намаляването на отпадъците и подобряването на производителността е целта на прецизното земеделие, а с това устройство д-р Браунгер и д-р Раул искат да подпомогнат прецизното земеделие с устройство, което е евтино, просто, бързо и се използва на място. Надяваме се скоро електронните езици да помагат на фермерите в земеделието на бъдещето.

____________

Д-р Браунжер и д-р Раул помагат на фермерите, Mind the Graph може да ви помогне да подготвите доклад или презентация с много категории илюстрации, в които можете да намерите всичко, от което се нуждаете.


Ако имате нужда от нещо друго, ние сме насреща, за да ви помогнем. влезте в профила си и ни изпратете съобщение в полето ЗАЯВЯВАНЕ НА ИКОНА.

абонамент за лого

Абонирайте се за нашия бюлетин

Ексклузивно висококачествено съдържание за ефективни визуални
комуникация в областта на науката.

- Ексклузивно ръководство
- Съвети за дизайн
- Научни новини и тенденции
- Уроци и шаблони