Uvod: Obljuba takojšnjih meritev hranil
Dušik (N), fosfor (P) in kalij (K) – tri najpomembnejša makrohranila za podporo zdravemu življenju rastlin. Do nedavnega je bila edina možnost za merjenje teh ključnih hranil pošiljanje vzorca v laboratorij na analizo. Ta postopek je žal drag, okoren in ni takojšen. Posledično narašča povpraševanje po hitrih orodjih za analizo na terenu, ki lahko na terenu prinesejo veliko hitrejše rezultate.
V spodnjem vodniku bodo predstavljene glavne kategorije NPK senzorjev, ki so danes na voljo na trgu, pri čemer bodo poudarjene osnovne tehnologije, njihove ključne značilnosti in temeljne znanstvene razlike med tistimi, ki so sposobni meriti posamezne ionske koncentracije, in tistimi, ki niso.
1. Elektrokemični senzorji: Neposredno merjenje ionov za visoko natančnost
Znanstveno najbolj natančna kategorija senzorske tehnologije NPK spada pod elektrokemijske senzorje – natančneje, ionsko-selektivne elektrode (ISE), ki merijo koncentracije in aktivnosti določenih ionov v raztopini.
Prednost: Selektivnost, ponovljivost, natančnost: Te senzorje je mogoče narediti izjemno selektivne za določene ione, kar omogoča najnatančnejše možne napovedi koncentracij ionov med prenosnimi tipi senzorjev.
Slabost: Niso praktični za uporabo na terenu: Kljub svoji selektivnosti ti senzorji običajno niso praktični za uporabo na terenu. Ne le, da so dragi, ampak za delovanje pogosto zahtevajo dodatne kemične raztopine, njihova vzdržljivost pa običajno ni zadostna za dolgotrajno uporabo. Večina elektrokemijskih senzorjev se nikoli ne bi zakopala v zemljo za meritve na terenu, zaradi česar so nezanesljivi za natančne, široko razširjene vpoglede v realnem času.
2. Spektroskopija: Optični pristop
Ta senzorski pristop izkorišča principe optične spektroskopije za oceno spojin v raztopini. Skratka, spektrometer se zanaša na to, kako svetloba interagira s površino vzorca tal in kako se ta odbiti, absorbirani ali prepuščeni svetlobni spekter spreminja zaradi prisotnosti določene spojine.
Moč: Nedestruktivno, prenosno: Ta pristop je nedestruktiven in ga je mogoče uporabiti v prenosnih, cenovno ugodnih instrumentih za hitro analizo brez reagentov.
Slabost: Nedosledni rezultati: Ti senzorji so nagnjeni tudi k nedoslednim rezultatom. Na njihovo natančnost lahko močno vplivajo zunanji dejavniki, kot je tekstura tal. Poleg tega se nekateri optični pristopi k merjenju NPK še vedno zanašajo na analizo kemičnih reagentov, podobno kot laboratorijski postopek, vendar v bolj prenosni obliki.
3. Senzorji električne prevodnosti (EC): Najbolj razširjene sonde »NPK«
Trg cenovno ugodnih večkrakih senzorjev 'NPK' narašča, toda kakšna tehnologija stoji za temi majhnimi, cenovno dostopnimi ročnimi sondami? Skratka, električna prevodnost ali EC.
Ročni senzorji električne prevodnosti z 2 do 5 kraki delujejo tako, da med dvema kontaktnima točkama (kovinskima krakoma) v tleh spuščajo zunanji električni tok in merijo, kako zlahka ta tok preide na drugo stran. Tehnično gledano gre za merjenje navidezne električne prevodnosti tal oziroma ECa, oziroma njihove sposobnosti prevajanja električne energije.
Zakaj električni tok teče skozi zemljo? Vsi prevodni materiali vsebujejo ione oziroma molekule, ki nosijo električni naboj. V zemlji se ti ioni kopičijo v talni vodi, ko se v njej raztopijo različne soli.
In tukaj je ključni sklep: sonda za prevodnost ne meri prisotnosti NPK posebej. Meri vse ione, prisotne v talni vodi. Izhoda osnovne EC sonde preprosto ne morete uporabiti za napovedovanje določenih ionov. Zato to niso pravi senzorji NPK v tleh.
Moč: Stroški, Preprostost:
Najprej in predvsem so to neverjetno cenovno dostopni senzorji NPK in so zato zlahka dostopni množičnemu trgu.
Zelo enostavni so za uporabo in vrnejo preproste odčitke z malo nastavitve.
Sonde so pogosto izdelane iz trpežnih, korozijsko odpornih materialov, primernih za večkratno uporabo na terenu.
Kritična omejitev: Brez ionske selektivnosti:
Njihova natančnost okoli katerega koli določenega iona je dobro znana omejitev.
Glede na preglede tehnične literature »ni presenetljivo, da na meritev bistveno vplivajo drugi nepovezani parametri tal, vključno z vsebnostjo vlage v tleh, pH, soljo, teksturo in splošno kemično sestavo.« V enem od uporabniških priročnikov za senzor NPK piše, da uporablja »splošno metodo hitrega zaznavanja, zato obstajajo določene napake« in da ga je treba uporabljati »previdno pri sajenju«.
Zaključek: Očitna kompromisna rešitev za praktično uporabo
Pri senzorjih za NPK v tleh obstaja očitna razlika med ceno senzorja in bistveno selektivnostjo za meritve v realnem času. Tehnologija elektrokemičnih senzorjev bo zagotovila najbolj zanesljive podatke, vendar je draga in nepraktična za vsakodnevno uporabo, medtem ko tehnologije optičnih senzorjev ...
Za več informacij o vremenskih postajah se obrnite na podjetje Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Spletna stran podjetja:www.hondetechco.com
Čas objave: 30. dec. 2025