1. Mìneachadh teicnigeach agus prìomh dhleastanasan
’S e inneal tuigseach a th’ ann an Soil Sensor a bhios a’ cumail sùil air paramadairean àrainneachd na h-ùire ann an àm fìor tro dhòighean fiosaigeach no ceimigeach. Tha na prìomh thomhasan sgrùdaidh aige a’ gabhail a-steach:
Sgrùdadh uisge: Susbaint uisge toirt-mheudach (VWC), comas maitrís (kPa)
Feartan fiosaigeach is ceimigeach: Seoltachd dealain (EC), pH, comas REDOX (ORP)
Mion-sgrùdadh beathachaidh: susbaint naitridean, fosfar agus potasium (NPK), dùmhlachd stuth organach
Paramadairean teirmeadainimigeach: pròifil teòthachd na h-ùire (tomhas claonadh 0-100cm)
Comharran bith-eòlasach: Gnìomhachd meanbh-bhitheach (ìre analach CO₂)
San dàrna àite, mion-sgrùdadh air teicneòlas mothachaidh prìomh-shruthach
Braitear taiseachd
Seòrsa TDR (ath-fhilleadh-raoin ùine): tomhas ùine iomadachaidh tonn electromagnetic (cruinneas ±1%, raon 0-100%)
Seòrsa FDR (meòrachadh raon tricead): Lorgaidh ceadachd comasair (cosgais ìseal, feumach air calabrachadh cunbhalach)
Probe neodron: Cunntadh neodron le modaireataireachd haidridein (cruinneas ìre obair-lann, feumar cead rèididheachd)
Probe co-dhèanta ioma-paraimeatair
Braitear 5-ann-1: Taiseachd +EC+ teòthachd +pH+ Naitridean (dìon IP68, strì an aghaidh creimeadh saline-alcaileach)
Braitear speactroscopach: Lorgaireachd in situ faisg air infridhearg (NIR) air stuth organach (crìoch lorg 0.5%)
Brosnachadh teicneòlach ùr
Electrode nanotube carbain: rùn tomhais EC suas ri 1μS/cm
Sliseag mhicro-shruthach: 30 diogan gus lorg luath naitridean nitrate a chrìochnachadh
San treas àite, suidheachaidhean tagraidh gnìomhachais agus luach dàta
1. Riaghladh mionaideach air àiteachas snasail (Achaidh arbhair ann an Iowa, na SA)
Sgeama cleachdaidh:
Aon stèisean sgrùdaidh pròifil gach 10 heactair (20/50/100cm trì-ìre)
Lìonrachadh gun uèir (LoRaWAN, astar tar-chuir 3km)
Co-dhùnadh glic:
Brosnachadh uisgeachaidh: Tòisich uisgeachadh drip nuair a bhios VWC <18% aig doimhneachd 40cm
Torrachadh caochlaideach: Atharrachadh fiùghantach air cleachdadh naitridein stèidhichte air eadar-dhealachadh luach EC de ±20%
Dàta buannachdan:
Sàbhaladh uisge 28%, àrdachadh 35% ann an ìre cleachdaidh naitridein
Àrdachadh de 0.8 tunna de arbhar gach heactair
2. A’ cumail sùil air smachd fàsach (Pròiseact Ath-nuadhachadh Eag-eòlasach Iomall an t-Sahara)
Sreath mothachairean:
Sgrùdadh clàr-uisge (piezoresistive, raon 0-10MPa)
Tracadh aghaidh salainn (probe EC àrd-dùmhlachd le astar 1mm eadar electrodan)
Modail rabhaidh tràth:
Clàr-amais fàsach =0.4×(EC>4dS/m)+0.3×(stuth organach <0.6%)+0.3×(susbaint uisge <5%)
Buaidh riaghlaidh:
Mheudaich còmhdach fàsmhorachd bho 12% gu 37%
Lùghdachadh 62% ann an salannachd uachdar
3. Rabhadh mu thubaist geòlais (Roinn Shizuoka, Lìonra Sgrùdaidh Sleamhnagan-talmhainn Iapan)
Siostam sgrùdaidh:
Leathad a-staigh: mothachair cuideam uisge pore (raon 0-200kPa)
Gluasad uachdar: meatair-tumaidh MEMS (rùn 0.001°)
