Növénytermesztés

Új talajérzékelő javíthatja a trágyázás hatékonyságát

Agrofórum Online

A talaj hőmérsékletének és nitrogénszintjének mérése fontos a mezőgazdaság számára, de a két tényezőt egymástól függetlenül nehéz kimutatni.

Huanyu „Larry” Cheng és James L. Henderson, a Penn State Egyetem Műszaki Tudományok és Mechanikai Tanszékének egyetemi docense, a kutatókat egy olyan többparaméteres érzékelő kidolgozásában segítette, amely hatékonyan szétválasztja a hőmérséklet és a nitrogén jeleit, így lehetővé téve mindkét érték pontos meghatározását. Az eredményeket a közelmúltban az Advanced Materials című folyóiratban tették közzé.

A hatékony trágyázás érdekében szükség van a talaj állapotának folyamatos és valós idejű nyomon követésére, különösen a nitrogénfelhasználás és a talajhőmérséklet tekintetében. Ez elengedhetetlen a termés egészségi állapotának felméréséhez, a környezetszennyezés csökkentéséhez, valamint a fenntartható és precíziós mezőgazdasági termelés előmozdításához

– mondta Cheng.

A nitrogén műtrágyaként való alkalmazása bevett gyakorlat a mezőgazdaságban, ahol a cél az, hogy a legjobb terméshozam érdekében az optimális mennyiséget használjuk fel. Ha túl kevés nitrogént használunk, a terméshozam elmaradhat az optimálistól. Ha túl sokat használunk, a műtrágya elpazarolódik, a növények eléghetnek, és káros nitrogéngázok kerülnek a környezetbe. A nitrogénszint – pontosabban a nitrogén gáz formájában történő elvesztésének – pontos kimutatása segíthet a termelőknek abban, hogy megtalálják a növények növekedéséhez szükséges optimális műtrágyázási szintet.

A növények növekedését a hőmérséklet is befolyásolja, amely hatással van a talajban zajló fizikai, kémiai és mikrobiológiai folyamatokra

– hangsúlyozta a kutatás másik résztvevője, Li Yang, a kínai Hebei Műszaki Egyetem Mesterséges Intelligencia Tanszékének professzora.

A folyamatos megfigyelés lehetővé teszi a gazdák számára, hogy megfelelő stratégiákat és beavatkozásokat dolgozzanak ki olyan esetekre, amikor a hőmérséklet túl magas vagy túl alacsony lenne a növények számára.

Sajnos mind a gázok, mind a hőmérséklet – a relatív páratartalom ingadozásával együtt – változásokat okozhatnak a szenzor által leolvasott ellenállás értékeiben, így a szenzor nem tudja őket megkülönböztetni egymástól. Cheng szerint ritkán számolnak be olyan érzékelőkről, amelyek a nitrogéntartalmú gázok és a hőmérséklet egymástól független mérésére képesek.

Cheng csapata olyan nagy teljesítményű érzékelőt tervezett és gyártott, amely teljesen szétválasztja a nitrogénveszteség és a talajhőmérséklet érzékelését. A többparaméteres érzékelő vanádium-oxiddal adalékolt, lézerrel indukált grafénhabon alapul. A vanádium-oxid képes adszorbeálni és kölcsönhatásba lépni a nitrogéngázokkal, és a grafén fémkomplexek adagolásával a gázadszorpció és a detektálás érzékenysége is javul.

Az érzékelőt egy puha membránba burkolták, amely megakadályozza a nitrogénkeringést, így az érzékelő csak a hőmérséklet-változásokra reagál. Ráadásul a burkolat eltávolítható, és az érzékelőt magasabb hőmérsékleten is lehet működtetni. Ezáltal megszüntethető a talaj relatív páratartalmának és hőmérsékletének befolyásoló hatása, ami lehetővé teszi a nitrogéngáz pontos mérését. A beburkolt érzékelő és a burkolatlan érzékelő kombinációja teljes mértékben szétválaszthatja a hőmérséklet és a nitrogéngáz közötti interferencia nélküli kapcsolatot.

A hőmérséklet-változások és a nitrogéngáz-kibocsátás szétválasztása Cheng szerint felhasználható a szétválasztott érzékelő mechanizmusokkal rendelkező multimodális eszközök tervezéséhez és alkalmazásához a precíziós mezőgazdaságban, valamennyi időjárási feltétel mellett.

Az ultra-alacsony nitrogén-oxid-koncentráció és az alacsony hőmérséklet-változások egyidejű észlelésére való képesség megnyitja az utat a jövőbeli multimodális elektronikus eszközök fejlesztése előtt, amelyek a precíziós mezőgazdaság, az egészségmegőrzés és más alkalmazások számára függetlenített érzékelési mechanizmusokkal rendelkeznek

– jelentette ki Cheng.

Forrás: https://phys.org/news/2023-03-soil-sensor-efficiency-crop-fertilization.html

Agrofórum Hírlevél
Iratkozzon fel az Agrofórum hírlevélre!

A feliratkozást követően a rendszer egy megerősítő emailt fog küldeni a megadott email címre. Ha nem érkezne meg a levél, kérjük nézze meg a spam vagy Gmail esetén a Promóciók és az Összes levél mappát.

Mesterséges huminsavak menthetik meg a termőföldeket?

2024. december 18. 14:40

Egy új eljárással talán a jövőben a szerves maradékokból néhány perc alatt mesterséges huminsavakat lehet előállítani.

Bizonyítottan előnyökkel jár a szója korábbi elvetése

2024. december 13. 13:10

Az Iowai Állami Egyetem kutatása szerint termesztéstechnológiai módszerekkel is csökkenthető a mezőgazdaság kibocsátása, miközben a hozam nő.

Máktermesztés: mekkora területnagyság fölött engedélyköteles?

2024. december 12. 08:10

Hazánkban az elmúlt 10 évben 9 ezer hektárról több mint 12 ezer hektárra bővült a mák termőterülete.

A La Niña ronthatja a terméskilátásokat Argentínában

2024. december 10. 11:10

Bár a kilátások kedvezőek Argentínában, a gazdálkodók aggódnak a La Niña jelenség miatt, ami szélsőséges időjárást és terméscsökkenést okozhat.

Jogszabályi szinten szigorítanák a fémzárolt vetőmagok használatát az országban

2018. március 12. 08:17

Elsősorban gazdálkodási szemléletváltásra van szükség, ugyanakkor a kérdésben mindaddig nem lesz érdemi előrelépés, amíg a törvényi szabályozást nem szigorítja a kormányzat.

Nagyobb teherbírást biztosít a Krone univerzális szállítókocsija

2023. március 21. 10:27

Magas szintű kényelmet és nagyobb teherbírást biztosító univerzális szállítókocsit mutat be a Krone merev felépítménnyel.

A kukorica-gyomirtásról az időjárási szélsőségek közepette

2023. április 14. 09:10

A kukoricatermesztés jövedelmezősége nagyban függ a gyomirtás sikerétől, ezért a herbicidek használata mára már szerves részévé vált a termesztéstechnológiának.