የአፈር ዳሳሾች፡ ለትክክለኛነት ግብርና እና ለሥነ-ምህዳር ክትትል “የከርሰ ምድር አይኖች”

1. ቴክኒካዊ ፍቺ እና ዋና ተግባራት
የአፈር ዳሳሽ የአፈርን የአካባቢ መለኪያዎች በእውነተኛ ጊዜ በአካላዊ ወይም ኬሚካላዊ ዘዴዎች የሚከታተል ብልህ መሳሪያ ነው። ዋና የክትትል ልኬቶቹ የሚከተሉትን ያካትታሉ፡

የውሃ ክትትል፡ የቮልሜትሪክ የውሃ ይዘት (VWC)፣ የማትሪክስ እምቅ አቅም (kPa)
አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት፡ የኤሌክትሪክ ኮንዳክቲቭ (EC)፣ pH፣ REDOX እምቅ አቅም (ORP)
የንጥረ ነገር ትንተና፡ የናይትሮጅን፣ የፎስፈረስ እና የፖታስየም (NPK) ይዘት፣ የኦርጋኒክ ቁስ ክምችት
የቴርሞዳይናሚክ መለኪያዎች፡ የአፈር ሙቀት መገለጫ (0-100 ሴ.ሜ የግራዲየንት መለኪያ)
ባዮሎጂካል አመልካቾች፡ የማይክሮቢያል እንቅስቃሴ (የ CO₂ የመተንፈሻ መጠን)

ሁለተኛ፣ የዋና ዋና የስሜት ህዋሳት ቴክኖሎጂ ትንተና
የእርጥበት ዳሳሽ
የTDR አይነት (የጊዜ ጎራ ማጣቀሻ)፡ የኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ስርጭት የጊዜ መለኪያ (ትክክለኛነት ±1%፣ ክልል 0-100%)
የFDR አይነት (የድግግሞሽ ጎራ ነጸብራቅ): የካፓሲተር ፈቃድ ማወቂያ (ዝቅተኛ ወጪ፣ መደበኛ መለኪያ ያስፈልጋል)
የኒውትሮን ምርመራ፡- በሃይድሮጂን የተደገፈ የኒውትሮን ብዛት (የላቦራቶሪ ደረጃ ትክክለኛነት፣ የጨረር ፈቃድ ያስፈልጋል)

ባለብዙ መለኪያ ኮምፖዚት መመርመሪያ
5-በ-1 ዳሳሽ፡ እርጥበት +EC+ የሙቀት መጠን +pH+ ናይትሮጅን (IP68 መከላከያ፣ የሳላይን-አልካላይ ዝገት መቋቋም)
ስፔክትሮስኮፒክ ዳሳሽ፡- በኢንፍራሬድ አቅራቢያ (NIR) የኦርጋኒክ ቁስ አካልን በቦታው መለየት (የመለየት ገደብ 0.5%)

አዲስ የቴክኖሎጂ ግኝት
የካርቦን ናኖቱብ ኤሌክትሮድ፡ እስከ 1μS/ሴሜ የሚደርስ የEC መለኪያ ጥራት
የማይክሮፍሉይድ ቺፕ፡ የናይትሬት ናይትሮጅንን በፍጥነት ለመለየት 30 ሰከንዶች

ሦስተኛ፣ የኢንዱስትሪ አተገባበር ሁኔታዎች እና የውሂብ እሴት
1. የስማርት ግብርና ትክክለኛ አስተዳደር (በአዮዋ፣ አሜሪካ የበቆሎ እርሻ)

የማሰማራት ዘዴ፡
በየ10 ሄክታር አንድ የፕሮፋይል መቆጣጠሪያ ጣቢያ (20/50/100ሴሜ ባለ ሶስት ፎቅ)
ገመድ አልባ ኔትወርክ (ሎራዋን፣ የማስተላለፊያ ርቀት 3 ኪ.ሜ)

ብልህ ውሳኔ፦
የመስኖ ቀስቅሴ፡- በ40 ሴ.ሜ ጥልቀት VWC ከ18% በታች ሲሆን የጠብታ መስኖ መጀመር
ተለዋዋጭ ማዳበሪያ፡- በ ±20% የ EC እሴት ልዩነት ላይ የተመሰረተ የናይትሮጂን አተገባበር ተለዋዋጭ ማስተካከያ

የጥቅማ ጥቅም መረጃ፡
የውሃ ቁጠባ 28%፣ የናይትሮጅን አጠቃቀም መጠን 35% ጨምሯል
በሄክታር 0.8 ቶን የበቆሎ ጭማሪ

2. የበረሃማነትን ቁጥጥር መከታተል (የሳሃራ ፍሪንጅ ኢኮሎጂካል መልሶ ማቋቋም ፕሮጀክት)

የዳሳሽ አደራደር፦
የውሃ ጠረጴዛ ክትትል (ፓይዞሬሲስቲቭ፣ 0-10MPa ክልል)
የጨው የፊት መከታተያ (ከፍተኛ ጥግግት ያለው የEC ምርመራ ከ1ሚሜ ኤሌክትሮድ ክፍተት ጋር)

የቅድመ ማስጠንቀቂያ ሞዴል፡
የበረሃነት መረጃ ጠቋሚ =0.4×(EC>4dS/m)+0.3×(ኦርጋኒክ ቁስ <0.6%)+0.3×(የውሃ ይዘት <5%)

የአስተዳደር ውጤት፡
የአትክልት ሽፋን ከ12% ወደ 37% አድጓል
የገጽታ ጨዋማነት 62% ቅናሽ

3. የጂኦሎጂካል አደጋ ማስጠንቀቂያ (ሺዙኦካ ፕሪፌክቸር፣ የጃፓን የመሬት መንሸራተት ክትትል ኔትወርክ)

