{"id":13096,"date":"2021-07-05T19:37:29","date_gmt":"2021-07-05T22:37:29","guid":{"rendered":"https:\/\/mindthegraph.com\/blog\/?p=13096"},"modified":"2023-01-05T14:45:58","modified_gmt":"2023-01-05T17:45:58","slug":"measuring-soil-macronutrients-with-a-tongue","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mindthegraph.com\/blog\/de\/boden-makronahrstoffe-mit-der-zunge-messen\/","title":{"rendered":"Makron\u00e4hrstoffe im Boden mit der Zunge messen"},"content":{"rendered":"

Wie misst man Makron\u00e4hrstoffe im Boden?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Zum Gl\u00fcck muss niemand an der Erde lecken, um die darin enthaltenen N\u00e4hrstoffe zu messen.<\/p>\n\n\n\n

Wissenschaftler wie Dr. Maria L. Braunger<\/a> und Dr. Antonio Riul Jr.<\/a> arbeiten an einer elektronischen Zunge, die dies erm\u00f6glicht. Beide Forscher entwickeln neue Strategien und Ger\u00e4te f\u00fcr die N\u00e4hrstoffmessung im Boden.<\/p>\n\n\n\n

Aber wie funktioniert dieses Ger\u00e4t und warum besteht der Bedarf, die N\u00e4hrstoffe im Boden zu messen?<\/p>\n\n\n\n

Wie Dr. Braunger und Dr. Riul in ihre Arbeit<\/a>: \"Die weltweit steigende Nachfrage nach Nahrungsmitteln bei gleichzeitiger Vergr\u00f6\u00dferung der Produktionsfl\u00e4che erfordert eine bessere Nutzung der landwirtschaftlichen und nat\u00fcrlichen Ressourcen, was bedeutet, dass die Entwicklung besserer Instrumente f\u00fcr die Pr\u00e4zisionslandwirtschaft einen \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Einsatz von Pestiziden und D\u00fcngemitteln vermeiden sollte. In diesem Zusammenhang sind detaillierte Informationen zur Bodencharakterisierung wichtig f\u00fcr die Bodenbewirtschaftung und die Pflanzenproduktivit\u00e4t im Rahmen der Pr\u00e4zisionslandwirtschaft.\"<\/p>\n\n\n\n

Was Sie wissen m\u00fcssen<\/h2>\n\n\n\n

Beim Gem\u00fcseanbau werden Mineralstoffe ben\u00f6tigt, um die Entwicklung der Pflanzen zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\n

Es gibt zwei Arten von Mineralstoffen, Mikron\u00e4hrstoffe und Makron\u00e4hrstoffe, wobei diese Unterteilung nicht mit einer gr\u00f6\u00dferen oder geringeren Wichtigkeit korreliert, sondern mit der von der Pflanze ben\u00f6tigten Menge.<\/p>\n\n\n\n

\u00dcberpr\u00fcfen Sie Mind the Graph-Galerie<\/a> f\u00fcr Abbildungen zum Thema Boden. Klicken Sie auf das Bild unten!<\/p>\n\n\n\n

\"Abbildungen<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Eine Erkl\u00e4rung f\u00fcr den hohen Bedarf an Makron\u00e4hrstoffen ist die Tatsache, dass sie eine strukturelle Rolle spielen, in den kleinen Teilen der DNA (Desoxyribonukleins\u00e4ure) und der RNA (Ribonukleins\u00e4ure) enthalten sind, bei der Aktivierung von Enzymen und der Photosynthese.<\/p>\n\n\n\n

Sechs chemische Elemente werden als Makron\u00e4hrstoff-Mineralien betrachtet: Stickstoff (N), Phosphor (P), Kalium (K), Kalzium (Ca), Magnesium (Mg) und Schwefel (S).<\/p>\n\n\n\n

Pr\u00e4zisionslandwirtschaft bedeutet, die richtigen Mengen an Makro- und Mikron\u00e4hrstoffen im Boden zu haben, und die Autoren weisen darauf hin, wie wichtig es ist, einen gesunden Boden zu erhalten. <\/p>\n\n\n\n

Bei diesem Ansatz der Landwirtschaft werden alle verf\u00fcgbaren Daten ber\u00fccksichtigt, um die Effizienz, Produktivit\u00e4t und Nachhaltigkeit der l\u00e4ndlichen Produktion zu verbessern. Die Gem\u00fcsearten haben unterschiedliche Bed\u00fcrfnisse, und der Boden sollte sie mit allen f\u00fcr ein gesundes Wachstum erforderlichen N\u00e4hrstoffen versorgen. Die Menge der N\u00e4hrstoffe ist jedoch f\u00fcr das menschliche Auge im Boden nicht sichtbar und muss daher gemessen werden. <\/p>\n\n\n\n

Mit der heutigen Technologie werden die N\u00e4hrstoffe im Boden gemessen, indem die Proben zur langsamen und teuren chemischen Analyse an ein spezialisiertes Labor geschickt werden. Die elektronische Zunge des Autors (e-tongue) ist ein hochmodernes Ger\u00e4t, das in K\u00fcrze eine lokale, schnelle und kosteng\u00fcnstige Analyse verspricht.<\/p>\n\n\n\n

