Měření půdních makroživin jazykem

Jak měřit obsah makroživin v půdě?

Naštěstí nikdo nemusí olizovat půdu, aby zjistil, kolik živin je v ní obsaženo.

Vědci jako Dr. Maria L. Braunger a Dr. Antonio Riul Jr pracují na elektronickém jazyku, který by to umožnil. Oba výzkumníci vyvíjejí nové strategie a zařízení pro měření živin v půdě.

Jak ale toto zařízení funguje a proč je potřeba měřit živiny v půdě?

Jak uvedli Dr. Braunger a Dr. Riul v článku jejich práce: "Rostoucí světová poptávka po potravinách bez zvětšování produkční plochy vyžaduje lepší využívání zemědělských a přírodních zdrojů, což znamená, že vývoj lepších nástrojů pro přesné zemědělství by měl zabránit nadměrnému používání pesticidů a hnojiv. V tomto kontextu jsou pro hospodaření s půdou a produktivitu plodin při řešení precizního zemědělství důležité vysoce podrobné informace pro charakterizaci půdy."

Co byste měli vědět

Při pěstování zeleniny jsou k zajištění vývoje plodin zapotřebí minerální živiny.

Existují dva typy minerálních živin, mikroživiny a makroživiny, přičemž toto rozdělení nesouvisí s větší či menší nezbytností, ale s množstvím, které plodina potřebuje.

Podívejte se na Galerie Mind the Graph pro ilustrace týkající se půdy. Klikněte na obrázek níže!

ilustrace týkající se půdy z Mind the Graph

Jedním z vysvětlení, proč jsou makronutrienty vyžadovány ve vysokém množství, je skutečnost, že mají strukturní úlohu, jsou přítomny v malých částech DNA (deoxyribonukleová kyselina) a RNA (ribonukleová kyselina), při enzymatické aktivaci a fotosyntéze.

Šest chemických prvků se považuje za makroživiny: Dusík (N), fosfor (P), draslík (K), vápník (Ca), hořčík (Mg) a síra (S).

Přesné zemědělství znamená, že v půdě je správné množství makroživin a mikroživin, a autoři uvádějí, že je důležité udržovat půdu zdravou.

Tento přístup k zemědělství zohlední všechny dostupné údaje, aby se zlepšila efektivita, produktivita a udržitelnost venkovské produkce. Zelenina má různé potřeby a půda by jí měla poskytnout všechny živiny potřebné pro zdravý růst. Množství živin však není na půdě pro lidské oko viditelné, a proto je třeba je měřit.

Dnešní technologie měří živiny v půdě tak, že vzorky posílá do specializované laboratoře, kde se provádí pomalá a nákladná chemická analýza. Autorův elektronický jazyk (e-tongue) je nejmodernější zařízení, které slibuje krátkodobou lokální, rychlou a levnou analýzu.

Co je to ale e-jazyk a jak chutná půda?

Lidské chuťové buňky vnímají slané, kyselé, hořké, sladké a umami chutě. Chuťové receptory v chuťových pohárcích jsou zodpovědné za reakci s ionty přítomnými v potravinách rozpuštěných ve slinách.

Buňky posílají do mozku nesmírně důležité elektrické informace o chuti.

E-jazyk je zařízení napodobující lidský protějšek a obecně se skládá ze soustavy snímacích jednotek simulujících chuťové pohárky. Stručně řečeno, po ponoření do kapaliny mohou snímací jednotky pociťovat změny vnějšího prostředí prostřednictvím změn svých elektrických charakteristik.

Zařízení

Pro měření vzorku půdy je třeba půdu rozpustit ve vodě a nechat ji projít soustavou čtyř senzorů.

Vzorek funguje jako dielektrické médium a senzor jako paralelní deskový kondenzátor. Ionty přítomné ve vzorku, které procházejí soustavou snímačů, mění impedanci různým způsobem v závislosti na elektrické povaze materiálů tvořících jednotlivé snímací jednotky.

Rozdíl v elektrické odezvě vytváří otisk analyzovaného vzorku. Údaje o kapacitní impedanci senzoru se získávají frekvenčním rozsahem mezi 1 Hz a 1 MHz sinusového signálu s amplitudou 25 mV.

Při zohlednění změn všech snímacích jednotek dohromady a použití matematického zpracování je možné získat bod měření pro vzorek ve 2D rovinném grafu.

Další výzva

Zatím může mít e-jazyk kvalitativní odezvu a výzvou je dnes kvantitativní měření množství draslíku (například) ve vzorku půdy.

Alternativou je mít standardní půdu (například bohatou na draslík) a metoda určí, jak daleko je vzorek od tohoto standardu, a odhadne množství draslíku ve vzorku půdy. Standard pro každý makroživinový prvek umožňuje zkontrolovat, zda je vzorek příliš blízko nebo příliš daleko (chudý, resp. bohatý) od každého z nich.

vědecká postava vyrobená v Mind the Graph

Mít k dispozici reakci e-jazyka a znát tak rovnováhu živin v půdě umožňuje zemědělci řídit korekci půdy výběrem správného hnojiva v konkrétní oblasti, čímž se snižuje plýtvání při slepé volbě.

Snížení plýtvání a zvýšení produktivity je cílem precizního zemědělství a tímto zařízením chtějí Dr. Braunger a Dr. Raul pomoci preciznímu zemědělství pomocí zařízení, které je levné, jednoduché, rychlé a používá se přímo na místě. Doufáme, že již brzy budou elektronické jazyky pomáhat zemědělcům v zemědělství budoucnosti.

____________

Dr. Braunger a Dr. Raul pomáhají zemědělcům, Mind the Graph vám pomůže připravit referát nebo prezentaci s mnoha kategoriemi ilustrací, kde najdete vše, co potřebujete.

A pokud budete potřebovat cokoli dalšího, jsme tu pro vás. přihlášení k účtu a pošlete nám zprávu v sekci POŽÁDAT O IKONU.