12:47 2023-03-23
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Noul senzor de sol poate îmbunătăți eficiența fertilizării culturilor
_ Noul senzor de sol poate îmbunătăți eficiența fertilizării culturilor
Măsurarea temperaturii și a nivelurilor de azot din sol este importantă pentru sistemele agricole, dar detectarea acestora unul de celălalt este dificil de făcut. Huanyu „Larry” Cheng, James L. Henderson, Jr. Memorial Profesor asociat de știință a ingineriei și mecanică la Penn State, au condus cercetătorii în dezvoltarea unui senzor cu mai mulți parametri care poate decupla eficient semnalele de temperatură și azot, astfel încât fiecare să poată fi măsurat cu precizie. Rezultatele au fost publicate recent de Advanced Materials.
„Pentru o fertilizare eficientă, este nevoie de o monitorizare continuă și în timp real a condițiilor solului, în special a utilizării azotului și a temperaturii solului, ", a spus Cheng. „Acest lucru este esențial pentru evaluarea sănătății culturilor, reducerea poluării mediului și promovarea agriculturii durabile și de precizie.”
Folosirea azotului ca îngrășământ este o practică comună în agricultură, iar scopul este de a folosi cantitatea ideală pentru cel mai bun randamentul recoltei. Când se folosește prea puțin azot, randamentul culturii poate fi mai puțin decât optim. Când se folosește prea mult, îngrășământul este irosit, plantele se pot arde și gazele de azot nocive sunt eliberate în mediu. Detectarea precisă a nivelurilor de azot – în special, pierderea de azot sub formă de gaz – poate ajuta fermierii să atingă niveluri optime de fertilizare pentru creșterea plantelor.
„Creșterea plantelor este, de asemenea, influențată de temperatură, care influențează procesele fizice, chimice și microbiologice din sol”, a spus co-autorul Li Yang, profesor la Școala de Inteligență Artificială de la Universitatea de Tehnologie Hebei din China. „Monitorizarea continuă le permite fermierilor să dezvolte strategii și intervenții atunci când temperaturile sunt prea calde sau prea reci pentru culturile lor.”
Din păcate, atât gazele, cât și temperatura – împreună cu variațiile de umiditate relativă – pot provoca modificări în citirea rezistenței. senzorului, astfel încât senzorul nu le poate deosebi. Mecanismele de detectare care pot obține măsurători de azot și temperatură independente unele de altele sunt rareori raportate, conform lui Cheng.
Echipa lui Cheng a proiectat și fabricat un senzor de înaltă performanță pentru a decupla complet detectarea pierderii de azot și a temperaturii solului. . Senzorul multi-parametri se bazează pe spumă de grafen indusă de laser, dopată cu oxid de vanadiu. Oxidul de vanadiu poate adsorbi și interacționa cu gazele de azot, iar complecșii metalici dopanți din grafen, de asemenea, s-au dovedit a îmbunătăți adsorbția gazului și sensibilitatea de detectare.
Senzorul este încapsulat de o membrană moale care blochează pătrunderea gazului de azot, astfel încât Senzorul răspunde numai la variațiile de temperatură. În plus, încapsularea poate fi îndepărtată și senzorul poate fi operat la o temperatură ridicată. Procedând astfel, se îndepărtează influența umidității relative și a temperaturii din sol pentru a permite măsurarea precisă a gazului de azot. Combinația dintre senzorul încapsulat și senzorul neîncapsulat poate decupla complet temperatura și azotul gazos fără interferențe.
Decuplarea variațiilor de temperatură și a emisiilor de azot gazos poate fi folosită pentru a proiecta și aplica dispozitive multimodale cu mecanisme de detectare decuplate pentru agricultura de precizie în toate condițiile meteorologice, potrivit lui Cheng.
„Capacitatea de a detecta simultan concentrații ultra-scăzute de oxid de azot și schimbări mici de temperatură deschide calea pentru dezvoltarea viitoarelor dispozitive electronice multimodale cu mecanisme de detectare decuplate pentru agricultura de precizie. , monitorizarea sănătății și alte aplicații”, a spus Cheng.
Comentarii:
Adauga Comentariu