Nei Buedemsensore kéinten d'Effizienz vun der Düngung vun de Kulturen verbesseren

Dünger mat Stéckstoff gi benotzt fir d'Liewensmëttelproduktioun ze erhéijen, awer hir Emissioune kënnen d'Ëmwelt verschmotzen. Fir d'Ressourcennotzung ze maximéieren, d'landwirtschaftlech Erträg ze erhéijen an d'Ëmweltrisiken ze reduzéieren, ass eng kontinuéierlech an Echtzäit-Iwwerwaachung vun de Buedemeigenschaften, wéi Buedemtemperatur an Düngemëttelemissiounen, essentiell. E Multiparametersensor ass fir intelligent oder Präzisiounslandwirtschaft néideg, fir NOx-Gasemissiounen an d'Buedemtemperatur ze verfollegen, fir déi bescht Düngung ze garantéieren.

Den James L. Henderson, Jr. Memorial Associate Professor of Engineering Science and Mechanics op der Penn State huet d'Entwécklung vun engem Multiparametersensor ugefouert, deen Temperatur- a Stéckstoffsignaler erfollegräich trennt, fir eng korrekt Miessung vun all eenzelne Signal ze erméiglechen.

Cheng sot,„Fir effizient Düngung ass eng kontinuéierlech an Echtzäit-Iwwerwaachung vum Buedemzoustand néideg, besonnesch fir d'Stickstoffnotzung an d'Buedemtemperatur. Dëst ass essentiell fir d'Gesondheet vun de Kulturen ze evaluéieren, d'Ëmweltverschmotzung ze reduzéieren an eng nohalteg a präzis Landwirtschaft ze fërderen.“

D'Studie zielt drop of, déi passend Quantitéit fir de beschte Rendement ze benotzen. D'Produktioun vun der Kultur kann méi niddreg sinn, wann méi Stickstoff benotzt gëtt. Wann Dünger ze vill applizéiert gëtt, gëtt en verschwend, d'Planze kënne verbrennen, an et ginn gëfteg Stickstoffgaser an d'Ëmwelt fräigesat. D'Baueren kënnen déi ideal Düngerniveauen fir de Wuesstum vu Planzen erreechen, andeems se eng genee Stickstoffniveaumessung maachen.

De Co-Autor Li Yang, Professer an der School of Artificial Intelligence vun der Hebei University of Technology a China, sot:„De Planzewuesstum gëtt och vun der Temperatur beaflosst, déi sech op déi physikalesch, chemesch a mikrobiologesch Prozesser am Buedem auswierkt. Duerch eng kontinuéierlech Iwwerwaachung kënnen d'Baueren Strategien an Interventiounen entwéckelen, wann d'Temperaturen ze waarm oder ze kal fir hir Kulturen sinn.“

Laut dem Cheng ginn et rar Sensormechanismen, déi onofhängeg vuneneen Miessunge vu Stéckstoffgas a Temperatur kënne kréien. Souwuel Gasen ewéi och Temperatur kënne Variatiounen an der Resistenzmiessung vum Sensor verursaachen, soudatt et schwéier ass, se z'ënnerscheeden.

D'Team vum Cheng huet en Héichleistungssensor entwéckelt, deen de Stéckstoffverloscht onofhängeg vun der Buedemtemperatur detektéiere kann. De Sensor besteet aus Vanadiumoxid-dotiertem, laserinduzéiertem Graphen-Schaum, an et gouf entdeckt, datt d'Dotierung vu Metallkomplexer am Graphen d'Gasadsorptioun an d'Detektiounsempfindlechkeet verbesseren.

Well eng mëll Membran de Sensor schützt an d'Permeatioun vu Stéckstoffgas verhënnert, reagéiert de Sensor nëmmen op Temperaturännerungen. De Sensor kann och ouni Kapselung a bei enger méi héijer Temperatur benotzt ginn.

Dëst erméiglecht eng präzis Miessung vum Stéckstoffgas, andeems d'Auswierkunge vun der relativer Loftfiichtegkeet an der Buedemtemperatur ausgeschloss ginn. Temperatur a Stéckstoffgas kënne komplett an ouni Stéierungen getrennt ginn, andeems déi agebaute an net agebaute Sensore benotzt ginn.

De Fuerscher sot, datt d'Entkopplung vun Temperaturännerungen an Stéckstoffgasemissiounen benotzt kéint ginn, fir multimodal Apparater mat entkoppelten Detektiounsmechanismen fir Präzisiounslandwirtschaft bei all Wiederkonditiounen ze kreéieren an ëmzesetzen.

De Cheng sot: „D'Fäegkeet, gläichzäiteg ultra-niddreg Stickstoffoxidkonzentratiounen a kleng Temperaturännerungen z'entdecken, mécht de Wee fräi fir d'Entwécklung vun zukünftegen multimodalen elektroneschen Apparater mat entkoppelten Detektiounsmechanismen fir Präzisiounslandwirtschaft, Gesondheetsiwwerwaachung an aner Uwendungen.“

D'Fuerschung vum Cheng gouf vun den National Institutes of Health, der National Science Foundation, Penn State an der Chinese National Natural Science Foundation finanzéiert.