Sénsor taneuh anyar tiasa ningkatkeun efisiensi pemupukan pamotongan

Pupuk anu ngandung nitrogén dianggo pikeun ningkatkeun produksi pangan, tapi émisina tiasa ngotoran lingkungan.Pikeun maksimalkeun pamakean sumberdaya, ningkatkeun hasil tatanén, sareng ngirangan résiko lingkungan, ngawaskeun sipat taneuh sacara kontinyu sareng real-time, sapertos suhu taneuh sareng émisi pupuk, penting pisan.Sensor multi-parameter dipikabutuh pikeun tatanén pinter atanapi presisi pikeun ngalacak émisi gas NOX sareng suhu taneuh pikeun ngabuahan anu pangsaéna.

James L. Henderson, Jr Peringatan Professor Mitra Téknik Élmu sarta Mékanika di Penn State Huanyu "Larry" Cheng mingpin ngembangkeun sensor multi-parameter anu hasil misahkeun suhu jeung nitrogén sinyal pikeun ngidinan ukur akurat unggal.

ceuk Cheng,"Pikeun fértilisasi efisien, aya kabutuhan pikeun ngawaskeun kaayaan taneuh sacara kontinyu sareng nyata-nyata, khususna pamanfaatan nitrogén sareng suhu taneuh.Ieu penting pisan pikeun ngevaluasi kaséhatan pepelakan, ngirangan polusi lingkungan, sareng ngamajukeun tatanén anu lestari sareng presisi.

Panaliti ieu ditujukeun pikeun ngagunakeun kuantitas anu pas pikeun ngahasilkeun pepelakan anu pangsaéna.Produksi pamotongan tiasa langkung handap tibatan upami langkung seueur nitrogén dianggo.Lamun pupuk diterapkeun kaleuleuwihan, éta wasted, tutuwuhan bisa kaduruk, sarta haseup nitrogén toksik dileupaskeun ka lingkungan.Patani tiasa ngahontal tingkat pupuk idéal pikeun kamekaran pepelakan kalayan bantosan deteksi tingkat nitrogén anu akurat.

Co-panulis Li Yang, profesor di Sakola Artificial Intelligence di Cina Hebei Universitas Téknologi, ceuk,"Pertumbuhan tutuwuhan ogé dipangaruhan ku suhu, anu mangaruhan prosés fisik, kimia, sareng mikrobiologis dina taneuh.Pemantauan kontinyu ngamungkinkeun para patani ngembangkeun strategi sareng intervensi nalika hawa panas teuing atanapi tiis teuing pikeun pepelakanna.

Numutkeun Cheng, mékanisme Sensing nu bisa ménta gas nitrogén sarta pangukuran suhu bebas tina unggal lianna jarang dilaporkeun.Duanana gas sareng suhu tiasa nyababkeun variasi dina bacaan résistansi sénsor, sahingga hésé ngabédakeunana.

Tim Cheng nyiptakeun sensor kinerja luhur anu tiasa ngadeteksi leungitna nitrogén sacara mandiri tina suhu taneuh.Sénsor dijieun tina vanadium oksida-doped, laser-ngainduksi busa graphene, sarta geus kapanggih yén doping kompléx logam dina graphene ngaronjatkeun adsorption gas sarta sensitipitas deteksi.

Kusabab mémbran lemes ngajaga sensor jeung nyegah permeation gas nitrogén, sensor solely meta pikeun parobahan suhu.Sensor ogé tiasa dianggo tanpa enkapsulasi sareng dina suhu anu langkung luhur.

Hal ieu ngamungkinkeun pangukuran akurat gas nitrogén ku ngaleungitkeun épék kalembaban relatif sareng suhu taneuh.Suhu sareng gas nitrogén tiasa dipisahkeun sacara lengkep sareng bebas gangguan nganggo sénsor anu katutup sareng henteu katutup.

Panaliti nyarios yén parobahan suhu sareng émisi gas nitrogén tiasa dianggo pikeun nyiptakeun sareng nerapkeun alat multimodal kalayan mékanisme sensing anu dipisahkeun pikeun tatanén presisi dina sagala kaayaan cuaca.

Cheng nyarios, "Kamampuhan pikeun sakaligus ngadeteksi konsentrasi oksida nitrogén ultra-rendah sareng parobihan suhu alit nyayogikeun jalan pikeun pamekaran alat éléktronik multimodal kahareup kalayan mékanisme sensing decoupled pikeun tatanén precision, ngawaskeun kaséhatan, sareng aplikasi anu sanés."

Panalungtikan Cheng dibiayaan ku National Institutes of Health, National Science Foundation, Penn State, sareng Chinese National Natural Science Foundation.