Algairim rabhaidh tràth:
Uisge èiginneach: sàthadh na h-ùire >85% agus uisge uair a thìde >30mm
Ìre gluasaid: 3 uairean an dèidh a chèile >5mm/u a’ piobrachadh inneal-rabhaidh dearg
Toraidhean cur an gnìomh:
Chaidh rabhadh soirbheachail a thoirt seachad mu thrì sleamhnagan-talmhainn ann an 2021
Ùine freagairt èiginn air a lùghdachadh gu 15 mionaidean
4. Leigheas làraichean air an truailleadh (Làimhseachadh mheatailtean troma ann an Sòn Gnìomhachais Ruhr, a' Ghearmailt)
Sgeama lorgaidh:
Braitear fluorescence XRF: Lorg luaidhe/cadmium/arsanaig in situ (cruinneas ppm)
Slabhraidh comasach REDOX: A’ cumail sùil air pròiseasan bith-leigheas
Smachd tuigseach:
Thèid phytoremediation a ghnìomhachadh nuair a thuiteas dùmhlachd arsanaig fo 50ppm
Nuair a tha an comas >200mV, bidh stealladh an tabhartaiche electron a’ brosnachadh crìonadh meanbh-fhàs-bheairtean.
Dàta riaghlaidh:
Chaidh truailleadh luaidhe a lùghdachadh le 92%
Cearcall càraidh air a lùghdachadh le 40%
4. Gluasad mean-fhàs teicneòlach
Miniaturachadh agus sreath
Bidh mothachairean nanowire (<100nm ann an trast-thomhas) a’ comasachadh sgrùdadh a dhèanamh air sòn freumha aon phlannt
Craiceann dealain sùbailte (300% sìneadh) A’ GABHAIL RI DEFORMADH NA H-ÙIRE
Co-aonadh lèirsinneach ioma-mhodhail
In-thionndadh inneach na h-ùire le tonn fuaimneach agus seoltachd dealain
Tomhas giùlanachd uisge le modh cuisle teirmeach (cruinneas ±5%)
Bidh AI a’ stiùireadh anailiseachd thuigseach
Bidh lìonraidhean neoni convolutional a’ comharrachadh seòrsachan ùir (cruinneas 98%)
Càraidean didseatach ag atharrais imrich beathachaidh
5. Cùisean tagraidh àbhaisteach: Pròiseact dìon fearainn dhubh ann an ear-thuath Shìona
Lìonra sgrùdaidh:
Tha 100,000 seata de mothachairean a’ còmhdach 5 millean acair de thalamh tuathanais
Chaidh stòr-dàta 3D de “taiseachd, torachas agus dlùths” ann an sreath ùir 0-50cm a stèidheachadh.
Poileasaidh dìon:
Nuair a bhios stuth organach <3%, tha tionndadh domhainn connlaich èigneachail
Bidh dùmhlachd tomad na h-ùire >1.35g/cm³ a’ piobrachadh obair fo-ùireachaidh
Toraidhean cur an gnìomh:
Lùghdaich ìre call sreath na h-ùire dubha 76%
Mheudaich toradh cuibheasach phònairean soighe gach mu 21%
Mheudaich stòradh carboin le 0.8 tunna/ha gach bliadhna
Co-dhùnadh
Bho “tuathanachas eimpireach” gu “tuathanachas dàta”, tha mothachairean na h-ùire ag ath-chumadh mar a bhios daoine a’ bruidhinn ris an fhearann. Le amalachadh domhainn pròiseas MEMS agus teicneòlas Eadar-lìon nan Rudan, bidh sgrùdadh na h-ùire a’ coileanadh adhartasan ann an rùn fànais nanosgèile agus freagairt ùine ìre mionaid san àm ri teachd. Mar fhreagairt do dhùbhlain leithid tèarainteachd bìdh cruinneil agus crìonadh eag-eòlasach, cumaidh na “geàrdan sàmhach” domhainn seo orra a’ toirt seachad taic dàta cudromach agus a’ brosnachadh riaghladh agus smachd tuigseach air siostaman uachdar na Talmhainn.
Àm puist: 17 Gearran 2025