የአፈር ዳሳሾች፡- "የከርሰ ምድር አይኖች" ለትክክለኛ ግብርና እና ስነ-ምህዳር ክትትል

1. ቴክኒካዊ ትርጉም እና ዋና ተግባራት
የአፈር ዳሳሽ በአካላዊ ወይም ኬሚካላዊ ዘዴዎች የአፈርን አካባቢያዊ መለኪያዎችን በእውነተኛ ጊዜ የሚቆጣጠር ብልህ መሳሪያ ነው። የእሱ ዋና የክትትል ልኬቶች የሚከተሉትን ያካትታሉ:

የውሃ ክትትል፡ የድምጽ መጠን የውሃ ይዘት (VWC)፣ ማትሪክስ አቅም (kPa)
አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት፡ ኤሌክትሪክ ኮንዳክሽን (ኢ.ሲ.)፣ ፒኤች፣ REDOX አቅም (ORP)
የንጥረ-ምግብ ትንተና-ናይትሮጅን, ፎስፈረስ እና ፖታስየም (NPK) ይዘት, የኦርጋኒክ ቁስ አካል ትኩረት
ቴርሞዳይናሚክስ መለኪያዎች፡- የአፈር ሙቀት መገለጫ (0-100 ሴሜ ቅልመት መለኪያ)
ባዮሎጂካል አመላካቾች፡- የማይክሮባዮሎጂ እንቅስቃሴ (CO₂ የመተንፈሻ መጠን)

ሁለተኛ፣ የዋና ዳሳሽ ቴክኖሎጂ ትንተና
የእርጥበት ዳሳሽ
TDR አይነት (የጊዜ ጎራ አንጸባራቂ)፡ ኤሌክትሮማግኔቲክ ሞገድ ስርጭት ጊዜ መለኪያ (ትክክለኝነት ± 1%፣ ክልል 0-100%)
የኤፍዲአር አይነት (የድግግሞሽ ጎራ ነጸብራቅ)፡ የአቅም ማዘዣ ፍቃድ ማግኘት (ዝቅተኛ ዋጋ፣ መደበኛ ልኬት ያስፈልገዋል)
የኒውትሮን መመርመሪያ፡ የሃይድሮጅን መካከለኛ የኒውትሮን ብዛት (የላብራቶሪ ደረጃ ትክክለኛነት፣ የጨረር ፍቃድ ያስፈልጋል)

ባለብዙ-መለኪያ ጥምር ምርመራ
5-በ-1 ዳሳሽ፡ እርጥበት +EC+ ሙቀት +ፒኤች+ ናይትሮጅን (IP68 ጥበቃ፣ የጨው-አልካሊ ዝገት መቋቋም)
ስፔክትሮስኮፒክ ዳሳሽ፡ ከኢንፍራሬድ (NIR) አጠገብ ኦርጋኒክ ቁስን መለየት (የማወቅ ገደብ 0.5%)

አዲስ የቴክኖሎጂ እድገት
የካርቦን ናኖቱብ ኤሌክትሮድ፡ EC የመለኪያ ጥራት እስከ 1μS/ሴሜ
የማይክሮፍሉዲክ ቺፕ፡ ናይትሬት ናይትሮጅንን በፍጥነት ለማወቅ 30 ሰከንድ

ሦስተኛ፣ የኢንዱስትሪ መተግበሪያ ሁኔታዎች እና የውሂብ እሴት
1. የስማርት ግብርና ትክክለኛ አስተዳደር (በአዮዋ ፣ አሜሪካ ውስጥ የበቆሎ መስክ)

የማሰማራት እቅድ፡
አንድ ፕሮፋይል መከታተያ ጣቢያ በየ10 ሄክታር (20/50/100 ሴሜ ባለሶስት-ደረጃ)
የገመድ አልባ አውታረመረብ (LoRaWAN ፣ የማስተላለፊያ ርቀት 3 ኪሜ)

ብልህ ውሳኔ;
የመስኖ ቀስቅሴ፡- VWC<18% በ 40 ሴ.ሜ ጥልቀት ላይ በሚሆንበት ጊዜ የሚንጠባጠብ መስኖ ይጀምሩ
ተለዋዋጭ ማዳበሪያ፡ የናይትሮጅን አተገባበር ተለዋዋጭ ማስተካከያ በ ± 20% EC እሴት ልዩነት ላይ የተመሰረተ ነው.

የጥቅማ ጥቅሞች ውሂብ
የውሃ ቁጠባ 28% ፣ የናይትሮጂን አጠቃቀም መጠን 35% ጨምሯል
በሄክታር 0.8 ቶን በቆሎ መጨመር

2. የበረሃማነት ቁጥጥርን መከታተል (የሰሃራ ፍሪጅ ኢኮሎጂካል መልሶ ማቋቋም ፕሮጀክት)

የዳሳሽ አደራደር
የውሃ ጠረጴዛ ክትትል (ፓይዞረሲስቲቭ፣ 0-10MPa ክልል)
የጨው የፊት መከታተያ (ከፍተኛ- density EC ፍተሻ ከ 1 ሚሜ ኤሌክትሮድ ክፍተት ጋር)

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

የአስተዳደር ውጤት፡-
የእፅዋት ሽፋን ከ12 በመቶ ወደ 37 በመቶ አድጓል።
የወለል ጨዋማነት 62% መቀነስ

3. የጂኦሎጂካል አደጋ ማስጠንቀቂያ (ሺዙካ ግዛት፣ የጃፓን የመሬት መንሸራተት መከታተያ አውታረ መረብ)

