A talaj makrotápanyagok mérése nyelvvel

Hogyan mérjük a makrotápanyagokat a talajban?

Szerencsére senkinek sem kell a talajt nyalogatnia ahhoz, hogy megmérje a benne lévő tápanyagokat.

A tudósok, mint Dr. Maria L. Braunger és Dr. Antonio Riul Jr dolgoznak egy elektronikus nyelven, hogy ezt megtehessék. Mindkét kutató új stratégiákat és eszközöket dolgoz ki a talajon történő tápanyagmérés kezelésére.

De hogyan működik ez a készülék, és miért van igény a talaj tápanyagtartalmának mérésére?

Ahogyan Dr. Braunger és Dr. Riul mondta a munkájuk: "A világ növekvő élelmiszerigénye a termőterület növelése nélkül a mezőgazdasági és természeti erőforrások jobb kihasználását igényli, ami azt jelenti, hogy a precíziós mezőgazdaság jobb eszközeinek fejlesztésével el kell kerülni a növényvédő szerek és műtrágyák túlzott használatát. Ebben az összefüggésben a talaj jellemzésére vonatkozó nagy részletességű információk fontosak a talajgazdálkodás és a növénytermesztés termelékenysége szempontjából, amikor a precíziós mezőgazdasággal foglalkozunk."

Amit tudnia kell

A zöldségtermesztés során ásványi tápanyagokra van szükség a növény fejlődésének biztosításához.

Az ásványi tápanyagoknak két típusa van, a mikrotápanyagok és a makrotápanyagok, ez a felosztás nem a nagyobb vagy kisebb lényegességgel, hanem a növény által igényelt mennyiséggel függ össze.

Nézd meg Mind the Graph Galéria a talajjal kapcsolatos illusztrációkért. Kattintson az alábbi képre!

az Mind the Graph talajjal kapcsolatos illusztrációi

A makrotápanyagok nagy mennyiségben való szükségességének egyik magyarázata az, hogy szerkezeti szerepet játszanak, jelen vannak a DNS (dezoxiribonukleinsav) és az RNS (ribonukleinsav) kis részeiben, az enzimaktiválásban és a fotoszintézisben.

Hat kémiai elemet tekintünk makrotápanyagnak: Nitrogén (N), foszfor (P), kálium (K), kalcium (Ca), magnézium (Mg) és kén (S).

A precíziós mezőgazdaság a makro- és mikrotápanyagok megfelelő mennyiségét jelenti a talajban, és a szerzők rámutatnak az egészséges talaj fenntartásának fontosságára.

Ez a mezőgazdasági megközelítés a vidéki termelés hatékonyságának, termelékenységének és fenntarthatóságának javítása érdekében minden rendelkezésre álló adatot figyelembe vesz. A zöldségféléknek különböző igényeik vannak, és a talajnak biztosítania kell számukra az egészséges növekedéshez szükséges összes tápanyagot. A tápanyagok mennyisége azonban emberi szemmel nem látható a talajon, ezért mérni kell.

A mai technológia a talaj tápanyagtartalmát úgy méri, hogy a mintákat egy speciális laboratóriumba küldi, ahol lassú és drága kémiai elemzésre kerül sor. A szerző elektronikus nyelve (e-tongue) egy olyan korszerű eszköz, amely rövidesen helyi, gyors és olcsó elemzést ígér.

De mi is az az e-nyelv, és hogyan ízlelgeti a talajt?

Az emberi ízérzékelés során az ízlelőbimbók érzékelik a sós, savanyú, keserű, édes és umami ízeket. Az ízlelőbimbókban lévő ízérzékelő sejtek felelősek a nyálban oldott élelmiszerekben lévő ionokkal való reakcióért.

A sejtek az agyba küldik az ízről szóló mérhetetlen elektromos információkat.

Az e-nyelv az emberi megfelelőt utánzó eszköz, amely általában az ízlelőbimbókat szimuláló érzékelő egységekből áll. Röviden, folyadékba merítve az érzékelő egységek elektromos jellemzőik változásán keresztül érzékelik a külső környezet változásait.

A készülék

A talajminta méréséhez a talajt vízben kell feloldani, és egy négy érzékelős tömbön kell átvezetni.

A minta dielektromos közegként, az érzékelő pedig párhuzamos lemezkondenzátorként működik. A mintában lévő ionok az érzékelőcsoporton áthaladva különbözőképpen változtatják meg az impedanciát, az egyes érzékelőegységeket alkotó anyagok elektromos természetének megfelelően.

Az elektromos válaszkülönbség az elemzett minta ujjlenyomatát hozza létre. Az érzékelő kapacitív impedanciaadatait egy 25 mV amplitúdójú szinuszos jel 1 Hz és 1 MHz közötti frekvenciasöpréssel nyerik.

Az összes érzékelőegység variációját együttesen figyelembe véve és matematikai kezelést alkalmazva egy 2D-s síkbeli ábrán a minta mérési pontját kaphatjuk meg.

A következő kihívás

Eddig az e-nyelv minőségi választ adhatott, és a kihívás manapság annak mennyiségi mérése, hogy mennyi kálium van (például) egy talajmintában.

Egy másik lehetőség, hogy van egy standard talaj (például káliumban gazdag), és a módszer megmondja, hogy a minta mennyire tér el ettől a standardtól, megbecsülve a talajmintában lévő kálium mennyiségét. Ha minden egyes makrotápanyagra van egy standard, akkor ellenőrizhető, hogy a minta túl közel vagy túl messze (szegény vagy gazdag) van-e az egyes makrotápanyagoktól.

Mind the Graph-ben készült tudományos ábra

Az e-nyelvi válasz és így a talajban lévő tápanyagok egyensúlyának ismerete lehetővé teszi a gazdálkodó számára, hogy a talajkorrekciót a megfelelő műtrágya adott területen történő kiválasztásával kezelje, így csökkentve a vakválasztásból adódó pazarlást.

A pazarlás csökkentése és a termelékenység javítása a precíziós mezőgazdaság célja, és ezzel az eszközzel Dr. Braunger és Dr. Raul egy olcsó, egyszerű, gyors és helyben használható eszközzel kívánja segíteni a precíziós mezőgazdaságot. Reméljük, hogy hamarosan az e-nyelvek segítik a gazdálkodókat a jövő mezőgazdaságában.

____________

Ahogy Dr. Braunger és Dr. Raul segít a gazdáknak, Mind the Graph sok illusztrációs kategóriával segíthet egy dolgozat vagy prezentáció elkészítésében, ahol mindent megtalálhat, amire szüksége van.

És mi itt vagyunk, hogy segítsünk, ha bármi másra van szüksége, csak bejelentkezés a fiókjába és küldjön nekünk egy üzenetet a REQUEST AN ICON.