Meranie pôdnych makroživín jazykom

Ako merať makroživiny v pôde?

Našťastie nikto nemusí olizovať pôdu, aby zistil, koľko živín sa v nej nachádza.

Vedci ako Dr. Maria L. Braunger a Dr. Antonio Riul Jr. pracujú na elektronickom jazyku, ktorý to dokáže. Obaja výskumníci vyvíjajú nové stratégie a zariadenia na meranie živín v pôde.

Ako však toto zariadenie funguje a prečo je potrebné merať živiny v pôde?

Ako povedali Dr. Braunger a Dr. Riul v ich prácu: "Rastúci svetový dopyt po potravinách bez zvyšovania produkčnej plochy si vyžaduje lepšie využívanie poľnohospodárskych a prírodných zdrojov, čo znamená, že vývoj lepších nástrojov pre presné poľnohospodárstvo by mal zabrániť nadmernému používaniu pesticídov a hnojív. V tomto kontexte sú pre hospodárenie s pôdou a produktivitu plodín pri presnom poľnohospodárstve dôležité vysoko podrobné informácie na charakterizáciu pôdy."

Čo potrebujete vedieť

Pri pestovaní zeleniny sú potrebné minerálne živiny, ktoré zabezpečia vývoj plodín.

Existujú dva typy minerálnych živín, mikroživiny a makroživiny, pričom toto rozdelenie nesúvisí s väčšou alebo menšou potrebou, ale s množstvom, ktoré plodina potrebuje.

Pozrite si Mind the Graph Galéria pre ilustrácie týkajúce sa pôdy. Kliknite na obrázok nižšie!

ilustrácie týkajúce sa pôdy z Mind the Graph

Jedným z vysvetlení, prečo sú makroživiny potrebné vo vysokom množstve, je skutočnosť, že majú štrukturálnu úlohu, sú prítomné v malých častiach DNA (deoxyribonukleová kyselina) a RNA (ribonukleová kyselina), pri enzymatickej aktivácii a fotosyntéze.

Šesť chemických prvkov sa považuje za makroživiny: Dusík (N), fosfor (P), draslík (K), vápnik (Ca), horčík (Mg) a síra (S).

Precízne poľnohospodárstvo znamená správne množstvo makroživín a mikroživín v pôde a autori uvádzajú dôležitosť udržiavania zdravej pôdy.

Tento prístup k poľnohospodárstvu zohľadní všetky dostupné údaje s cieľom zlepšiť efektívnosť, produktivitu a udržateľnosť vidieckej výroby. Zelenina má rôzne potreby a pôda by jej mala poskytovať všetky živiny potrebné na zdravý rast. Množstvo živín však nie je na pôde viditeľné ľudským okom, a preto je potrebné ho merať.

Dnešná technológia meria živiny v pôde zaslaním vzoriek do špecializovaného laboratória na pomalú a drahú chemickú analýzu. Autorov elektronický jazyk (e-tongue) je najmodernejšie zariadenie, ktoré sľubuje v krátkom čase lokálnu, rýchlu a lacnú analýzu.

Ale čo je to e-jazyk a ako chutí pôda?

Ľudské chuťové vnemy zahŕňajú chuťové poháriky, ktoré vnímajú slanú, kyslú, horkú, sladkú a umami chuť. Chuťové receptory v chuťových pohárikoch sú zodpovedné za reakciu s iónmi prítomnými v potravinách rozpustených v slinách.

Bunky posielajú do mozgu obrovské elektrické informácie o chuti.

E-jazyk je zariadenie napodobňujúce ľudský náprotivok a vo všeobecnosti sa skladá zo sústavy snímacích jednotiek simulujúcich chuťové poháriky. Stručne povedané, po ponorení do kvapaliny môžu snímacie jednotky pociťovať zmeny vonkajšieho prostredia prostredníctvom zmien svojich elektrických charakteristík.

Zariadenie

Na meranie pôdnej vzorky sa pôda rozpustí vo vode a prejde cez sústavu štyroch senzorov.

Vzorka funguje ako dielektrické médium a senzor ako paralelný kondenzátor. Ióny prítomné vo vzorke prechádzajúce cez sústavu snímačov menia impedanciu odlišne v závislosti od elektrickej povahy materiálov tvoriacich jednotlivé snímacie jednotky.

Rozdiel v elektrickej odozve vytvára odtlačok analyzovanej vzorky. Údaje o kapacitnej impedancii snímača sa získavajú frekvenčným rozsahom medzi 1 Hz a 1 MHz sínusového signálu s amplitúdou 25 mV.

Ak vezmeme do úvahy odchýlky všetkých snímacích jednotiek spolu a použijeme matematické spracovanie, je možné získať bod merania pre vzorku v 2D rovinnom grafe.

Ďalšia výzva

Elektronický jazyk môže mať zatiaľ kvalitatívnu odozvu a v súčasnosti je výzvou kvantitatívne meranie množstva draslíka (napríklad) vo vzorke pôdy.

Alternatívou je mať štandardnú pôdu (napríklad bohatú na draslík) a metóda určí, ako ďaleko je vzorka od tohto štandardu, pričom sa odhadne množstvo draslíka vo vzorke pôdy. Existencia štandardu pre každú makroživinu umožňuje skontrolovať, či je vzorka príliš blízko alebo príliš ďaleko (chudobná, resp. bohatá) od každej z nich.

vedecká figúra vyrobená v Mind the Graph

Mať k dispozícii reakciu e-jazyka a poznať tak rovnováhu živín v pôde umožňuje poľnohospodárovi riadiť korekciu pôdy výberom správneho hnojiva v konkrétnej oblasti, čím sa znižuje plytvanie pri slepom výbere.

Cieľom presného poľnohospodárstva je znížiť množstvo odpadu a zvýšiť produktivitu a týmto zariadením chcú Dr. Braunger a Dr. Raul pomôcť presnému poľnohospodárstvu pomocou zariadenia, ktoré je lacné, jednoduché, rýchle a používa sa priamo na mieste. Dúfame, že čoskoro budú e-jazyky pomáhať poľnohospodárom v poľnohospodárstve budúcnosti.

____________

Ako Dr. Braunger a Dr. Raul pomáhajú poľnohospodárom, Mind the Graph vám pomôže pripraviť dokument alebo prezentáciu s množstvom kategórií ilustrácií, v ktorých nájdete všetko, čo potrebujete.

A sme tu pre vás, aby sme vám pomohli, ak budete potrebovať čokoľvek iné. prihláste sa do svojho konta a pošlite nám správu v sekcii ŽIADOSŤ O Ikonu.