Bagaimana cara mengukur unsur hara makro di dalam tanah?
Untungnya, tidak ada yang perlu menjilat tanah untuk mengukur unsur hara yang ada di dalamnya.
Para ilmuwan seperti Dr. Maria L. Braunger dan Dr. Antonio Riul Jr sedang mengembangkan lidah elektronik untuk melakukan hal tersebut. Kedua peneliti ini sedang mengembangkan strategi dan perangkat baru untuk menangani pengukuran unsur hara pada tanah.
Tetapi, bagaimana cara kerja perangkat ini dan mengapa ada permintaan untuk mengukur unsur hara tanah?
Seperti yang dikatakan oleh Dr. Braunger dan Dr. pekerjaan mereka: "Meningkatnya permintaan dunia akan makanan tanpa meningkatkan area produktif membutuhkan penggunaan sumber daya pertanian dan alam yang lebih baik, yang menyiratkan bahwa pengembangan alat yang lebih baik untuk pertanian presisi harus menghindari penggunaan pestisida dan pupuk yang berlebihan. Dalam konteks ini, informasi yang sangat rinci untuk karakterisasi tanah menjadi penting untuk pengelolaan tanah dan produktivitas tanaman ketika berhadapan dengan pertanian presisi."
Apa yang perlu Anda ketahui
Saat menanam sayuran, nutrisi mineral diperlukan untuk memastikan perkembangan tanaman.
Ada dua jenis unsur hara mineral, yaitu unsur hara mikro dan unsur hara makro, pembagian ini tidak berkorelasi dengan esensialitas yang lebih besar atau lebih kecil, tetapi dengan jumlah yang dibutuhkan oleh tanaman.
Lihat Galeri Mind the Graph untuk ilustrasi yang berhubungan dengan tanah. Klik pada gambar di bawah ini!
Salah satu penjelasan mengapa makronutrien dibutuhkan dalam jumlah besar adalah karena makronutrien memiliki peran struktural, terdapat di bagian kecil DNA (asam deoksiribonukleat) dan RNA (asam ribonukleat), dalam aktivasi enzimatik, dan fotosintesis.
Enam elemen kimia dianggap sebagai mineral Makronutrien: Nitrogen (N), Fosfor (P), Kalium (K), Kalsium (Ca), Magnesium (Mg), dan Sulfur (S).
Pertanian presisi berarti memiliki jumlah unsur hara makro dan mikro yang tepat di dalam tanah, dan para penulis menyatakan pentingnya menjaga kesehatan tanah.
Pendekatan pertanian ini akan mempertimbangkan semua data yang tersedia untuk meningkatkan efisiensi, produktivitas, dan keberlanjutan produksi pedesaan. Sayuran memiliki kebutuhan yang berbeda dan tanah harus menyediakan semua unsur hara yang diperlukan untuk memungkinkan pertumbuhan yang sehat. Namun, jumlah unsur hara tidak dapat dilihat oleh mata manusia di dalam tanah, dan oleh karena itu, unsur hara tersebut perlu diukur.
Teknologi saat ini mengukur unsur hara tanah dengan mengirimkan sampel ke laboratorium khusus untuk analisis kimia yang lambat dan mahal. Lidah elektronik (e-tongue) milik penulis adalah perangkat canggih yang menjanjikan analisis lokal, cepat, dan murah.
Tapi apa itu lidah elektronik dan bagaimana rasanya?
Persepsi rasa manusia melibatkan indera pengecap yang mendeteksi rasa asin, asam, pahit, manis, dan umami. Sel-sel reseptor rasa dalam indera pengecap bertanggung jawab untuk bereaksi dengan ion-ion yang ada dalam bahan makanan yang terlarut dalam air liur.
Sel-sel tersebut mengirimkan informasi elektrik yang sangat besar ke otak tentang rasa.
E-tongue adalah perangkat yang meniru lidah manusia, dan umumnya terdiri dari serangkaian unit penginderaan yang mensimulasikan indera pengecap. Secara singkat, ketika dicelupkan ke dalam cairan, unit penginderaan dapat merasakan variasi dalam lingkungan eksternal melalui perubahan karakteristik listriknya.
Perangkat
Untuk mengukur sampel tanah, tanah harus dilarutkan dalam air dan dilewatkan melalui susunan empat sensor.
Sampel bertindak sebagai media dielektrik dan sensor sebagai kapasitor pelat paralel. Ion yang ada dalam sampel yang melewati susunan sensor mengubah impedansi secara berbeda, sesuai dengan sifat listrik bahan yang membentuk setiap unit penginderaan.
Perbedaan dalam respons listrik menghasilkan sidik jari dari sampel yang dianalisis. Data impedansi kapasitif sensor diperoleh dengan sapuan frekuensi antara 1 Hz dan 1 MHz dari sinyal sinusoidal dengan amplitudo 25 mV.
Dengan mempertimbangkan variasi semua unit penginderaan secara bersama-sama dan menerapkan perlakuan matematis, maka dimungkinkan untuk memiliki titik pengukuran untuk sampel dalam plot bidang 2D.
Tantangan berikutnya
Sejauh ini e-tongue mungkin memiliki respons kualitatif, dan tantangan saat ini adalah pengukuran kuantitatif berapa banyak kalium (misalnya) yang ada dalam sampel tanah.
Alternatif lainnya adalah dengan memiliki standar tanah (kaya akan kalium, misalnya) dan metode ini akan menyatakan seberapa jauh sampel tersebut dari standar tersebut, dengan memperkirakan kuantitas kalium dalam sampel tanah. Memiliki standar untuk setiap unsur hara makro memungkinkan untuk memeriksa apakah sampel terlalu dekat atau terlalu jauh (miskin atau kaya) dari masing-masing unsur hara.
Dengan adanya respon e-tongue dan dengan demikian mengetahui keseimbangan nutrisi di dalam tanah, petani dapat mengelola koreksi tanah dengan memilih pupuk yang tepat di wilayah tertentu, sehingga mengurangi pemborosan akibat pilihan yang tidak tepat.
Mengurangi limbah dan meningkatkan produktivitas adalah tujuan dari pertanian presisi, dan dengan perangkat ini, Dr. Braunger dan Dr. Raul ingin membantu pertanian presisi dengan perangkat yang murah, sederhana, cepat, dan dapat digunakan di tempat. Kami berharap dapat segera memiliki e-tongue yang membantu para petani dalam pertanian di masa depan.
____________
Braunger dan Dr. Raul membantu para petani, Mind the Graph dapat membantu Anda menyiapkan makalah atau presentasi dengan banyak kategori ilustrasi di mana Anda dapat menemukan semua yang Anda butuhkan.
Dan kami di sini untuk membantu Anda jika Anda membutuhkan sesuatu yang lain, hanya masuk ke akun Anda dan kirimkan pesan kepada kami di bagian MINTA IKON.
Berlangganan buletin kami
Konten eksklusif berkualitas tinggi tentang visual yang efektif
komunikasi dalam sains.
Indonesian 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak