Măsurarea macronutrienților din sol cu ajutorul limbii

Cum se măsoară macronutrienții din sol?

Din fericire, nimeni nu trebuie să lingă solul pentru a măsura nutrienții prezenți în el.

Oameni de știință ca Dr. Maria L. Braunger și Dr. Antonio Riul Jr. lucrează la o limbă electronică pentru a face acest lucru. Ambii cercetători dezvoltă noi strategii și dispozitive pentru a face față măsurării nutrienților din sol.

Dar cum funcționează acest dispozitiv și de ce există o cerere pentru măsurarea nutrienților din sol?

Așa cum au spus Dr. Braunger și Dr. Riul în munca lor: "Cererea mondială în creștere de alimente fără a crește suprafața productivă necesită o mai bună utilizare a resurselor agricole și naturale, ceea ce implică faptul că dezvoltarea unor instrumente mai bune pentru agricultura de precizie ar trebui să evite utilizarea excesivă a pesticidelor și a îngrășămintelor. În acest context, informațiile foarte detaliate pentru caracterizarea solului sunt importante pentru gestionarea solului și productivitatea culturilor atunci când este vorba de agricultura de precizie."

Ce trebuie să știți

La cultivarea legumelor, nutrienții minerali sunt necesari pentru a asigura dezvoltarea culturii.

Există două tipuri de nutrienți minerali, micronutrienți și macronutrienți, această împărțire nu este corelată cu o mai mare sau mai mică esențialitate, ci cu cantitatea de care are nevoie cultura.

Check out Galeria Mind the Graph pentru ilustrații referitoare la sol. Faceți clic pe imaginea de mai jos!

ilustrații legate de sol din Mind the Graph

O explicație pentru faptul că macronutrienții sunt necesari în cantități mari este faptul că aceștia au un rol structural, sunt prezenți în părțile mici ale ADN (acidul dezoxiribonucleic) și ARN (acidul ribonucleic), în activarea enzimatică și în fotosinteză.

Șase elemente chimice sunt considerate minerale macronutriente: Azot (N), Fosfor (P), Potasiu (K), Calciu (Ca), Magneziu (Mg) și Sulf (S).

Agricultura de precizie înseamnă să ai în sol cantitățile corecte de macronutrienți și micronutrienți, iar autorii subliniază importanța menținerii unui sol sănătos.

Această abordare a agriculturii va lua în considerare toate datele disponibile pentru a îmbunătăți eficiența, productivitatea și durabilitatea producției rurale. Legumele au nevoi diferite, iar solul ar trebui să le ofere toate substanțele nutritive necesare pentru a permite o creștere sănătoasă. Dar cantitatea de nutrienți nu este vizibilă pentru ochiul uman pe sol și, prin urmare, trebuie măsurată.

Tehnologia actuală măsoară nutrienții din sol prin trimiterea de probe la un laborator specializat pentru o analiză chimică lentă și costisitoare. Limba electronică a autorului (e-tongue) este un dispozitiv de ultimă generație care promite în scurt timp o analiză locală, rapidă și ieftină.

Dar ce este o limbă electronică și cum gustă solul?

Percepția gustativă umană implică papilele gustative care detectează aromele sărate, acre, amare, dulci și umami. Celulele receptoare ale gustului din papilele gustative sunt responsabile de reacția cu ionii prezenți în produsele alimentare dizolvate în salivă.

Celulele trimit la creier informații electrice imense despre gust.

Limba electronică este un dispozitiv care imită omologul uman și este compus, în general, dintr-o serie de unități de detecție care simulează papilele gustative. Pe scurt, atunci când sunt scufundate într-un lichid, unitățile de detecție pot simți variațiile din mediul extern prin modificări ale caracteristicilor lor electrice.

Dispozitivul

Pentru a măsura o probă de sol, solul trebuie solubilizat în apă și trecut printr-o matrice de patru senzori.

Proba acționează ca un mediu dielectric, iar senzorul ca un condensator cu plăci paralele. Ionii prezenți în eșantion care trec prin rețeaua de senzori modifică impedanța în mod diferit, în funcție de natura electrică a materialelor care formează fiecare unitate de detecție.

Diferența de răspuns electric generează o amprentă a probei analizate. Datele de impedanță capacitivă ale unui senzor sunt obținute prin intermediul unei baleieri de frecvență între 1 Hz și 1 MHz a unui semnal sinusoidal cu o amplitudine de 25 mV.

Luând în considerare variația tuturor unităților de detecție împreună și aplicând un tratament matematic, este posibil să se obțină un punct de măsurare pentru un eșantion într-o diagramă plană 2D.

Următoarea provocare

Până în prezent, limba electronică ar putea avea un răspuns calitativ, iar provocarea actuală este o măsurare cantitativă a cantității de potasiu (de exemplu) prezentă într-o probă de sol.

O alternativă este de a avea un sol standard (bogat în potasiu, de exemplu), iar metoda va spune cât de departe este eșantionul de acel standard, estimând cantitatea de potasiu din eșantionul de sol. Având un standard pentru fiecare macronutrient, este posibil să se verifice dacă un eșantion este prea aproape sau prea departe (sărac sau, respectiv, bogat) de fiecare dintre ele.

cifră științifică realizată în Mind the Graph

Având răspunsul e-tongue și cunoscând astfel echilibrul nutrienților din sol, agricultorul poate gestiona corecția solului prin alegerea îngrășămintelor potrivite într-o anumită regiune, reducând astfel risipa cauzată de o alegere oarbă.

Reducerea risipei și îmbunătățirea productivității este scopul agriculturii de precizie, iar cu acest dispozitiv, Dr. Braunger și Dr. Raul doresc să ajute agricultura de precizie cu un dispozitiv ieftin, simplu, rapid și utilizat la fața locului. Sperăm să avem în curând e-tongo-uri care să ajute fermierii în agricultura viitorului.

____________

Așa cum Dr. Braunger și Dr. Raul îi ajută pe fermieri, Mind the Graph vă poate ajuta să pregătiți o lucrare sau o prezentare cu o mulțime de categorii de ilustrații în care puteți găsi tot ce aveți nevoie.

Și suntem aici pentru a vă ajuta dacă aveți nevoie de orice altceva, doar autentificați-vă în contul dvs. și trimiteți-ne un mesaj în secțiunea SOLICITĂ UN ICON.