Yangi tuproq sensorlari ekinlarni o'g'itlash samaradorligini oshirishi mumkin

Azot tutgan o'g'itlar oziq-ovqat ishlab chiqarishni ko'paytirish uchun ishlatiladi, ammo ularning chiqindilari atrof-muhitni ifloslantirishi mumkin. Resurslardan maksimal darajada foydalanish, qishloq xo'jaligi hosildorligini oshirish va ekologik xavflarni kamaytirish uchun tuproq harorati va o'g'itlar chiqindisi kabi tuproq xususiyatlarini doimiy va real vaqt rejimida kuzatib borish juda muhimdir. Eng yaxshi o'g'itlash uchun NOX gaz chiqindilari va tuproq haroratini kuzatish uchun aqlli yoki aniq qishloq xo'jaligi uchun ko'p parametrli sensor zarur.

Jeyms L. Xenderson, kichik. Penn State universitetining muhandislik fanlari va mexanika bo'yicha dotsenti Xuanyu “Larri” Cheng harorat va azot signallarini muvaffaqiyatli ajratib, ularning har birini aniq o'lchash imkonini beruvchi ko'p parametrli sensorni ishlab chiqishga rahbarlik qildi.

Cheng shunday dedi:“Samarali oʻgʻitlash uchun tuproq holatini, xususan, azotdan foydalanish va tuproq haroratini doimiy va real vaqt rejimida kuzatib borish zarur. Bu ekinlar salomatligini baholash, atrof-muhit ifloslanishini kamaytirish va barqaror va aniq qishloq xoʻjaligini rivojlantirish uchun juda muhimdir.”

Tadqiqot eng yaxshi hosil olish uchun tegishli miqdorni qo'llashga qaratilgan. Ekinning hosildorligi ko'proq azot ishlatilgandagiga qaraganda pastroq bo'lishi mumkin. O'g'it haddan tashqari ko'p qo'llanilganda, u isrof bo'ladi, o'simliklar yonib ketishi mumkin va zaharli azot tutunlari atrof-muhitga chiqariladi. Fermerlar azot darajasini aniq aniqlash yordamida o'simliklar o'sishi uchun ideal o'g'it miqdoriga erishishlari mumkin.

Xitoyning Xebey Texnologiya Universitetining Sun'iy intellekt maktabi professori, hammuallif Li Yang shunday dedi:“Oʻsimliklarning oʻsishiga harorat ham taʼsir qiladi, bu esa tuproqdagi fizik, kimyoviy va mikrobiologik jarayonlarga taʼsir qiladi. Doimiy monitoring fermerlarga harorat ekinlari uchun juda issiq yoki juda sovuq boʻlganda strategiyalar va aralashuvlarni ishlab chiqish imkonini beradi.”

Chengning so'zlariga ko'ra, azot gazi va harorat o'lchovlarini bir-biridan mustaqil ravishda olish mumkin bo'lgan sensor mexanizmlari kamdan-kam hollarda xabar qilinadi. Gazlar ham, harorat ham sensorning qarshilik ko'rsatkichida o'zgarishlarga olib kelishi mumkin, bu esa ularni farqlashni qiyinlashtiradi.

Chengning jamoasi tuproq haroratidan mustaqil ravishda azot yo'qotilishini aniqlay oladigan yuqori samarali sensor yaratdi. Sensor vanadiy oksidi bilan lehimlangan, lazer bilan induktsiyalangan grafen ko'pikidan tayyorlangan va grafendagi metall komplekslarini lehimlash gaz adsorbsiyasini va aniqlash sezgirligini oshirishi aniqlandi.

Yumshoq membrana sensorni himoya qilgani va azot gazining o'tishiga to'sqinlik qilgani uchun sensor faqat harorat o'zgarishiga reaksiya beradi. Sensor kapsulasiz va yuqori haroratda ham ishlatilishi mumkin.

Bu nisbiy namlik va tuproq haroratining ta'sirini istisno qilish orqali azot gazini aniq o'lchash imkonini beradi. Harorat va azot gazini yopiq va kapsulasiz sensorlar yordamida to'liq va shovqinsiz ajratish mumkin.

Tadqiqotchining so'zlariga ko'ra, harorat o'zgarishi va azot gazi chiqindilarini ajratish barcha ob-havo sharoitida aniq qishloq xo'jaligi uchun ajratilgan sensor mexanizmlariga ega multimodal qurilmalarni yaratish va amalga oshirish uchun ishlatilishi mumkin.

Cheng shunday dedi: "Bir vaqtning o'zida juda past azot oksidi konsentratsiyasini va kichik harorat o'zgarishlarini aniqlash qobiliyati aniq qishloq xo'jaligi, sog'liqni saqlash monitoringi va boshqa qo'llanmalar uchun ajratilgan sensor mexanizmlariga ega kelajakdagi multimodal elektron qurilmalarni ishlab chiqish uchun yo'l ochadi".

Chengning tadqiqotlari Milliy Sog'liqni Saqlash Institutlari, Milliy Fan Jamg'armasi, Penn State va Xitoy Milliy Tabiiy Fanlar Jamg'armasi tomonidan moliyalashtirildi.