Augsnes makroelementu mērīšana ar mēli

Kā izmērīt makroelementus augsnē?

Par laimi, lai noteiktu barības vielu daudzumu augsnē, nav nepieciešams laizīt augsni.

Zinātnieki, piemēram. Dr. Maria L. Braunger un Dr. Antonio Riuls juniors strādā pie elektroniskās mēles, lai to izdarītu. Abi pētnieki izstrādā jaunas stratēģijas un ierīces, lai veiktu barības vielu mērījumus augsnē.

Bet kā šī ierīce darbojas un kāpēc ir pieprasījums pēc augsnes barības vielu mērīšanas?

Kā Dr. Braungers un Dr. Riuls teica viņu darbu: "Pieaugošais pieprasījums pēc pārtikas pasaulē, nepalielinot ražošanas platības, prasa labāk izmantot lauksaimniecības un dabas resursus, kas nozīmē, ka, izstrādājot labākus precīzās lauksaimniecības instrumentus, ir jāizvairās no pārmērīgas pesticīdu un mēslošanas līdzekļu lietošanas. Šajā kontekstā precīzās lauksaimniecības jomā augsnes raksturošanai ir svarīga ļoti detalizēta informācija, kas raksturo augsni un kultūraugu ražību."

Kas jums jāzina

Audzējot dārzeņus, lai nodrošinātu kultūraugu attīstību, ir nepieciešamas minerālvielas.

Pastāv divu veidu minerālvielu veidi - mikrouzturvielas un makrouzturvielas, un šis iedalījums nav saistīts ar lielāku vai mazāku būtiskumu, bet gan ar kultūraugiem nepieciešamo daudzumu.

Pārbaudiet Mind the Graph Galerija ilustrācijām, kas saistītas ar augsni. Noklikšķiniet uz attēla zemāk!

ilustrācijas saistībā ar augsni no Mind the Graph

Viens no izskaidrojumiem, kāpēc makroelementiem ir nepieciešams liels daudzums, ir tas, ka tiem ir strukturāla nozīme, tie atrodas DNS (dezoksiribonukleīnskābes) un RNS (ribonukleīnskābes) mazajās daļās, fermentu aktivizācijā un fotosintēzē.

Seši ķīmiskie elementi tiek uzskatīti par makroelementu minerālvielām: Slāpeklis (N), fosfors (P), kālijs (K), kalcijs (Ca), magnijs (Mg) un sērs (S).

Precīzā lauksaimniecība nozīmē, ka augsnē jābūt pareizam makroelementu un mikroelementu daudzumam, un autori norāda, cik svarīgi ir uzturēt augsni veselīgu.

Šī lauksaimniecības pieeja ņems vērā visus pieejamos datus, lai uzlabotu lauku ražošanas efektivitāti, produktivitāti un ilgtspēju. Dārzeņiem ir atšķirīgas vajadzības, un augsnei jānodrošina tiem visas nepieciešamās barības vielas, lai nodrošinātu veselīgu augšanu. Taču barības vielu daudzums augsnē cilvēka acīm nav redzams, tāpēc tas ir jāmēra.

Mūsdienu tehnoloģijas ļauj noteikt augsnes barības vielu saturu, nosūtot paraugus uz specializētu laboratoriju, lai veiktu lēnu un dārgu ķīmisko analīzi. Autora elektroniskā mēle (e-tongue) ir mūsdienīga ierīce, kas sola īsā laikā veikt vietēju, ātru un lētu analīzi.

Bet kas ir e-valoda un kā tā garšo augsni?

Cilvēka garšas uztverē garšas kārpiņas nosaka sāļo, skābo, rūgto, rūgto, saldo un umami garšu. Garšas receptoru šūnas garšas kārpiņās ir atbildīgas par reakciju ar joniem, kas atrodas siekalās izšķīdušajos pārtikas produktos.

Šūnas nosūta uz smadzenēm milzīgu elektrisko informāciju par garšu.

E-valoda ir ierīce, kas imitē cilvēka mēli, un parasti to veido garšas kārpiņas imitējošu sensoru kopums. Īsumā, iegremdējot šķidrumā, jušanas vienības var sajust izmaiņas ārējā vidē, mainoties to elektriskajām īpašībām.

Ierīce

Lai izmērītu augsnes paraugu, augsne ir jāizšķīdina ūdenī un jāizlaiž caur četru sensoru masīvu.

Paraugs darbojas kā dielektriskā vide, bet sensors - kā paralēlais kondensators. Paraugā esošie joni, kas iziet cauri sensoru masīvam, atšķirīgi maina pretestību atkarībā no to materiālu elektriskā rakstura, kas veido katru sensora vienību.

Elektriskās reakcijas atšķirība veido analizējamā parauga pirkstu nospiedumu. Sensora kapacitatīvās impedances datus iegūst, izmantojot sinusoidāla signāla ar 25 mV amplitūdu frekvences svārstības no 1 Hz līdz 1 MHz.

Ņemot vērā visu sensoru vienību variācijas kopā un piemērojot matemātisku apstrādi, ir iespējams iegūt parauga mērījumu punktu 2D plaknē.

Nākamais izaicinājums

Līdz šim e-valoda varēja sniegt kvalitatīvu atbildi, un mūsdienās izaicinājums ir kvantitatīvs mērījums, lai noteiktu, cik daudz kālija (piemēram) ir augsnes paraugā.

Alternatīva ir standarta augsne (piemēram, bagāta ar kāliju), un metode norāda, cik tālu paraugs atšķiras no standarta, novērtējot kālija daudzumu augsnes paraugā. Standarta esamība katram makroelementam ļauj pārbaudīt, vai paraugs ir pārāk tuvu vai pārāk tālu (attiecīgi nabadzīgs vai bagāts) no katra makroelementa.

zinātnes skaitlis izgatavots Mind the Graph

E-valodas atbildes reakcija un līdz ar to barības vielu līdzsvara zināšana augsnē ļauj lauksaimniekam pārvaldīt augsnes korekciju, izvēloties pareizo mēslojumu konkrētā reģionā, tādējādi samazinot aklas izvēles radītos zaudējumus.

Precīzās lauksaimniecības mērķis ir samazināt atkritumus un uzlabot produktivitāti, un ar šo ierīci Dr. Braungers un Dr. Rauls vēlas palīdzēt precīzai lauksaimniecībai ar ierīci, kas ir lēta, vienkārša, ātra un tiek izmantota uz vietas. Mēs ceram, ka drīzumā e-tongues palīdzēs lauksaimniekiem nākotnes lauksaimniecībā.

____________

Dr. Braungers un Dr. Rauls palīdz lauksaimniekiem, Mind the Graph var palīdzēt jums sagatavot referātu vai prezentāciju ar daudzām ilustrāciju kategorijām, kurās varat atrast visu nepieciešamo.

Un mēs esam gatavi jums palīdzēt, ja jums ir nepieciešams vēl kaut kas cits. pieteikties savā kontā un nosūtiet mums ziņu sadaļā PIEPRASĪT IKSONU.