Wiwọn iwọn otutu ati awọn ipele nitrogen ni ile jẹ pataki fun awọn ọna ṣiṣe ogbin ṣugbọn wiwa wọn yatọ si ara wọn nira lati ṣe. Huanyu “Larry” Cheng, James L. Henderson, Jr. Memorial Associate Professor of Engineering Science and Mechanics at Penn State, mu awọn oluwadi ni idagbasoke ti a olona-parameter sensọ ti o le fe ni decouple otutu ati nitrogen awọn ifihan agbara ki kọọkan le wa ni won. deede. Awọn esi ti a ti tẹjade laipe Awọn ohun elo ti o ni ilọsiwaju.
“Fun idapọ daradara, iwulo wa fun lilọsiwaju ati ibojuwo akoko gidi ti ile ipo, pataki nitrogen iṣamulo ati ile otutu, "Cheng sọ. “Eyi jẹ pataki fun igbelewọn ilera irugbin na, idinku idoti ayika ati igbega alagbero ati iṣẹ-ogbin deede. ”
Lilo nitrogen gẹgẹbi ajile jẹ iṣe ti o wọpọ ni iṣẹ-ogbin, ati ibi-afẹde ni lati lo iye ti o dara julọ fun iṣelọpọ irugbin ti o dara julọ. Nigbati a ba lo nitrogen kere ju, ikore irugbin na le kere ju ti o dara julọ. Nigbati o ba lo pupọ, ajile jẹ asan, awọn ohun ọgbin le jo ati pe awọn gaasi nitrogen ti o ni ipalara ti tu silẹ sinu agbegbe. Wiwa deede ti awọn ipele nitrogen— ni pataki, pipadanu nitrogen ni irisi gaasi—le ṣe iranlọwọ fun awọn agbe lati ṣaṣeyọri awọn ipele idapọ ti o dara julọ fun idagbasoke ọgbin.
“Idagba ọgbin tun ni ipa nipasẹ iwọn otutu, eyiti o ni ipa lori ti ara, kemikali ati awọn ilana microbiological ni ile,” onkọwe-alakowe Li Yang, olukọ ọjọgbọn ni Ile-iwe ti Imọ-jinlẹ Artificial ni Ile-ẹkọ Imọ-ẹrọ Hebei ti China. “Abojuto ilọsiwaju n fun awọn agbe laaye lati ṣe agbekalẹ awọn ọgbọn ati awọn ilowosi nigbati iwọn otutu ba gbona tabi tutu pupọ fun awọn irugbin wọn.”
Laanu, awọn gaasi mejeeji ati iwọn otutu-pẹlu awọn iyatọ ọriniinitutu ibatan-le fa awọn ayipada ninu kika resistance ti sensọ, nitorina sensọ ko le sọ wọn lọtọ. Awọn ilana imọ ti o le gba gaasi nitrogen ati awọn wiwọn iwọn otutu ni ominira ti ara wọn kii ṣe ijabọ, ni ibamu si Cheng.
Ẹgbẹ Cheng ṣe apẹrẹ ati iṣelọpọ sensọ iṣẹ ṣiṣe giga kan lati decouple wiwa wiwa ti isonu nitrogen ati iwọn otutu ile patapata. Sensọ olona-paramita da lori vanadium oxide-doped, foomu graphene ti o fa lesa. Vanadium oxide le adsorb ati ibaraenisepo pẹlu awọn gaasi nitrogen, ati doping awọn eka irin ni graphene tun ti rii lati mu imudara gaasi adsorption ati ifamọ wiwa.
Awọn sensọ ti wa ni encapsulated nipasẹ kan rirọ awo ti o dènà nitrogen gaasi permeation ki awọn sensọ dahun nikan si awọn iyatọ iwọn otutu. Ni afikun, fifipamọ le yọkuro ati pe sensọ ṣiṣẹ ni iwọn otutu ti o ga. Ṣiṣe bẹ yọ ipa ti ọriniinitutu ojulumo ati iwọn otutu ninu ile lati gba laaye fun wiwọn deede ti gaasi nitrogen. Apapo sensọ ti a fi sii ati sensọ ti ko ni agbara le mu iwọn otutu decouple patapata ati gaasi nitrogen laisi kikọlu.
Oso awọn iyatọ iwọn otutu ati awọn itujade gaasi nitrogen ni a le lo lati ṣe apẹrẹ ati lo awọn ẹrọ multimodal pẹlu awọn ọna imọ-itumọ ti a ti sọ dipọ fun iṣẹ-ogbin deede ni gbogbo awọn ipo oju ojo, ni ibamu si Cheng.
“Agbara lati rii nigbakanna awọn ifọkansi ohun elo afẹfẹ nitrogen ultra-kekere ati kekere otutu awọn ayipada pa ọna fun idagbasoke ti awọn ẹrọ itanna multimodal iwaju pẹlu awọn ọna imọ-itumọ ti a ti sọ dipọ fun iṣẹ-ogbin deede, ibojuwo ilera ati awọn ohun elo miiran, ”Cheng sọ.