Dirvožemio makroelementų matavimas liežuviu

Kaip išmatuoti dirvožemyje esančius makroelementus?

Laimei, niekam nereikia laižyti dirvožemio, kad nustatytų jame esančių maistinių medžiagų kiekį.

Mokslininkai, pvz. Dr. Maria L. Braunger ir Dr. Antonio Riul jaunesnysis rengia elektroninį liežuvį, kad tai būtų galima padaryti. Abu tyrėjai kuria naujas strategijas ir prietaisus, skirtus maistingosioms medžiagoms dirvožemyje matuoti.

Tačiau kaip šis prietaisas veikia ir kodėl reikia matuoti dirvožemio maistingąsias medžiagas?

Kaip teigė dr. Braungeris ir dr. Riul jų darbą.: "Didėjanti pasaulinė maisto paklausa nedidinant gamybinių plotų reikalauja geresnio žemės ūkio ir gamtos išteklių naudojimo, o tai reiškia, kad kuriant geresnes tiksliosios žemdirbystės priemones reikėtų vengti pernelyg didelio pesticidų ir trąšų naudojimo. Šiame kontekste tiksliosios žemdirbystės srityje labai svarbi labai išsami dirvožemio apibūdinimo informacija yra svarbi dirvožemio valdymui ir pasėlių produktyvumui."

Ką reikia žinoti

Auginant daržoves reikia mineralinių maistinių medžiagų, kad būtų užtikrintas pasėlių vystymasis.

Mineralinės maistinės medžiagos yra dviejų rūšių - mikroelementai ir makroelementai; šis skirstymas susijęs ne su didesniu ar mažesniu reikalingumu, o su augalams reikalingu kiekiu.

Patikrinkite Mind the Graph galerija su dirvožemiu susijusių iliustracijų. Spustelėkite žemiau esantį paveikslėlį!

iliustracijos, susijusios su dirvožemiu iš Mind the Graph

Vienas iš paaiškinimų, kodėl makroelementų reikia daug, yra tas, kad jie atlieka struktūrinį vaidmenį, yra mažose DNR (deoksiribonukleorūgšties) ir RNR (ribonukleorūgšties) dalyse, fermentų aktyvacijoje ir fotosintezėje.

Šeši cheminiai elementai laikomi makroelementais: Azotas (N), fosforas (P), kalis (K), kalcis (Ca), magnis (Mg) ir siera (S).

Tikslioji žemdirbystė reiškia, kad dirvožemyje turi būti tinkamas makroelementų ir mikroelementų kiekis, o autoriai pabrėžia, kaip svarbu palaikyti sveiką dirvožemį.

Taikant šį žemės ūkio metodą bus atsižvelgiama į visus turimus duomenis, kad būtų pagerintas kaimo gamybos veiksmingumas, našumas ir tvarumas. Daržovės turi skirtingus poreikius, todėl dirvožemis turėtų aprūpinti jas visomis maistinėmis medžiagomis, reikalingomis sveikam augimui. Tačiau dirvožemyje esantis maistinių medžiagų kiekis žmogaus akiai nėra matomas, todėl jį reikia išmatuoti.

Šiandieninė technologija dirvožemio maistingąsias medžiagas nustato siunčiant mėginius į specializuotą laboratoriją, kurioje atliekama lėta ir brangi cheminė analizė. Autoriaus sukurtas elektroninis liežuvis (e. liežuvis) - tai modernus prietaisas, kuris žada trumpą vietinę, greitą ir pigią analizę.

Tačiau kas yra e. liežuvis ir kaip jis ragauja dirvožemį?

Žmogaus skonio receptoriai jaučia sūrų, rūgštų, kartaus, saldų ir umami skonį. Skonio receptorių ląstelės skonio receptoriuose reaguoja į seilėse ištirpusiuose maisto produktuose esančius jonus.

Ląstelės siunčia į smegenis didžiulę elektrinę informaciją apie skonį.

Elektroninis liežuvis - tai prietaisas, imituojantis žmogaus liežuvį, kurį paprastai sudaro daugybė skonio receptorius imituojančių jutiklių. Trumpai tariant, panardinti į skystį jutikliai gali pajusti išorinės aplinkos pokyčius, nes keičiasi jų elektrinės charakteristikos.

Įrenginys

Norint išmatuoti dirvožemio mėginį, dirvožemį reikia ištirpinti vandenyje ir praleisti pro keturių jutiklių matricą.

Mėginys veikia kaip dielektrinė terpė, o jutiklis - kaip lygiagrečios plokštės kondensatorius. Per jutiklio matricą einantys mėginyje esantys jonai skirtingai keičia varžą, atsižvelgiant į kiekvieną jutiklio elementą sudarančių medžiagų elektrinę prigimtį.

Pagal elektrinio atsako skirtumą sukuriamas analizuojamo mėginio pirštų atspaudas. Jutiklio talpinės varžos duomenys gaunami 1 Hz-1 MHz dažniu keičiant 25 mV amplitudės sinusinį signalą.

Atsižvelgiant į visų jutiklių variaciją kartu ir taikant matematinį apdorojimą, galima nustatyti mėginio matavimo tašką 2D plokštumos brėžinyje.

Kitas iššūkis

Kol kas e. liežuvis gali turėti kokybinį atsaką, o šiuo metu iššūkis yra kiekybinis kalio kiekio (pvz., dirvožemio mėginyje) matavimas.

Alternatyva - turėti standartinį dirvožemį (pvz., turtingą kalio), o taikant metodą bus nustatyta, kiek mėginys skiriasi nuo to standarto, ir taip bus įvertintas kalio kiekis dirvožemio mėginyje. Turint kiekvieno makroelemento standartą, galima patikrinti, ar mėginys yra per arti arba per toli (atitinkamai skurdus arba turtingas) nuo kiekvieno makroelemento.

mokslo figūra, pagaminta pagal Mind the Graph

Turėdamas e. liežuvio atsaką ir žinodamas maisto medžiagų balansą dirvožemyje, ūkininkas gali valdyti dirvožemio korekciją, pasirinkdamas tinkamas trąšas konkrečiame regione, taip sumažindamas aklo pasirinkimo nuostolius.

Tiksliosios žemdirbystės tikslas - mažinti atliekų kiekį ir didinti našumą, o šiuo prietaisu Dr. Braungeris ir Dr. Raulis nori padėti tiksliajai žemdirbystei naudodami pigų, paprastą, greitą ir vietoje naudojamą prietaisą. Tikimės, kad netrukus e. liežuviai padės ūkininkams ateities žemės ūkyje.

____________

Kaip Dr. Braungeris ir Dr. Raulis padeda ūkininkams, Mind the Graph gali padėti jums parengti dokumentą ar pristatymą, kuriame yra daugybė iliustracijų kategorijų, kuriose galite rasti viską, ko jums reikia.

Esame pasiruošę jums padėti, jei prireiktų ko nors kito, tiesiog prisijungti prie savo paskyros ir atsiųskite mums žinutę skiltyje PRAŠYTI IKONOS.