Ievads: tūlītējas barības vielu mērīšanas solījums
Slāpeklis (N), fosfors (P) un kālijs (K) – trīs vissvarīgākie makroelementi veselīgas augu dzīvības uzturēšanai. Vēl nesen vienīgā iespēja izmērīt šīs galvenās barības vielas bija nosūtīt paraugu uz laboratoriju analīzei. Diemžēl šis process ir dārgs, apgrūtinošs un nenotiek uzreiz. Tā rezultātā pieaug pieprasījums pēc ātriem, in situ rīkiem, kas spēj sniegt daudz ātrākus rezultātus atpakaļ uz lauku.
Tālāk sniegtajā ceļvedī ir aprakstītas galvenās tirgū pieejamo NPK sensoru kategorijas, izceļot, kuras pamatā esošās tehnoloģijas tiek izmantotas, to galvenās īpašības un fundamentālās zinātniskās atšķirības starp tiem, kas spēj izmērīt atsevišķas jonu koncentrācijas, un tiem, kas to nespēj.
1. Elektroķīmiskie sensori: tieša jonu mērīšana augstas precizitātes nodrošināšanai
Zinātniski visstingrākā NPK sensoru tehnoloģiju kategorija ietilpst elektroķīmiskajos sensoros – konkrētāk, jonu selektīvajos elektrodos (ISE), kas mēra noteiktu jonu koncentrāciju un aktivitāti šķīdumā.
Stiprums: selektivitāte, reproducējamība, precizitāte: šos sensorus var padarīt ārkārtīgi selektīvus pret noteiktiem joniem, ļaujot visprecīzāk prognozēt jonu koncentrācijas starp pārnēsājamo sensoru tipiem.
Vājās puses: Nav praktiski lietošanai laukā: Neskatoties uz to selektivitāti, šie sensori parasti nav praktiski lietošanai laukā. Tie ir ne tikai dārgi, bet to darbībai bieži vien ir nepieciešami papildu ķīmiskie šķīdumi, un to izturība parasti nav pietiekama ilgstošai lietošanai. Lielākā daļa elektroķīmisko sensoru nekad netiktu ierakti augsnē, lai veiktu mērījumus in situ, padarot tos neuzticamus precīzai, plaši izplatītai reāllaika informācijai.
2. Spektroskopija: optiskā pieeja
Šī sensoru pieeja izmanto optiskās spektroskopijas principus, lai novērtētu savienojumus šķīdumā. Īsāk sakot, spektrometrs balstās uz to, kā gaisma mijiedarbojas ar augsnes parauga virsmu un kā mainās atstarotās, absorbētās vai caurlaidīgās gaismas spektrs konkrēta savienojuma klātbūtnes dēļ.
Stiprums: Nesagraujoša, Pārnēsājama: Šī pieeja ir nesagraujoša un to var ieviest pārnēsājamos, lētos instrumentos ātrai analīzei bez reaģentiem.
Vājās puses: Nekonsekventi rezultāti: Šie sensori ir arī pakļauti nekonsekventiem rezultātiem. To precizitāti var ievērojami ietekmēt ārēji faktori, piemēram, augsnes tekstūra. Turklāt dažas optiskās pieejas NPK mērīšanai joprojām balstās uz ķīmisko reaģentu analīzi, līdzīgi kā laboratorijas procesā, bet pārnēsājamākā formā.
3. Elektrovadītspējas (EC) sensori: visizplatītākās “NPK” zondes
Lētu, daudzzaru “NPK” sensoru tirgus strauji attīstās, bet kāda tehnoloģija slēpjas aiz šīm mazajām, pieejamajām rokas zondēm? Īsāk sakot, elektrovadītspēja jeb EC.
Divu līdz piecu zaru rokas EC sensori darbojas, novadot ārēju elektrisko strāvu starp diviem kontakta punktiem (metāla zariem) augsnē un mērot, cik viegli šī strāva nonāk otrā pusē. Tehniskā ziņā tas ir augsnes šķietamās elektrovadītspējas jeb ECa jeb tās spējas vadīt elektrību mērījums.
Kāpēc caur augsni plūst elektriskā strāva? Visi vadošie materiāli satur jonus jeb molekulas, kurām ir elektriskais lādiņš. Augsnē šie joni uzkrājas augsnes ūdenī, kad tajā izšķīst dažādi sāļi.
Un lūk, galvenais secinājums: vadītspējas zonde nemēra specifiski NPK klātbūtni. Tā mēra visus augsnes ūdenī esošos jonus. Vienkārši nevar izmantot vienkāršas EC zondes izejas datus, lai izdarītu prognozes par konkrētiem joniem. Tādējādi šie nav īsti augsnes NPK sensori.
Stiprās puses: izmaksas, vienkāršība:
Pirmkārt un galvenokārt, šie ir neticami pieejami NPK sensori, un tādējādi tie ir viegli pieejami masu tirgiem.
Tie ir ļoti viegli lietojami un sniedz vienkāršus rādījumus ar nelielu iestatīšanu.
Zondes bieži tiek izgatavotas no izturīgiem, korozijizturīgiem materiāliem, kas ir piemēroti atkārtotai lietošanai laukā.
Kritisks ierobežojums: Nav jonu selektivitātes:
To precizitāte ap jebkuru konkrētu jonu ir labi zināms ierobežojums.
Saskaņā ar tehniskās literatūras apskatiem: “Nav pārsteidzoši, ka mērījumu būtiski ietekmē citi nesaistīti augsnes parametri, tostarp augsnes mitruma saturs, pH, sāļums, tekstūra un vispārējais ķīmiskais sastāvs.” Vienā NPK sensora lietotāja rokasgrāmatā ir apgalvots, ka tas izmanto “vispārēju ātras noteikšanas metodi, tāpēc pastāv noteiktas kļūdas” un ka tas jāizmanto “piesardzīgi stādīšanas atsaucei”.
Secinājums: acīmredzams kompromiss praktiskai lietošanai
Runājot par augsnes NPK sensoriem, pastāv acīmredzama atšķirība starp sensora cenu un būtisko selektivitāti reāllaika mērījumiem. Elektroķīmisko sensoru tehnoloģija nodrošinās visuzticamākos datus, taču tā ir dārga un nepraktiska ikdienas lietošanai, savukārt optisko sensoru tehnoloģijas...
Lai iegūtu plašāku informāciju par meteoroloģiskajām stacijām, lūdzu, sazinieties ar Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Uzņēmuma tīmekļa vietne:www.hondetechco.com
Publicēšanas laiks: 2025. gada 30. decembris