Производители иногда сталкиваются с проблемами, которые уходят глубоко в почву. Им нужны ответы, чтобы помочь почве на месте. Портативный полевой датчик может точно измерять содержание минералов в почве проще и эффективнее, чем существующие методы. И исследовательская группа, включающая ученицу средней школы и ее отца-ученого, может это подтвердить.
Кальций, как и другие минералы, необходим для здорового роста растений. Однако избыток кальция, особенно в форме карбоната кальция, может вызвать проблемы, поскольку он накапливается в почве.
«Карбонат кальция - это, по сути, разновидность соли. Он растворяется в воде после дождя и проникает в почву», - объясняет Дэвид Вайндорф. Вайндорф работает на факультете растениеводства и почвоведения Техасского технологического университета.
Одним из основных источников этого кальция является известняк. На низких уровнях образует в почве тонкие нити или небольшие белые массы. Однако в крайних случаях он может фактически захватить все недра. Его твердая поверхность может ограничить способность корней растений расти. Получение этой информации на лету важно для растениеводов и почвоведов, решающих проблемы в полевых условиях.
Традиционно почвоведы используют свой опыт, чтобы изучить почву и визуально определить стадию кальция. Существуют также лабораторные методы, которые очень точны, но не переносимы. Исследователи хотели посмотреть, будет ли портативное рентгеновское устройство, называемое PXRF, портативной рентгеновской флуоресцентной спектрометрией, лучше.
Основываясь на своих сравнениях, исследователи обнаружили, что устройство действительно является хорошим методом измерения содержания кальция в почве. Устройство может предоставить данные о 20 различных элементах за 60 секунд.
Это может быть большим преимуществом для почвоведов, работающих в полевых условиях. Это также может помочь ученым и фермерам в развивающихся странах, которые не могут позволить себе дорогостоящие лабораторные анализы или не имеют опыта для визуальной оценки почвы.
«Мы не выступаем за отказ от традиционной оценки. Мы просто предоставляем новый поток данных, чтобы помочь полевым почвоведам при оценке карбонатов в полевых условиях», - объясняет Вайндорф. «По сути, PXRF - это еще один инструмент в арсенале современного почвоведа, но ни в коем случае не единственный».
Дочь Вайндорфа также принимала участие в исследовании. Для Камиллы это исследование было способом принять участие в школьной научной ярмарке и провести оригинальное исследование. Она отсканировала образцы почвы, а затем помогла отцу провести лабораторные анализы. Она также помогла рассчитать сводную статистику и написать статью.
«Как отец, я просто не могу переоценить, как я горжусь своей дочерью за то, что она приняла со мной этот научный вызов», - говорит он. «Я надеюсь, что подобный проект сможет вдохновить других учащихся ее возраста на оригинальные научные исследования. Поистине, они - будущее, которое позволит нашей стране оставаться в авангарде научных инноваций».
Прочитайте это исследование в журнале Общества почвоведов Америки. Поддержку этому исследованию оказал фонд BL Allen Endowment в области педологии Техасского технологического университета.