नयाँ माटो सेन्सरहरूले बाली उर्वरता दक्षता सुधार गर्न सक्छ

नाइट्रोजन युक्त मलहरू खाद्य उत्पादन बढाउन प्रयोग गरिन्छ, तर तिनीहरूको उत्सर्जनले वातावरणलाई प्रदूषित गर्न सक्छ।स्रोतको अधिकतम उपयोग गर्न, कृषि उपज बढाउन र वातावरणीय जोखिम कम गर्न माटोको तापक्रम र मल उत्सर्जन जस्ता माटोको गुणहरूको निरन्तर र वास्तविक समय अनुगमन आवश्यक छ।NOX ग्यास उत्सर्जन र उत्तम निषेचनका लागि माटोको तापक्रम ट्र्याक गर्न स्मार्ट वा सटीक कृषिको लागि बहु-प्यारामिटर सेन्सर आवश्यक छ।

जेम्स एल. हेन्डरसन, जूनियर मेमोरियल एसोसिएट प्रोफेसर इन्जिनियरिङ विज्ञान र मेकानिक्स पेन राज्य Huanyu "ल्यारी" चेङले एक बहु-प्यारामिटर सेन्सरको विकासको नेतृत्व गर्यो जसले सफलतापूर्वक तापमान र नाइट्रोजन संकेतहरूलाई प्रत्येकको सही मापन गर्न अनुमति दिन्छ।

चेङले भने,“कुशल उर्वरीकरणको लागि, माटोको अवस्था, विशेष गरी नाइट्रोजनको उपयोग र माटोको तापक्रमको निरन्तर र वास्तविक-समय अनुगमनको आवश्यकता छ।यो बाली स्वास्थ्य मूल्याङ्कन गर्न, वातावरणीय प्रदूषण कम गर्न, र दिगो र सटीक कृषि प्रवर्द्धन गर्न आवश्यक छ।"

अध्ययनको उद्देश्य उत्तम बाली उत्पादनको लागि उपयुक्त मात्रामा प्रयोग गर्ने हो।नाइट्रोजन बढी प्रयोग गरेमा बालीको उत्पादन कम हुन सक्छ।जब मल अत्यधिक प्रयोग गरिन्छ, यो बर्बाद हुन्छ, बिरुवाहरू जलन सक्छ, र विषाक्त नाइट्रोजन धुवाँ वातावरणमा छोडिन्छ।किसानहरूले नाइट्रोजन स्तरको सही पहिचानको मद्दतले बिरुवाको वृद्धिको लागि मलको आदर्श स्तरमा पुग्न सक्छन्।

चीनको हेबेई युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीमा आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्स स्कूलका प्राध्यापक ली याङले भने,“बिरुवाको वृद्धि तापक्रमले पनि असर गर्छ, जसले माटोमा हुने भौतिक, रासायनिक र सूक्ष्मजीवविज्ञान प्रक्रियाहरूलाई असर गर्छ।निरन्तर अनुगमनले किसानहरूलाई उनीहरूको बालीका लागि तापक्रम धेरै तातो वा धेरै चिसो हुँदा रणनीतिहरू र हस्तक्षेपहरू विकास गर्न सक्षम बनाउँछ।"

चेङका अनुसार नाइट्रोजन ग्याँस र तापक्रम मापन एकअर्काबाट स्वतन्त्र प्राप्त गर्न सक्ने सेन्सिङ मेकानिजमहरू विरलै रिपोर्ट गरिएका छन्।दुबै ग्यास र तापक्रमले सेन्सरको प्रतिरोधी पढाइमा भिन्नताहरू ल्याउन सक्छ, तिनीहरूलाई बीचमा छुट्याउन गाह्रो बनाउँछ।

चेङको टोलीले माटोको तापक्रमबाट स्वतन्त्र रूपमा नाइट्रोजनको कमी पत्ता लगाउन सक्ने उच्च प्रदर्शन गर्ने सेन्सर बनाएको छ।सेन्सर भ्यानेडियम अक्साइड-डोपेड, लेजर-प्रेरित ग्राफिन फोमबाट बनेको छ, र यो पत्ता लागेको छ कि ग्राफिनमा डोपिङ मेटल कम्प्लेक्सले ग्यास शोषण र पत्ता लगाउने संवेदनशीलता सुधार गर्दछ।

किनभने नरम झिल्लीले सेन्सरलाई सुरक्षित राख्छ र नाइट्रोजन ग्यासको प्रवेशलाई रोक्छ, सेन्सरले मात्र तापक्रममा हुने परिवर्तनहरूमा प्रतिक्रिया दिन्छ।सेन्सरलाई इन्क्याप्सुलेशन बिना र उच्च तापक्रममा पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

यसले सापेक्षिक आर्द्रता र माटोको तापक्रमको प्रभावलाई छोडेर नाइट्रोजन ग्यासको सही मापन गर्न अनुमति दिन्छ।तापक्रम र नाइट्रोजन ग्याँस पूर्णतया र हस्तक्षेप-रहित डिकपल गर्न सकिन्छ संलग्न र अनइन्क्याप्सुलेटेड सेन्सरहरू प्रयोग गरेर।

अन्वेषकले तापमान परिवर्तनहरू र नाइट्रोजन ग्यास उत्सर्जनलाई सबै मौसम परिस्थितिहरूमा सटीक कृषिका लागि डिकपल सेन्सिङ मेकानिजमहरूका साथ मल्टिमोडल उपकरणहरू सिर्जना गर्न र कार्यान्वयन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ भन्नुभयो।

चेङले भने, "अल्ट्रा-कम नाइट्रोजन अक्साइड सांद्रता र सानो तापमान परिवर्तनहरू एकैसाथ पत्ता लगाउने क्षमताले सटीक कृषि, स्वास्थ्य अनुगमन, र अन्य अनुप्रयोगहरूको लागि decoupled सेन्सिङ संयन्त्रको साथ भविष्यको बहुविध इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको विकासको लागि मार्ग प्रशस्त गर्दछ।"

चेङको अनुसन्धान राष्ट्रिय स्वास्थ्य संस्थान, नेशनल साइन्स फाउन्डेशन, पेन स्टेट, र चिनियाँ राष्ट्रिय प्राकृतिक विज्ञान फाउन्डेशन द्वारा वित्त पोषित थियो।