Хөдөө аж ахуй хөгжихийн хэрээр хөрсийг “харах” хор хөнөөлгүй арга зайлшгүй шаардлагатай хэвээр байна. АНУ-ын Эрчим хүчний яамны Дэвшилтэт судалгааны төслүүд Агентлаг-Эрчим хүч (ARPA-E) энэ цоорхойг арилгахын тулд Лоуренс Беркли үндэсний лабораторид (Беркли лаборатори) 4.6 сая доллар олгосон нь тариаланчдад газар тариалангийн ургацыг нэмэгдүүлэх чухал мэдээлэл өгөхийн зэрэгцээ хөрсөнд нүүрстөрөгчийн хуримтлалыг дэмжих зорилготой юм.
Нэг төсөл нь цахилгаан гүйдлийг ашиглан эх системийг дүрслэх зорилготой бөгөөд энэ нь тодорхой нөхцөлд (ган гачиг гэх мэт) тохирсон үндэстэй үр тарианы үржлийг хурдасгах болно. Нөгөө төсөл нь хөрсөн дэх нүүрстөрөгч болон бусад элементүүдийн тархалтыг хэмжихийн тулд нейтроны тархалтад суурилсан дүрслэлийн шинэ техникийг боловсруулах юм.
Berkeley Lab нь ARPA-E-ээс эдгээр өрсөлдөөнт шагналуудыг авсан Rhizosphere Observations Optimizing Terrestrial Sequestration (ROOTS) хөтөлбөр, агаар мандлаас нүүрстөрөгчийг гаргаж, хөрсөнд хадгалдаг үр тариаг хөгжүүлэхийг зорьж байгаа нь нүүрстөрөгчийн хуримтлалын гүн болон хуримтлалыг 50 хувиар нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ азотын ислийн ялгарлыг 50 хувиар бууруулж, усны бүтээмжийг 25 хувиар нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог.
Хөрсний нүүрстөрөгчийн дутагдал нь олон арван жилийн үйлдвэрлэлийн хөдөө аж ахуйн үр дүнд бий болсон дэлхийн үзэгдэл юм. Хөрс нь их хэмжээний нүүрстөрөгчийг хуримтлуулах чадвартай бөгөөд агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агууламжийг бууруулж, хөрсний үржил шим, ус хадгалах чадварыг нэмэгдүүлдэг.
Ургамлын EEG
ARPA-E-ээс 2.3 сая долларын шагнал хүртсэн Томографийн цахилгаан үндэс мандлын дүрслэл (TERI) технологийн хөгжлийг Беркли лабораторийн геофизикч Юсин Ву, мөн Уур амьсгал, экосистемийн шинжлэх ухааны хэлтэст удирдаж байна. "Та үүнийг тархины дүрслэл эсвэл EEG гэх мэтээр төсөөлж болно. Толгойд залгасан электродууд нь тархины долгионы хэлбэрийг бүртгэх боломжтой" гэж Ву хэлэв. "Шинэ технологи нь ургамлын EEG шиг байх болно."
TERI нь иш рүү бага хэмжээний цахилгаан гүйдэл илгээж, улмаар үндэс системээр дамжин тархах замаар үндэс ба хөрсний цахилгаан хариу урвалыг мэдэрч, үндэсийн масс, гадаргуугийн талбай, гүн, хөрсөнд тархалтын талаар мэдээлэл өгөх болно. хөрсний бүтэц, чийгийн агуулга, эдгээр хувьсагч нь цаг хугацааны явцад хэрхэн өөрчлөгддөг тухай мэдээлэл.
Үүний эсрэгээр, "shovelomiks" хэмээх нэрээр нэрлэгддэг үндэс шинж чанарыг судлах нийтлэг арга нь лабораторид үндсийг шинжлэхээс өмнө хүрз, хувин устай холбоотой байдаг. "Энэ бол үндсийг тодорхойлоход маш их хөдөлмөр зарцуулсан, үр дүн багатай арга юм" гэж Ву хэлэв. “Чи үндсийг нь ухаж авбал дуусна. Та цаг хугацааны өөрчлөлтийг харж чадахгүй."
