Թերալիտիկ սենսորը օգնում է ֆերմերներին կառավարել պարարտանյութերի կիրառումը

Խելացի սենսորային տեխնոլոգիա, որը կօգնի ֆերմերներին ավելի արդյունավետ օգտագործել պարարտանյութը և նվազեցնել շրջակա միջավայրին հասցված վնասը։
«Natural Foods» ամսագրում նկարագրված տեխնոլոգիան կարող է օգնել արտադրողներին որոշել մշակաբույսերին պարարտանյութ կիրառելու լավագույն ժամանակը և անհրաժեշտ պարարտանյութի քանակը՝ հաշվի առնելով այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են եղանակային պայմանները և հողի պայմանները: Սա կնվազեցնի հողերի թանկարժեք և շրջակա միջավայրի համար վնասակար գերպարարտացումը, որն արտանետում է ջերմոցային գազ՝ ազոտի օքսիդ, և աղտոտում հողն ու ջրային ուղիները:
Այսօր չափից շատ պարարտացումը աշխարհի մի ժամանակ վարելահողերի 12%-ը դարձրել է անօգտագործելի, իսկ ազոտական պարարտանյութերի օգտագործումը վերջին 50 տարվա ընթացքում աճել է 600%-ով։
Սակայն, բերք արտադրողների համար դժվար է ճշգրիտ կարգավորել իրենց պարարտանյութերի օգտագործումը. չափազանց շատ պարարտանյութերի օգտագործումը կարող է վնասել շրջակա միջավայրը, իսկ չափազանց քիչ ծախսեր կատարելը՝ նվազեցնել բերքատվությունը։
Նոր սենսորային տեխնոլոգիայի հետազոտողները նշում են, որ այն կարող է օգուտ բերել շրջակա միջավայրին և արտադրողներին:
Սենսորը, որը կոչվում է թղթային հիմքով քիմիապես ֆունկցիոնալիզացված էլեկտրական գազի սենսոր (chemPEGS), չափում է հողում ամոնիումի քանակը, որը միացություն է, որը հողի մանրէների կողմից վերածվում է նիտրիտի և նիտրատի: Այն օգտագործում է արհեստական բանականության մի տեսակ, որը կոչվում է մեքենայական ուսուցում, համատեղելով այն եղանակի, պարարտանյութի կիրառումից հետո անցած ժամանակի, հողի pH-ի և հաղորդունակության չափումների հետ: Այն օգտագործում է այս տվյալները՝ կանխատեսելու հողի ընդհանուր ազոտի պարունակությունը հիմա և ընդհանուր ազոտի պարունակությունը ապագայում՝ 12 օր առաջ՝ պարարտանյութ կիրառելու լավագույն ժամանակը կանխատեսելու համար:
Ուսումնասիրությունը ցույց է տալիս, թե ինչպես կարող է այս նոր, ցածր գնով լուծումը օգնել արտադրողներին առավելագույն օգուտ ստանալ պարարտանյութի նվազագույն քանակից, հատկապես պարարտանյութերի ինտենսիվ օգտագործման մշակաբույսերի համար, ինչպիսին է ցորենը: Այս տեխնոլոգիան կարող է միաժամանակ կրճատել արտադրողների ծախսերը և շրջակա միջավայրին հասցվող վնասը ազոտական պարարտանյութերից, որոնք ամենատարածված պարարտանյութի տեսակն են:
Լոնդոնի Իմպերիալ քոլեջի կենսաինժեներիայի ամբիոնի առաջատար հետազոտող, դոկտոր Մաքս Գրիրն ասել է. «Չափից շատ պարարտացման խնդիրը, թե՛ շրջակա միջավայրի, թե՛ տնտեսական տեսանկյունից, չի կարելի գերագնահատել։ Այս տարի արտադրողականությունը և դրան առնչվող եկամուտը տարեցտարի նվազում են, և արտադրողները ներկայումս չունեն այս խնդիրը լուծելու համար անհրաժեշտ գործիքները»։
«Մեր տեխնոլոգիան կարող է օգնել լուծել այս խնդիրը՝ օգնելով աճեցնողներին հասկանալ հողում ամոնիակի և նիտրատի ներկայիս մակարդակները և կանխատեսել ապագա մակարդակները՝ հիմնվելով եղանակային պայմանների վրա։ Սա թույլ է տալիս նրանց ճշգրտել իրենց պարարտանյութերի կիրառումը իրենց հողի և բերքի կոնկրետ կարիքներին համապատասխան»։
Ավելորդ ազոտական պարարտանյութը ազոտի օքսիդ է արտանետում մթնոլորտ, որը ջերմոցային գազ է, որը 300 անգամ ավելի ուժեղ է, քան ածխաթթու գազը և նպաստում է կլիմայական ճգնաժամին: Ավելորդ պարարտանյութը կարող է նաև անձրևաջրերի հետ միասին լվացվել ջրային ուղիներ՝ զրկելով ջրային կյանքին թթվածնից, առաջացնելով ջրիմուռների ծաղկում և նվազեցնելով կենսաբազմազանությունը:
Այնուամենայնիվ, պարարտանյութերի մակարդակը հողի և մշակաբույսերի կարիքներին համապատասխանեցնելը մնում է մարտահրավեր։ Փորձարկումները հազվադեպ են լինում, և հողի ազոտի չափման ներկայիս մեթոդները ներառում են հողի նմուշներ լաբորատորիա ուղարկելը՝ երկարատև և թանկ գործընթաց, որի արդյունքները սահմանափակ կիրառություն ունեն մինչև աճեցնողների համար հասանելի դառնալը։
Իմպերիալ համալսարանի կենսաինժեներիայի բաժնի ավագ հեղինակ և առաջատար գիտաշխատող, դոկտոր Ֆիրաթ Գուդերն ասել է. «Մեր սննդի մեծ մասը գալիս է հողից. այն չվերականգնվող ռեսուրս է, և եթե մենք չպաշտպանենք այն, կկորցնենք այն։ Կրկին, գյուղատնտեսությունից ազոտի աղտոտման հետ միասին, մոլորակի համար ստեղծում է մի հանելուկ, որը մենք հույս ունենք լուծել ճշգրիտ գյուղատնտեսության միջոցով, որը, մեր հույսով, կօգնի նվազեցնել չափազանց պարարտացումը՝ միաժամանակ ավելացնելով բերքի բերքատվությունը և աճեցնողների շահույթը»։