I novi sensori di a terra puderanu migliurà l'efficienza di fertilizazione di i culturi

I fertilizzanti chì cuntenenu nitrogenu sò usati per aumentà a pruduzzione alimentaria, ma e so emissioni ponu contamina l'ambiente.Per maximizà l'usu di e risorse, aumentà i rendimenti agriculi è riduce i risichi ambientali, un monitoraghju cuntinuu è in tempu reale di e proprietà di a terra, cum'è a temperatura di a terra è l'emissione di fertilizzanti, hè essenziale.Un sensoru multiparametru hè necessariu per l'agricultura intelligente o di precisione per seguità l'emissioni di gas NOX è a temperatura di a terra per a megliu fertilizazione.

James L. Henderson, Jr. Memorial Associate Professor of Engineering Science and Mechanics in Penn State Huanyu "Larry" Cheng hà guidatu u sviluppu di un sensoru multi-parametru chì separà bè i signali di temperatura è nitrogenu per permette a misurazione precisa di ognunu.

Cheng hà dettu:"Per una fertilizazione efficiente, ci hè bisognu di un monitoraghju cuntinuu è in tempu reale di e cundizioni di a terra, in particulare l'utilizazione di nitrogenu è a temperatura di a terra.Questu hè essenziale per valutà a salute di i culturi, riduce a contaminazione ambientale è prumove l'agricultura sustenibile è di precisione ".

U studiu hà per scopu di impiegà a quantità adatta per u megliu rendimentu di culturi.A pruduzzione di u cultu pò esse più bassu di ciò chì pò esse se si usa più nitrogenu.Quandu u fertilizante hè appiicatu eccessivamente, hè persu, i pianti ponu brusgià, è i fumi di nitrogenu tossicu sò liberati in l'ambiente.L'agricultori ponu ghjunghje à i livelli ideali di fertilizante per a crescita di e piante cù l'aiutu di una deteczione precisa di u nivellu di nitrogenu.

U coautore Li Yang, un prufissore in a Scola di Intelligenza Artificiale in l'Università di Tecnulugia di Hebei in Cina, hà dettu:"A crescita di e piante hè ancu affettata da a temperatura, chì influenza i prucessi fisichi, chimichi è microbiologichi in a terra.U monitoraghju cuntinuu permette à l'agricultori di sviluppà strategie è intervenzioni quandu a temperatura hè troppu calda o troppu fria per i so culturi.

Sicondu Cheng, i miccanismi Sensing chì ponu ottene u gasu di nitrogenu è e misurazioni di temperatura indipindenti di l'altri sò raramenti signalati.Tutti i gasi è a temperatura ponu causà variazioni in a lettura di resistenza di u sensoru, facendu difficiuli di distingue trà elli.

A squadra di Cheng hà criatu un sensoru d'alta prestazione chì pò detectà a perdita di nitrogenu indipindentamente da a temperatura di a terra.U sensoru hè fattu di schiuma di grafene indotta da ossidu di vanadiu, è hè statu scupertu chì i cumplessi di doping metalli in graphene migliurà l'adsorption di gas è a sensibilità di rilevazione.

Perchè una membrana suave prutege u sensoru è impedisce a permeazione di gas di nitrogenu, u sensoru solu reagisce à i cambiamenti di temperatura.U sensoru pò ancu esse usatu senza incapsulazione è à una temperatura più altu.

Questu permette una misurazione precisa di u gasu di nitrogenu escludendu l'effetti di l'umidità relativa è a temperatura di a terra.A temperatura è u gasu di nitrogenu ponu esse disaccoppiati interamente è senza interferenze cù i sensori chjusi è senza incapsulazione.

U circadori hà dettu chì i cambiamenti di temperatura di decoupling è l'emissioni di gas di nitrogenu puderanu esse aduprati per creà è implementà i dispositi multimodali cù miccanismi di decoupling sensing per l'agricultura di precisione in tutte e cundizioni climatichi.

Cheng hà dettu: "A capacità di detect simultaneamente concentrazioni di ossidu di nitrogenu ultra-bassu è picculi cambiamenti di temperatura apre a strada per u sviluppu di futuri dispositi elettronici multimodali cù meccanismi di sensazione disaccoppiati per l'agricultura di precisione, u monitoraghju di a salute è altre applicazioni".

A ricerca di Cheng hè stata finanziata da l'Istituti Naziunali di Salute, a National Science Foundation, Penn State è a National Natural Science Foundation Chinese.