Aber was ist eine E-Zunge und wie schmeckt sie den Boden?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Bei der menschlichen Geschmackswahrnehmung nehmen die Geschmacksknospen salzige, saure, bittere, s\u00fc\u00dfe und umami-Aromen wahr. Die Geschmacksrezeptorzellen in den Geschmacksknospen reagieren mit Ionen, die in den im Speichel gel\u00f6sten Lebensmitteln enthalten sind.<\/p>\n\n\n\n

Die Zellen senden dem Gehirn unermessliche elektrische Informationen \u00fcber den Geschmack. <\/p>\n\n\n\n

Die elektronische Zunge ist ein Ger\u00e4t, das das menschliche Gegenst\u00fcck nachahmt und im Allgemeinen aus einer Reihe von Sensoreinheiten besteht, die die Geschmacksknospen simulieren. Kurz gesagt, wenn sie in eine Fl\u00fcssigkeit getaucht werden, k\u00f6nnen die Sensoreinheiten Ver\u00e4nderungen in der \u00e4u\u00dferen Umgebung durch \u00c4nderungen ihrer elektrischen Eigenschaften sp\u00fcren.<\/p>\n\n\n\n

Das Ger\u00e4t<\/h3>\n\n\n\n

Um eine Bodenprobe zu messen, muss der Boden in Wasser aufgel\u00f6st und durch eine Anordnung von vier Sensoren geleitet werden.<\/p>\n\n\n\n

Die Probe wirkt wie ein dielektrisches Medium und der Sensor wie ein Parallelplattenkondensator. Die in der Probe vorhandenen Ionen, die das Sensorarray passieren, ver\u00e4ndern die Impedanz unterschiedlich, je nach der elektrischen Beschaffenheit der Materialien, aus denen die einzelnen Sensoreinheiten bestehen. <\/p>\n\n\n\n

Der Unterschied in der elektrischen Antwort erzeugt einen Fingerabdruck der analysierten Probe. Die kapazitiven Impedanzdaten eines Sensors werden durch einen Frequenzdurchlauf zwischen 1 Hz und 1 MHz eines sinusf\u00f6rmigen Signals mit einer Amplitude von 25 mV erfasst.<\/p>\n\n\n\n

Ber\u00fccksichtigt man die Variation aller Messeinheiten zusammen und wendet eine mathematische Behandlung an, ist es m\u00f6glich, einen Messpunkt f\u00fcr eine Probe in einem 2D-Plot zu erhalten. <\/p>\n\n\n\n

Die n\u00e4chste Herausforderung<\/h3>\n\n\n\n

Bisher konnte die E-Zunge nur qualitativ reagieren, und die Herausforderung besteht heute darin, quantitativ zu messen, wie viel Kalium (zum Beispiel) in einer Bodenprobe vorhanden ist. <\/p>\n\n\n\n

Eine Alternative ist die Verwendung eines Standardbodens (z. B. reich an Kalium), und die Methode gibt an, wie weit die Probe von diesem Standard entfernt ist, indem sie die Kaliummenge in der Bodenprobe sch\u00e4tzt. Wenn man f\u00fcr jeden Makron\u00e4hrstoff einen Standard hat, kann man \u00fcberpr\u00fcfen, ob eine Probe zu nah oder zu weit (arm bzw. reich) von den einzelnen N\u00e4hrstoffen entfernt ist.<\/p>\n\n\n\n

\"Wissenschaftliche<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Mit Hilfe der E-Zungen-Antwort und der Kenntnis des N\u00e4hrstoffgleichgewichts im Boden kann der Landwirt die Bodenkorrektur durch die Wahl des richtigen D\u00fcngers in einer bestimmten Region steuern und so die Verschwendung einer blinden Wahl verringern.<\/p>\n\n\n\n

Mit diesem Ger\u00e4t wollen Dr. Braunger und Dr. Raul die Pr\u00e4zisionslandwirtschaft mit einem Ger\u00e4t unterst\u00fctzen, das kosteng\u00fcnstig, einfach, schnell und vor Ort einsetzbar ist. Wir hoffen, dass wir bald E-Zungen haben werden, die den Landwirten in der Landwirtschaft der Zukunft helfen.<\/p>\n\n\n\n

____________<\/p>\n\n\n\n

Wie Dr. Braunger und Dr. Raul den Bauern helfen, Mind the Graph<\/a> kann Ihnen bei der Vorbereitung eines Referats oder einer Pr\u00e4sentation mit vielen Illustrationskategorien helfen, in denen Sie alles finden k\u00f6nnen, was Sie brauchen.<\/p>\n\n\n\n


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Wie misst man Makron\u00e4hrstoffe im Boden? Zum Gl\u00fcck muss niemand mehr am Boden lecken, um die darin enthaltenen N\u00e4hrstoffe zu messen. Wissenschaftler wie Dr. Maria L. Braunger und Dr. Antonio Riul Jr. arbeiten an einer elektronischen Zunge, die dies erm\u00f6glicht. 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