Lurzoruko sentsore berriek laboreen ongarritze-eraginkortasuna hobetu dezakete

Nitrogenoa duten ongarriak erabiltzen dira elikagaien ekoizpena handitzeko, baina haien isuriek ingurumena kutsa dezakete. Baliabideen erabilera maximizatzeko, nekazaritzako errendimendua handitzeko eta ingurumen-arriskuak murrizteko, ezinbestekoa da lurzoruaren propietateen etengabeko eta denbora errealeko monitorizazioa, hala nola lurzoruaren tenperatura eta ongarrien isuria. Nekazaritza adimendunerako edo doitasun-nekazaritzarako parametro anitzeko sentsore bat beharrezkoa da NOX gasen isuriak eta lurzoruaren tenperatura jarraitzeko, ongarritze onena lortzeko.

James L. Henderson, Jr. Memorial Ingeniaritza Zientzia eta Mekanikako irakasle elkartuak Penn State Huanyu “Larry” Cheng-ek zuzendu zuen tenperatura eta nitrogeno seinaleak arrakastaz bereizten dituen parametro anitzeko sentsore baten garapena, bakoitzaren neurketa zehatza ahalbidetzeko.

Chengek esan zuen,«Ongarritasun eraginkorra lortzeko, beharrezkoa da lurzoruaren egoeraren etengabeko eta denbora errealeko monitorizazioa, bereziki nitrogenoaren erabileraren eta lurzoruaren tenperaturaren jarraipena. Ezinbestekoa da laboreen osasuna ebaluatzeko, ingurumen-kutsadura murrizteko eta nekazaritza jasangarria eta zehatza sustatzeko».

Ikerketaren helburua uztaren etekinik onena lortzeko kantitate egokia erabiltzea da. Uztaren ekoizpena nitrogeno gehiago erabiltzen bada baino txikiagoa izan daiteke. Ongarria gehiegi aplikatzen denean, alferrik galtzen da, landareak erre daitezke eta nitrogeno-lurrun toxikoak ingurumenera isurtzen dira. Nekazariek landareen hazkuntzarako ongarri-maila idealak lor ditzakete nitrogeno-mailaren detekzio zehatzaren laguntzarekin.

Li Yang egilekideak, Txinako Hebei Unibertsitate Teknologikoko Adimen Artifizialaren Eskolako irakasleak, esan zuen:«Landareen hazkuntzan tenperaturak ere eragina du, eta horrek lurzoruko prozesu fisiko, kimiko eta mikrobiologikoetan eragiten du. Jarraipen jarraituak nekazariei estrategiak eta esku-hartzeak garatzeko aukera ematen die tenperaturak gehiegi berotzen edo hotzen direnean beren laboreentzat».

Cheng-en arabera, nitrogeno gasaren eta tenperaturaren neurketak elkarrengandik independenteki lor ditzaketen sentsore-mekanismoen berri gutxitan ematen da. Bai gasek bai tenperaturak sentsorearen erresistentzia-irakurketan aldaketak eragin ditzakete, eta horrek zaildu egiten du bien arteko bereizketa.

Cheng-en taldeak errendimendu handiko sentsore bat sortu zuen, lurzoruaren tenperaturarekiko independenteki nitrogeno-galera detektatu dezakeena. Sentsorea vanadio oxidoz dopatutako grafeno-apar laserrez induzituz egina dago, eta aurkitu da grafenoan dauden metal-konplexu dopatzaileek gasaren adsorzioa eta detekzio-sentsibilitatea hobetzen dituztela.

Mintz bigun batek sentsorea babesten eta nitrogeno gasaren iragazkortasuna eragozten duenez, sentsoreak tenperatura aldaketei soilik erreakzionatzen die. Sentsorea kapsulatu gabe eta tenperatura altuago batean ere erabil daiteke.

Horri esker, nitrogeno gasaren neurketa zehatza egin daiteke, hezetasun erlatiboaren eta lurzoruaren tenperaturaren efektuak baztertuz. Tenperatura eta nitrogeno gasa erabat eta interferentziarik gabe deskonekta daitezke barruan dauden eta kapsulatu gabeko sentsoreak erabiliz.

Ikertzaileak esan zuen tenperatura-aldaketak eta nitrogeno gas-isuriak deskonektatzea erabil daitekeela nekazaritza zehatzerako sentsore-mekanismo deskonektatuak dituzten gailu multimodalak sortu eta ezartzeko, eguraldi-baldintza guztietan.

Cheng-ek esan zuen: "Nitrogeno oxido kontzentrazio ultra-baxuak eta tenperatura aldaketa txikiak aldi berean detektatzeko gaitasunak bidea zabaltzen du etorkizuneko gailu elektroniko multimodalak garatzeko, nekazaritza zehatzerako, osasunaren monitorizaziorako eta beste aplikazio batzuetarako sentsore-mekanismo desakoplatuak dituztenak".

Cheng-en ikerketa Osasun Institutu Nazionalak, Zientzia Fundazio Nazionalak, Penn State-k eta Txinako Zientzia Naturalen Fundazio Nazionalak finantzatu zuten.