Ву лабораторид анхны туршилтаа хийж эхэлжээ. Дараа нь тэртэй хамтран улаан буудайн тариалангийн талбайн туршилт хийх болно Самуэл Робертс Ноблийн сан. Оклахома мужийн Ардмор хотод төвтэй, Noble Foundation нь АНУ-ын хамгийн том бие даасан хөдөө аж ахуйн судалгааны хүрээлэн бөгөөд 13,500 гаруй акр газар тариалан эрхэлдэг газар тариаланчид, фермерүүдэд бүс нутгийн бүтээмж, газрын менежментийг нэмэгдүүлэх боломжийг олгох судалгаа хийдэг.
Ву болон түүний баг мөн геофизикийн хэрэглээний программ хангамж боловсруулахад анхаардаг жижиг бизнес болох Subsurface Insights-тэй хамтран ажиллаж байна.
Төслийн зорилго нь үндэст төвлөрч тодорхой шинж чанартай сортуудын үржлийг түргэтгэхийн тулд экосистемийн загварчлалтай нэгтгэсэн шинэ үеийн үндэс фенотипийн технологийг хөгжүүлэх; жишээлбэл, уур амьсгалд илүү тэсвэртэй, ус багатай, бордоо багатай нөхцөлд тэсвэртэй. Эцсийн эцэст, уг хэрэгсэл нь хөрсөнд нүүрстөрөгчийн орцыг нэмэгдүүлэхийн зэрэгцээ ургацыг нэмэгдүүлэхэд тусална.
Нейтроноос эхлээд гамма туяа, нүүрстөрөгчийг илрүүлэх хүртэл
Хоёр дахь төсөлд мөн 2.3 сая долларын шагналыг Беркли лабораторийн физикч Арун Персауд тэргүүтэй Хурдасгуурын технологи ба Хэрэглээний физикийн (ATAP) хэлтэс Хөрсний химийн шинж чанарыг үл мэдрэмтгий нейтроны сарнилын аргаар задлан шинжлэх багаж бүтээнэ. "Генератор нь хөрсөнд нейтрон илгээх болно" гэж Персо хэлэв. “Нейтрон бүр хөрсөн дэх атомуудтай урвалд орж гамма туяа үүсгэж, бид гамма детектороор газар дээрхийг илрүүлэх боломжтой. Дараа нь бид гамма энергийг хэмждэг бөгөөд үүнээс та ямар төрлийн атом болохыг хэлж чадна; нүүрстөрөгч эсвэл төмөр эсвэл хөнгөн цагаан гэх мэт."
Үүнтэй төстэй технологи нь одоогоор ачаанаас тэсрэх бодис болон бусад материалыг илрүүлэх зэрэг дотоодын аюулгүй байдлын хэрэглээнд ашиглагдаж байгаа бөгөөд Беркли лабораторийн олон жилийн судалгааны чиглэл юм.
АТАП-ын захирал Вим Лиманс "Энэ технологи нь хөрсөнд хэр хэмжээний нүүрстөрөгч байгааг хэмжихээс гадна хэдхэн см-ийн орон зайн нарийвчлалтайгаар хэмжих боломжтой" гэж хэлэв.
Эрсауд хэлэхдээ, хөрсний шинж чанарыг шинжлэх өнөөгийн технологиос ялгаатай нь энэ аргыг хээрийн нөхцөлд ашиглах боломжтой бөгөөд хөрсийг хөндөхгүйгээр орон зай, цаг хугацааны өөрчлөлтийг хэмжих боломжтой. Стандарт аргууд нь одоо хөрсний цөм өрөмдөж, тэдгээрийн химийн шинжилгээг лабораторид хийдэг бөгөөд энэ нь ижил хөрсийг дахин хэмжихийг зөвшөөрдөггүй бөгөөд том талбайд ашиглах боломжгүй юм.
Персауд ATAP-ийн физикч Бернхард Людвигттэй хамтран нейтрон үүсгэгчийг бүтээхийн тулд Adelphi Technology Inc.-тэй хамтран ажиллах болно. Үүний үр дүнд бий болсон систем нь яваандаа тариачдын талбайд газар дээр нь хэмжилт хийдэг хөдөлгөөнт төхөөрөмж хэлбэртэй байж болно.
- Жули Чао, Калифорнийн их сургууль
Эх сурвалж: Калифорнийн их сургууль