Жаңы топурак сенсорлору өсүмдүктөрдү жер семирткичтин натыйжалуулугун жогорулата алат

Азотту камтыган жер семирткичтер тамак-аш өндүрүшүн көбөйтүү үчүн колдонулат, бирок алардын бөлүнүп чыгышы айлана-чөйрөнү булгашы мүмкүн.Ресурстарды максималдуу пайдалануу, айыл чарба түшүмдүүлүгүн жогорулатуу жана экологиялык тобокелдиктерди азайтуу үчүн кыртыштын температурасы жана жер семирткичтердин эмиссиясы сыяктуу кыртыштын касиеттерине үзгүлтүксүз жана реалдуу убакыт режиминде мониторинг жүргүзүү зарыл.Көп параметрдүү сенсор акылдуу же так айыл чарбасы үчүн NOX газынын эмиссиясын жана топурактын температурасын эң жакшы жер семирткичке көз салуу үчүн зарыл.

Джеймс L. Хендерсон, Penn State Huanyu "Ларри" Ченг инженердик илим жана механика боюнча кенже Memorial Associate Professor ар бир так өлчөө үчүн температура жана азот сигналдарды ийгиликтүү бөлүп көп параметр сенсор иштеп чыгууну алып келди.

Ченг мындай деди:«Натыйжалуу жер семирткичтерди берүү үчүн кыртыштын шарттарына, атап айтканда, азоттун пайдаланылышына жана кыртыштын температурасына үзгүлтүксүз жана реалдуу убакыт режиминде мониторинг жүргүзүү зарыл.Бул өсүмдүктүн ден соолугуна баа берүү, айлана-чөйрөнүн булганышын азайтуу жана туруктуу жана так айыл чарбасын өнүктүрүү үчүн абдан маанилүү».

Изилдөө өсүмдүктөрдүн эң жакшы түшүмдүүлүгү үчүн тийиштүү көлөмдү колдонууга багытталган.Азот көп колдонулса, түшүмдүн түшүмү азыраак болушу мүмкүн.Жер семирткичтер ашыкча чачылганда ысырап болуп, өсүмдүктөр күйүп кетиши мүмкүн жана айлана-чөйрөгө уулуу азоттун түтүндөрү чыгат.Фермерлер азоттун деңгээлин так аныктоонун жардамы менен өсүмдүктөрдүн өсүшү үчүн жер семирткичтин идеалдуу деңгээлине жете алышат.

Кытайдын Хэбэй технология университетинин Жасалма интеллект мектебинин профессору Ли Янгдын автору, мындай деди:«Өсүмдүктөрдүн өсүшүнө температура да таасир этет, ал топурактагы физикалык, химиялык жана микробиологиялык процесстерге таасирин тийгизет.Үзгүлтүксүз мониторинг дыйкандарга температура өтө ысык же түшүмдөрү үчүн өтө суук болгондо стратегияларды жана кийлигишүүлөрдү иштеп чыгууга мүмкүндүк берет.

Ченгдин айтымында, азот газын ала турган сезүү механизмдери жана бири-биринен көз карандысыз температура өлчөөлөрү сейрек кездешет.Газдар да, температура да сенсордун каршылык көрсөткүчүнүн өзгөрүшүнө алып келиши мүмкүн, бул алардын ортосунда айырмалоону кыйындатат.

Ченгдин командасы топурактын температурасынан көз карандысыз азоттун жоголушун аныктай алган жогорку натыйжалуу сенсорду түзүштү.Сенсор ванадий кычкылы кошулган, лазер менен индукцияланган графен көбүгүнөн жасалган жана графендеги допингдик металл комплекстери газдын адсорбциясын жана аныктоо сезгичтигин жакшыртаары аныкталган.

Жумшак мембрана сенсорду коргоп, азот газынын өтүшүнө жол бербегендиктен, сенсор температуранын өзгөрүшүнө гана жооп берет.Сенсорду капсулациясыз жана жогорку температурада да колдонсо болот.

Бул салыштырмалуу нымдуулуктун жана топурактын температурасынын таасирин жокко чыгаруу менен азот газын так өлчөөгө мүмкүндүк берет.Температура жана азот газы жабык жана капсулаланбаган сенсорлор аркылуу толугу менен жана тоскоолдуксуз ажыратылышы мүмкүн.

Изилдөөчүнүн айтымында, температуранын өзгөрүшү жана азот газынын эмиссиясы бардык аба ырайынын шарттарында так айыл чарбасы үчүн ажыратылган сезгич механизмдери бар мультимодалдык түзүлүштөрдү түзүү жана ишке ашыруу үчүн колдонулушу мүмкүн.

Ченг мындай деди: "Азот кычкылынын өтө төмөн концентрациясын жана кичинекей температуралык өзгөрүүлөрдү бир эле учурда аныктоо мүмкүнчүлүгү, айыл чарбасы, ден соолукту көзөмөлдөө жана башка колдонмолор үчүн ажыратылган сезүү механизмдери менен келечектеги мультимодалдык электрондук түзүлүштөрдү өнүктүрүүгө жол ачат."

Ченгдин изилдөөлөрү Улуттук Саламаттыкты сактоо Институту, Улуттук Илим Фонду, Пенн Стейт жана Кытай Улуттук Табигый Илим Фонду тарабынан каржыланган.