የክትትል ስርዓት፡
የውስጥ ተዳፋት፡ የውሃ ግፊት ዳሳሽ (ክልል 0-200kPa)
የገጽታ መፈናቀል፡ MEMS ዲፕሜትር (ጥራት 0.001°)

የቅድመ ማስጠንቀቂያ ስልተ ቀመር፡
ወሳኝ የዝናብ መጠን፡ የአፈር ሙሌት > 85% እና በሰዓት > 30 ሚሜ የዝናብ መጠን
የመፈናቀል መጠን፡ ለተከታታይ 3 ሰዓታት > 5ሚሜ/ሰዓት ቀስቅሴ ቀይ ማንቂያ

የአፈጻጸም ውጤቶች፡
በ2021 ሶስት የመሬት መንሸራተት አደጋዎች በተሳካ ሁኔታ ተከሰቱ
የአደጋ ጊዜ ምላሽ ጊዜ ወደ 15 ደቂቃዎች ቀንሷል

4. የተበከሉ ቦታዎችን ማረም (በሩር ኢንዱስትሪያል ዞን፣ ጀርመን ውስጥ የከባድ ብረቶች አያያዝ)

የመመርመሪያ ዘዴ፡
የXRF የፍሎረሰንስ ዳሳሽ፡- ሊድ/ካድሚየም/አርሴኒክ ኢን ስዊት ዲቴክሽን (ppm ትክክለኛነት)
የREDOX እምቅ ሰንሰለት፡ የባዮሬሚሽን ሂደቶችን መከታተል

ብልህ ቁጥጥር፦
የአርሴኒክ ክምችት ከ 50ppm በታች ሲወርድ የፊቶቴራፒ ሕክምናው ይነቃቃል
እምቅ አቅሙ ከ200 ሚቮ በላይ ሲሆን፣ የኤሌክትሮን ለጋሽ መርፌ የማይክሮባላዊ መበላሸትን ያስከትላል

የአስተዳደር መረጃ፡
የእርሳስ ብክለት በ92% ቀንሷል
የጥገና ዑደት በ40% ቀንሷል

4. የቴክኖሎጂ ዝግመተ ለውጥ አዝማሚያ
አነስተኛነት እና ድርድር
የናኖዋይር ዳሳሾች (ዲያሜትር <100 nm) የአንድ ተክል ሥር ዞን ክትትልን ያነቃሉ
ተለዋዋጭ የኤሌክትሮኒክስ ቆዳ (300% መለጠጥ) ከአፈር መበላሸት ጋር ይጣጣማል

ባለብዙ ሞዳል ግንዛቤ ውህደት
በአኮስቲክ ሞገድ እና በኤሌክትሪክ ኮንዳክሽን አማካኝነት የአፈር ሸካራነት መገልበጥ
የውሃ ማስተላለፊያ የሙቀት ምት ዘዴ መለኪያ (ትክክለኛነት ±5%)

AI ብልህ ትንታኔዎችን ያመነጫል
ኮንቮሉሽናል ነርቭ ኔትወርኮች የአፈር ዓይነቶችን ይለያሉ (98% ትክክለኛነት)
ዲጂታል መንትዮች የንጥረ ነገር ፍልሰትን ያስመስላሉ

5. የተለመዱ የማመልከቻ ጉዳዮች፡ በሰሜን ምስራቅ ቻይና የሚገኘው የጥቁር መሬት ጥበቃ ፕሮጀክት
የክትትል አውታረ መረብ፡
100,000 የዳሳሾች ስብስቦች 5 ሚሊዮን ኤከር የእርሻ መሬትን ይሸፍናሉ
ከ0-50 ሴ.ሜ የአፈር ንብርብር ውስጥ "እርጥበት፣ ለምነት እና የታመቀ" የሚያሳይ ባለ 3-ልኬት የውሂብ ጎታ ተቋቁሟል

የጥበቃ ፖሊሲ፡
ኦርጋኒክ ቁስ <3% ሲቀንስ፣ የገለባ ጥልቀት መገልበጥ ግዴታ ነው
የአፈር ብዛት ከ1.35 ግራም/ሴሜ³ በላይ መሆን የከርሰ ምድር አፈርን ተግባር ያነቃቃል

የአፈጻጸም ውጤቶች፡
የጥቁር አፈር ንብርብር የመጥፋት መጠን በ76% ቀንሷል
የአኩሪ አተር አማካይ ምርት በሙ በ21% ጨምሯል
የካርቦን ክምችት በዓመት በ0.8 ቶን/ሄክታር ጨምሯል

መደምደሚያ
ከ"ተጨባጭ እርሻ" እስከ "የውሂብ እርሻ" የአፈር ዳሳሾች ሰዎች ከመሬት ጋር የሚነጋገሩበትን መንገድ እየቀየሩ ነው። የMEMS ሂደት እና የኢንተርኔት ኦፍ ቲንግስ ቴክኖሎጂ ጥልቅ ውህደት በማድረግ፣ የአፈር ክትትል ወደፊት በናኖስኬል የቦታ ጥራት እና በደቂቃ ደረጃ የጊዜ ምላሽ ላይ እመርታዎችን ያስገኛል። እንደ ዓለም አቀፍ የምግብ ዋስትና እና የስነ-ምህዳር መበላሸት ላሉ ተግዳሮቶች ምላሽ ለመስጠት፣ እነዚህ በጥልቅ የተቀበሩ "ዝምተኛ ጠባቂዎች" ቁልፍ የመረጃ ድጋፍ መስጠታቸውን እና የምድርን ወለል ስርዓቶች ብልህ አስተዳደር እና ቁጥጥር ማበረታታታቸውን ይቀጥላሉ።