Maaperän makroravinteiden mittaaminen kielellä

Miten maaperän makroravintoaineita mitataan?

Onneksi kenenkään ei tarvitse nuolla maata mitatakseen siinä olevia ravinteita.

Tiedemiehet kuten Tohtori Maria L. Braunger ja Tohtori Antonio Riul Jr työskentelevät sähköisen kielen parissa. Molemmat tutkijat kehittävät uusia strategioita ja laitteita maaperän ravinteiden mittaamiseen.

Mutta miten tämä laite toimii ja miksi maaperän ravinteiden mittaamiselle on kysyntää?

Kuten tohtori Braunger ja tohtori Riul totesivat tutkimuksessaan heidän työnsä: "Elintarvikkeiden kasvava kysyntä maailmassa ilman, että tuotantopinta-ala kasvaa, edellyttää maatalous- ja luonnonvarojen parempaa käyttöä, mikä tarkoittaa, että täsmäviljelyn parempien välineiden kehittämisellä olisi vältettävä torjunta-aineiden ja lannoitteiden liiallista käyttöä. Tässä yhteydessä maaperän karakterisointia koskevat erittäin yksityiskohtaiset tiedot ovat tärkeitä maaperän hoidon ja viljelykasvien tuottavuuden kannalta, kun on kyse täsmäviljelystä."

Mitä sinun on tiedettävä

Vihanneksia viljeltäessä tarvitaan kivennäisaineita sadon kehityksen varmistamiseksi.

Kivennäisaineita on kahta tyyppiä, mikroravinteita ja makroravinteita, ja tämä jako ei korreloi suuremman tai pienemmän välttämättömyyden kanssa, vaan viljelykasvin tarvitseman määrän kanssa.

Tarkista Mind the Graph Galleria maaperään liittyviä kuvia. Klikkaa alla olevaa kuvaa!

maaperään liittyviä kuvituksia Mind the Graph:stä

Yksi selitys sille, että makroravintoaineita tarvitaan suuria määriä, on se, että niillä on rakenteellinen tehtävä, niitä on DNA:n (deoksiribonukleiinihappo) ja RNA:n (ribonukleiinihappo) pienissä osissa, entsyymien aktivoinnissa ja fotosynteesissä.

Kuusi kemiallista alkua pidetään makroravintoaineina: Typpi (N), fosfori (P), kalium (K), kalsium (Ca), magnesium (Mg) ja rikki (S).

Tarkkuusviljely tarkoittaa sitä, että maaperässä on oikeat määrät makro- ja mikroravinteita, ja kirjoittajat korostavat terveen maaperän ylläpitämisen tärkeyttä.

Tässä maataloutta koskevassa lähestymistavassa otetaan huomioon kaikki käytettävissä olevat tiedot, jotta voidaan parantaa maaseudun tuotannon tehokkuutta, tuottavuutta ja kestävyyttä. Vihanneksilla on erilaiset tarpeet, ja maaperän olisi tarjottava niille kaikki tarvittavat ravinteet terveen kasvun mahdollistamiseksi. Ravinteiden määrä ei kuitenkaan näy ihmissilmälle maaperässä, ja siksi se on mitattava.

Nykytekniikalla maaperän ravinteet mitataan lähettämällä näytteet erikoislaboratorioon hitaaseen ja kalliiseen kemialliseen analyysiin. Kirjoittajan elektroninen kieli (e-tongue) on huipputekninen laite, joka lupaa lyhyesti paikallisen, nopean ja edullisen analyysin.

Mutta mikä on e-kieli ja miten se maistuu maaperälle?

Ihmisen makuaistimukseen kuuluu suolan, hapon, karvaan, makean ja umamin makujen havaitseminen. Makuhermojen makureseptorisolut vastaavat siitä, että ne reagoivat sylkeen liuenneissa elintarvikkeissa olevien ionien kanssa.

Solut lähettävät aivoihin suunnatonta sähköistä tietoa mausta.

E-kieli on ihmisen vastaavaa jäljittelevä laite, ja se koostuu yleensä makuhermoja jäljittelevistä aistinyksiköistä. Lyhyesti sanottuna nesteeseen upotettuna anturiyksiköt voivat tuntea ulkoisen ympäristön vaihtelut sähköisten ominaisuuksiensa muutosten kautta.

Laite

Maaperänäytteen mittaamiseksi maa-aines liuotetaan veteen ja johdetaan neljän anturin muodostaman kokonaisuuden läpi.

Näyte toimii dielektrisenä väliaineena ja anturi rinnakkaislevykondensaattorina. Näytteessä olevat ionit, jotka kulkevat anturiryhmän läpi, muuttavat impedanssia eri tavalla kunkin anturiyksikön muodostavien materiaalien sähköisen luonteen mukaan.

Sähköisen vasteen ero tuottaa analysoidun näytteen sormenjäljen. Anturin kapasitiivista impedanssia koskevat tiedot saadaan 25 mV:n amplitudin sinisignaalin taajuuspyyhkäisyllä 1 Hz:n ja 1 MHz:n välillä.

Kun otetaan huomioon kaikkien anturiyksiköiden vaihtelu yhdessä ja sovelletaan matemaattista käsittelyä, on mahdollista saada näytteen mittauspiste 2D-tasokuvioon.

Seuraava haaste

Toistaiseksi e-kielellä on ehkä kvalitatiivinen vastaus, ja nykyään haasteena on kvantitatiivinen mittaus siitä, kuinka paljon kaliumia (esimerkiksi) maaperänäytteessä on.

Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää standardimaata (esimerkiksi runsaasti kaliumia sisältävää), ja menetelmä kertoo, kuinka kaukana näyte on standardimaasta, ja arvioi kaliumin määrän maanäytteessä. Kun jokaiselle makroravintoaineelle on olemassa standardi, voidaan tarkistaa, onko näyte liian lähellä tai liian kaukana (köyhä tai rikas) kustakin standardista.

Mind the Graph:ssä tehty tieteellinen luku

Kun viljelijällä on e-kielen vastaus ja näin ollen tieto maaperän ravinnetasapainosta, hän voi hallita maaperän korjausta valitsemalla oikean lannoitteen tietyllä alueella, mikä vähentää sokeasta valinnasta aiheutuvaa tuhlausta.

Hävikin vähentäminen ja tuottavuuden parantaminen on täsmäviljelyn tavoite, ja tämän laitteen avulla tohtori Braunger ja tohtori Raul haluavat auttaa täsmäviljelyä edullisella, yksinkertaisella, nopealla ja paikan päällä käytettävällä laitteella. Toivomme, että e-kielet auttavat pian maanviljelijöitä tulevaisuuden maataloudessa.

____________

Tohtori Braunger ja tohtori Raul auttavat maanviljelijöitä, Mind the Graph voi auttaa sinua laatimaan paperin tai esityksen monien kuvitusluokkien avulla, joista löydät kaiken tarvitsemasi.

Ja olemme täällä auttamassa sinua, jos tarvitset jotain muuta, vain kirjaudu tilillesi ja lähetä meille viesti REQUEST AN ICON.