የክትትል ስርዓት;
የዉስጥ ተዳፋት፡ ቀዳዳ የውሃ ግፊት ዳሳሽ (ከ0-200kPa)
የገጽታ መፈናቀል፡ MEMS ዲፕሜትር (ጥራት 0.001°)

የቅድመ ማስጠንቀቂያ ስልተ ቀመር፡
ወሳኝ ዝናብ፡ የአፈር ሙሌት>85% እና የሰዓት ዝናብ>30ሚሜ
የመፈናቀሉ መጠን፡ 3 ተከታታይ ሰአታት>5ሚሜ/ሰ ቀይ ማንቂያ ያስነሳል።

የትግበራ ውጤቶች፡-
በ2021 ሶስት የመሬት መንሸራተት በተሳካ ሁኔታ ማስጠንቀቂያ ተሰጥቷል።
የአደጋ ጊዜ ምላሽ ወደ 15 ደቂቃዎች ቀንሷል

4. የተበከሉ ቦታዎችን ማስተካከል (በጀርመን በሩር ኢንዱስትሪያል ዞን የከባድ ብረቶች ሕክምና)

የማወቂያ ዘዴ፡
XRF Fluorescence ዳሳሽ፡ እርሳስ/ካድሚየም/አርሴኒክ በቦታው ማወቂያ (ፒፒኤም ትክክለኛነት)
REDOX እምቅ ሰንሰለት፡ የባዮሬሚሽን ሂደቶችን መከታተል

ብልህ ቁጥጥር;
የአርሴኒክ ክምችት ከ 50 ፒፒኤም በታች በሚወርድበት ጊዜ ፎቲቶሬድዲኤሽን ይሠራል
አቅሙ> 200mV ሲሆን የኤሌክትሮን ለጋሽ መርፌ ማይክሮቢያል መበላሸትን ያበረታታል።

የአስተዳደር መረጃ፡-
የእርሳስ ብክለት በ92 በመቶ ቀንሷል
የጥገና ዑደት በ 40% ቀንሷል

4. የቴክኖሎጂ የዝግመተ ለውጥ አዝማሚያ
Miniaturization እና ድርድር
የናኖዌር ዳሳሾች (በዲያሜትር 100nm) ነጠላ የእጽዋት ስር ዞን ክትትልን ያነቃሉ።
ተለዋዋጭ የኤሌክትሮኒክስ ቆዳ (300% ዝርጋታ) ከአፈር መበላሸት ጋር መላመድ

መልቲሞዳል የማስተዋል ውህደት
በአኮስቲክ ሞገድ እና በኤሌክትሪክ ንክኪ የአፈር ሸካራነት ተገላቢጦሽ
የሙቀት ምት ዘዴ የውሃ ንክኪነት መለኪያ (ትክክለኝነት ± 5%)

AI ብልህ ትንታኔዎችን ያንቀሳቅሳል
ተለዋዋጭ የነርቭ ኔትወርኮች የአፈር ዓይነቶችን ይለያሉ (98% ትክክለኛነት)
ዲጂታል መንትዮች የንጥረ ነገር ፍልሰትን ያስመስላሉ

5. የተለመዱ የመተግበሪያ ጉዳዮች፡ በሰሜን ምስራቅ ቻይና የጥቁር መሬት ጥበቃ ፕሮጀክት
የክትትል መረብ፡
100,000 ሴንሰሮች 5 ሚሊዮን ኤከር የእርሻ መሬት ይሸፍናሉ።
ከ0-50 ሴ.ሜ የአፈር ንብርብር ውስጥ ያለው "እርጥበት፣ ለምነት እና መጨናነቅ" የ3ዲ ዳታቤዝ ተቋቁሟል።

የጥበቃ ፖሊሲ፡-
ኦርጋኒክ ቁስ <3% በሚሆንበት ጊዜ, ገለባ ጥልቀት ማዞር ግዴታ ነው
የአፈር የጅምላ ጥግግት >1.35ግ/ሴሜ³ የከርሰ ምድር ስራን ያነሳሳል።

የትግበራ ውጤቶች፡-
የጥቁር አፈር ንብርብር ኪሳራ በ 76% ቀንሷል
የአኩሪ አተር አማካይ ምርት በ21 በመቶ ጨምሯል።
የካርቦን ክምችት በዓመት በ0.8 ቶን/ሄክታር ጨምሯል።

ማጠቃለያ
ከ"empirical farming" እስከ "ዳታ እርሻ" ድረስ የአፈር ዳሳሾች ሰዎች ከመሬት ጋር የሚነጋገሩበትን መንገድ እያሳደጉ ነው። በ MEMS ሂደት እና የነገሮች ኢንተርኔት ቴክኖሎጂ ጥልቅ ውህደት፣ የአፈር ክትትል በናኖስኬል የመገኛ ቦታ አፈታት እና በደቂቃ-ደረጃ ጊዜ ምላሽ ላይ ግኝቶችን ያሳካል። እንደ ዓለም አቀፋዊ የምግብ ዋስትና እና የስነምህዳር መራቆት ላሉ ተግዳሮቶች ምላሽ፣ እነዚህ በጥልቀት የተቀበሩ “ዝምታ ጠባቂዎች” ቁልፍ የመረጃ ድጋፍ ማድረጋቸውን እና የምድርን ወለል ስርዓቶች የማሰብ ችሎታ ያለው አስተዳደር እና ቁጥጥርን ያበረታታሉ።