Yeni torpaq sensorları məhsulun gübrələmə səmərəliliyini artıra bilər

Tərkibində azot olan gübrələr qida istehsalını artırmaq üçün istifadə olunur, lakin onların emissiyaları ətraf mühiti çirkləndirə bilər.Resurslardan maksimum istifadə etmək, kənd təsərrüfatı məhsuldarlığını artırmaq və ekoloji riskləri azaltmaq üçün torpağın temperaturu və gübrə emissiyası kimi torpaq xüsusiyyətlərinin davamlı və real vaxt rejimində monitorinqi vacibdir.Ən yaxşı gübrələmə üçün NOX qaz emissiyalarını və torpağın temperaturunu izləmək üçün ağıllı və ya dəqiq kənd təsərrüfatı üçün çox parametrli sensor lazımdır.

Ceyms L. Henderson, Penn State Huanyu “Larry” Cheng-in Mühəndislik Elmləri və Mexanika üzrə Dosenti Jr. Memorial, hər birinin dəqiq ölçülməsinə imkan vermək üçün temperatur və azot siqnallarını uğurla ayıran çox parametrli sensorun inkişafına rəhbərlik etmişdir.

Cheng dedi ki,“Səmərəli gübrələmə üçün torpaq şəraitinin, xüsusən də azotdan istifadənin və torpağın temperaturunun davamlı və real vaxt rejimində monitorinqinə ehtiyac var.Bu, məhsulun sağlamlığının qiymətləndirilməsi, ətraf mühitin çirklənməsinin azaldılması, davamlı və dəqiq kənd təsərrüfatının təşviqi üçün vacibdir”.

Tədqiqatın məqsədi ən yaxşı məhsul məhsulu üçün müvafiq miqdarda istifadə etməkdir.Məhsulun məhsuldarlığı daha çox azot istifadə olunarsa, ondan aşağı ola bilər.Gübrə həddən artıq tətbiq olunduqda israf edilir, bitkilər yanmağa başlayır və ətraf mühitə zəhərli azot buxarları buraxılır.Fermerlər azot səviyyəsinin dəqiq müəyyən edilməsinin köməyi ilə bitkilərin inkişafı üçün ideal gübrə səviyyəsinə çata bilərlər.

Çinin Hebey Texnologiya Universitetinin Süni İntellekt Məktəbinin professoru, həmmüəllif Li Yanq deyib.“Bitkilərin böyüməsinə torpaqdakı fiziki, kimyəvi və mikrobioloji proseslərə təsir edən temperatur da təsir edir.Davamlı monitorinq fermerlərə məhsullar üçün temperatur çox isti və ya çox soyuq olduqda strategiya və müdaxilələr hazırlamağa imkan verir”.

Cheng-ə görə, bir-birindən asılı olmayaraq azot qazı və temperatur ölçmələri əldə edə bilən Sensing mexanizmləri nadir hallarda bildirilir.Həm qazlar, həm də temperatur sensorun müqavimət göstəricilərində dəyişikliklərə səbəb ola bilər ki, bu da onları ayırd etməyi çətinləşdirir.

Cheng komandası torpağın temperaturundan asılı olmayaraq azot itkisini aşkarlaya bilən yüksək performanslı sensor yaratdı.Sensor vanadium oksidi qatqılı, lazerlə induksiya edilən qrafen köpüyündən hazırlanıb və qrafenin tərkibindəki dopinq metal komplekslərinin qazın adsorbsiyasını və aşkarlama həssaslığını yaxşılaşdırdığı aşkar edilib.

Yumşaq membran sensoru qoruduğundan və azot qazının keçməsinin qarşısını aldığından sensor yalnız temperaturun dəyişməsinə reaksiya verir.Sensor həmçinin enkapsulyasiya olmadan və daha yüksək temperaturda istifadə edilə bilər.

Bu, nisbi rütubətin və torpağın temperaturunun təsirini istisna etməklə azot qazının dəqiq ölçülməsinə imkan verir.Temperatur və azot qazı qapalı və kapsullaşdırılmamış sensorlar vasitəsilə tamamilə və müdaxiləsiz ayrıla bilər.

Tədqiqatçının dediyinə görə, temperatur dəyişiklikləri və azot qazı emissiyaları bütün hava şəraitində dəqiq kənd təsərrüfatı üçün ayrılmış sensor mexanizmləri olan multimodal cihazları yaratmaq və həyata keçirmək üçün istifadə edilə bilər.

Cheng, "Ultra aşağı azot oksidi konsentrasiyalarını və kiçik temperatur dəyişikliklərini eyni vaxtda aşkar etmək qabiliyyəti, dəqiq kənd təsərrüfatı, sağlamlıq monitorinqi və digər tətbiqlər üçün ayrılmış algılama mexanizmləri ilə gələcək multimodal elektron cihazların inkişafı üçün yol açır" dedi.

Çenqin tədqiqatı Milli Sağlamlıq İnstitutları, Milli Elm Fondu, Penn Ştat və Çin Milli Təbiət Elmləri Fondu tərəfindən maliyyələşdirilib.