माटोमा तापक्रम र नाइट्रोजनको स्तर नाप्नु कृषि प्रणालीको लागि महत्त्वपूर्ण छ तर तिनीहरूलाई एकअर्काबाट अलग पत्ता लगाउन गाह्रो छ। Huanyu "ल्यारी" चेंग, जेम्स एल. हेन्डरसन, पेन राज्यमा इन्जिनियरिङ विज्ञान र मेकानिक्सका जूनियर मेमोरियल एसोसिएट प्रोफेसर, एक बहु-प्यारामिटर सेन्सरको विकासमा अनुसन्धानकर्ताहरूलाई नेतृत्व गरे जसले प्रभावकारी रूपमा तापमान र नाइट्रोजन संकेतहरू दोहोर्याउन सक्छ ताकि प्रत्येक मापन गर्न सकिन्छ। सही रूपमा। द्वारा हालै नतिजा प्रकाशित गरिएको थियो विकसित सामाग्री.
“कुशल निषेचनका लागि निरन्तर र वास्तविक समय अनुगमनको आवश्यकता छ माटो अवस्था, विशेष गरी नाइट्रोजन उपयोग र माटोको तापमान"चेङले भने। "यो बाली स्वास्थ्य मूल्याङ्कन गर्न आवश्यक छ, कम गर्न वातावरणीय प्रदूषण र दिगो र सटीक कृषि प्रवर्द्धन गर्दै। ”
उर्वरकको रूपमा नाइट्रोजन प्रयोग गर्नु कृषिमा सामान्य अभ्यास हो, र लक्ष्य भनेको उत्तम बाली उत्पादनको लागि आदर्श मात्रा प्रयोग गर्नु हो। जब नाइट्रोजन धेरै कम प्रयोग गरिन्छ, बालीको उपज इष्टतम भन्दा कम हुन सक्छ। जब धेरै प्रयोग गरिन्छ, मल बर्बाद हुन्छ, बिरुवाहरू जलन सक्छ र हानिकारक नाइट्रोजन ग्यासहरू वातावरणमा छोडिन्छन्। को सही पहिचान नाइट्रोजन स्तरविशेष गरी, ग्यासको रूपमा नाइट्रोजनको क्षतिले किसानहरूलाई मलको इष्टतम स्तर प्राप्त गर्न मद्दत गर्न सक्छ। बोटको वृद्धि.
चीनको हेबेई युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीमा आर्टिफिसियल इन्टेलिजेन्स स्कूलका प्रोफेसर ली याङले भने, “बिरुवाको वृद्धि तापक्रमले पनि असर गर्छ, जसले माटोमा हुने भौतिक, रासायनिक र सूक्ष्मजीवविज्ञान प्रक्रियाहरूलाई असर गर्छ। "निरन्तर अनुगमनले किसानहरूलाई उनीहरूको बालीको लागि तापक्रम धेरै तातो वा धेरै चिसो हुँदा रणनीतिहरू र हस्तक्षेपहरू विकास गर्न सक्षम बनाउँछ।"
दुर्भाग्यवश, दुबै ग्यास र तापमान - सापेक्षिक आर्द्रता भिन्नताहरू सहित - सेन्सरको प्रतिरोधी पढाइमा परिवर्तन हुन सक्छ, त्यसैले सेन्सरले तिनीहरूलाई अलग भन्न सक्दैन। चेङका अनुसार नाइट्रोजन ग्यास र तापक्रम मापन एकअर्काबाट स्वतन्त्र रूपमा प्राप्त गर्न सक्ने सेन्सिङ मेकानिजमहरू विरलै रिपोर्ट गरिएका छन्।
चेङको टोलीले नाइट्रोजनको कमी र माटोको तापक्रम पत्ता लगाउन पूर्ण रूपमा डिकपल गर्न उच्च-कार्यक्षमता सेन्सरको डिजाइन र निर्माण गर्यो। बहु-प्यारामिटर सेन्सर भ्यानेडियम अक्साइड-डोपेड, लेजर-प्रेरित ग्राफिन फोममा आधारित छ। भ्यानेडियम अक्साइडले नाइट्रोजन ग्याँसहरू र डोपिङसँग सोख्न र अन्तरक्रिया गर्न सक्छ धातु परिसरहरू ग्रेफिनमा पनि ग्यास शोषण र पत्ता लगाउने संवेदनशीलता सुधार गर्न पाइन्छ।
सेन्सर नाइट्रोजन ग्यासको पारगमनलाई रोक्न नरम झिल्लीद्वारा समेटिएको छ त्यसैले सेन्सरले तापमान भिन्नताहरूमा मात्र प्रतिक्रिया दिन्छ। थप रूपमा, encapsulation हटाउन सकिन्छ र सेन्सर एक उच्च तापमान मा संचालित। यसो गर्दा माटोमा सापेक्षिक आर्द्रता र तापक्रमको प्रभावलाई हटाएर नाइट्रोजन ग्याँसको सही मापन गर्न सकिन्छ। इनक्याप्सुलेटेड सेन्सर र अनइन्क्याप्सुलेटेड सेन्सरको संयोजनले कुनै हस्तक्षेप बिना तापमान र नाइट्रोजन ग्यासलाई पूर्ण रूपमा दोहोर्याउन सक्छ।
डिसेप्लिंग तापमान भिन्नताहरू र नाइट्रोजन ग्यास उत्सर्जनलाई सबै मौसमी अवस्थाहरूमा परिशुद्ध कृषिका लागि डिकपल्ड सेन्सिङ मेकानिजमसहितको मल्टिमोडल यन्त्रहरू डिजाइन र लागू गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ, चेङका अनुसार।
"एकै साथ अल्ट्रा कम नाइट्रोजन अक्साइड सांद्रता पत्ता लगाउने क्षमता र सानो तापमान परिवर्तनहरूले सटीक कृषि, स्वास्थ्य अनुगमन र अन्य अनुप्रयोगहरूका लागि डिकपल सेन्सिङ संयन्त्रको साथ भविष्यको बहुविध इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको विकासको लागि मार्ग प्रशस्त गर्दछ," चेंगले भने।