Жаңы топурак сенсорлору өсүмдүктөрдү жер семирткич менен камсыз кылуунун натыйжалуулугун жогорулатышы мүмкүн

Азот камтыган жер семирткичтер азык-түлүк өндүрүшүн көбөйтүү үчүн колдонулат, бирок алардын бөлүнүп чыгышы айлана-чөйрөнү булгашы мүмкүн. Ресурстарды пайдаланууну максималдуу түрдө жогорулатуу, айыл чарба түшүмүн жогорулатуу жана экологиялык тобокелдиктерди азайтуу үчүн топурактын касиеттерин, мисалы, топурактын температурасын жана жер семирткичтердин бөлүнүп чыгышын үзгүлтүксүз жана реалдуу убакыт режиминде көзөмөлдөө өтө маанилүү. Акылдуу же так айыл чарбасы үчүн эң жакшы жер семирткич алуу үчүн NOX газынын бөлүнүп чыгышын жана топурактын температурасын көзөмөлдөө үчүн көп параметрлүү сенсор зарыл.

Джеймс Л. Хендерсон, кичүүсү, Пенн Стейт университетинин инженердик илимдер жана механика боюнча мемориалдык доценти Хуанью "Ларри" Ченг температура жана азот сигналдарын ийгиликтүү бөлүп, ар бирин так өлчөөгө мүмкүндүк берген көп параметрлүү сенсорду иштеп чыгууну жетектеген.

Чен мындай деди:«Жер семирткичтерди натыйжалуу колдонуу үчүн топурактын абалын, атап айтканда, азотту пайдаланууну жана топурактын температурасын үзгүлтүксүз жана реалдуу убакыт режиминде көзөмөлдөө зарыл. Бул өсүмдүктөрдүн ден соолугун баалоо, айлана-чөйрөнүн булганышын азайтуу жана туруктуу жана так айыл чарбасын өнүктүрүү үчүн абдан маанилүү».

Изилдөөнүн максаты - эң жакшы түшүм алуу үчүн тиешелүү өлчөмдө колдонуу. Азот көбүрөөк колдонулгандагыга караганда, өсүмдүктүн түшүмү аз болушу мүмкүн. Жер семирткич ашыкча колдонулганда, ал текке кетет, өсүмдүктөр күйүп кетиши мүмкүн жана уулуу азот түтүндөрү айлана-чөйрөгө бөлүнүп чыгат. Дыйкандар азоттун деңгээлин так аныктоонун жардамы менен өсүмдүктөрдүн өсүшү үчүн жер семирткичтин идеалдуу деңгээлине жете алышат.

Кытайдын Хэбэй технологиялык университетинин жасалма интеллект мектебинин профессору, макаланын авторлорунун бири Ли Ян мындай деди:«Өсүмдүктөрдүн өсүшүнө температура да таасир этет, ал топурактагы физикалык, химиялык жана микробиологиялык процесстерге таасир этет. Үзгүлтүксүз мониторинг жүргүзүү дыйкандарга температура өсүмдүктөрү үчүн өтө ысык же өтө суук болгондо стратегияларды жана кийлигишүүлөрдү иштеп чыгууга мүмкүндүк берет».

Чендин айтымында, азот газын жана температураны бири-биринен көз карандысыз өлчөөлөрдү ала турган сезүү механизмдери сейрек кездешет. Газдар да, температура да сенсордун каршылык көрсөткүчүндө өзгөрүүлөрдү жаратып, аларды айырмалоону кыйындатат.

Чендин командасы топурактын температурасына карабастан азоттун жоголушун аныктай алган жогорку өндүрүмдүү сенсорду түзүштү. Сенсор ванадий кычкылы менен легирленген, лазер менен индукцияланган графен көбүгүнөн жасалган жана графендеги металл комплекстерин легирлөө газдын адсорбциясын жана аныктоо сезгичтигин жакшыртаары аныкталган.

Жумшак мембрана сенсорду коргоп, азот газынын сиңүүсүнө жол бербегендиктен, сенсор температуранын өзгөрүшүнө гана реакция кылат. Сенсорду капсуласыз жана жогорку температурада да колдонсо болот.

Бул салыштырмалуу нымдуулуктун жана топурактын температурасынын таасирин жокко чыгаруу менен азот газын так өлчөөгө мүмкүндүк берет. Температураны жана азот газын жабык жана капсулаланбаган сенсорлорду колдонуу менен толугу менен жана тоскоолдуксуз ажыратууга болот.

Изилдөөчү температуранын өзгөрүшүн жана азот газынын бөлүнүп чыгышын ажыратуу бардык аба ырайынын шарттарында так айыл чарбасы үчүн ажыратылган сезүү механизмдери бар мультимодалдык түзүлүштөрдү түзүү жана ишке ашыруу үчүн колдонулушу мүмкүн экенин айтты.

Ченг мындай деди: "Азот кычкылынын өтө төмөн концентрациясын жана температуранын кичинекей өзгөрүүлөрүн бир эле учурда аныктоо мүмкүнчүлүгү так айыл чарбасы, ден соолукту көзөмөлдөө жана башка колдонмолор үчүн ажыратылган сезүү механизмдери бар келечектеги мультимодалдык электрондук түзүлүштөрдү иштеп чыгууга жол ачат".

Чендин изилдөөсү Улуттук саламаттыкты сактоо институттары, Улуттук илим фонду, Пенн штаты жана Кытайдын Улуттук жаратылыш илимдер фонду тарабынан каржыланган.