То он даме, ки кишоварзӣ пеш рафтааст, эҳтиёҷоти фаврӣ ба усулҳои вайроннашавандаи «дидан» ба хок боқӣ мемонад. Вазорати энергетикаи ШМА Агентии лоиҳаҳои пешрафтаи тадқиқотӣ-энергетика (ARPA-E) ба Лабораторияи Миллии Лоуренс Беркли (Лабораторияи Беркли) барои ду лоиҳа барои рафъи ин норасогӣ 4.6 миллион доллар ҷудо кард ва ба деҳқонон маълумоти муҳим барои баланд бардоштани ҳосили зироат ва инчунин мусоидат ба нигоҳдории карбон дар хок дод.
Ҳадафи як лоиҳа истифодаи ҷараёни барқро барои тасвир кардани системаи реша, ки парвариши зироатҳоро бо решаҳо, ки ба шароити мушаххас (ба монанди хушксолӣ) мутобиқ карда шудаанд, суръат мебахшад. Лоиҳаи дигар техникаи нави тасвириро дар асоси парокандашавии нейтрон барои чен кардани тақсимоти карбон ва дигар элементҳо дар хок таҳия мекунад.
Berkeley Lab ин ҷоизаҳои рақобатиро аз ARPA-E гирифтааст Барномаи мушоҳидаҳои ризосфера барои оптимизатсияи секвестри заминӣ (REOTS)., ки барои рушди зироатҳое, ки карбонро аз атмосфера хориҷ мекунанд ва дар хок нигоҳ медоранд - имкон медиҳад, ки 50% умқи таҳшиншавӣ ва ҷамъшавии карбон ва ҳамзамон партовҳои оксиди нитротро 50% кам ва ҳосилнокии обро 25% афзоиш диҳад.
Норасоии карбон дар хок як падидаи умумиҷаҳонӣ мебошад, ки дар натиҷаи бисёр даҳсолаҳои кишоварзии саноатӣ ба вуҷуд омадааст. Хокҳо дорои қобилияти нигоҳ доштани миқдори зиёди карбон, кам кардани консентратсияи гази карбон дар атмосфера ва инчунин баланд бардоштани ҳосилхезии хок ва нигоҳдории об мебошанд.
EEG барои растаниҳо
Таҳияи технологияи Томографии Ризосфераи Imaging (TERI), ки аз ҷониби ARPA-E 2.3 миллион доллар мукофотонида шудааст, аз ҷониби геофизики лабораторияи Беркли Юсин Ву, инчунин дар шӯъбаи илмҳои иқлим ва экосистема роҳбарӣ мекунад. "Шумо метавонед онро ба монанди тасвири мағзи сар ё EEG фикр кунед, ки дар он электродҳои ба сари шумо пайвастшуда метавонанд шакли мавҷи мағзи сарро сабт кунанд" гуфт Ву. "Технологияи нав мисли EEG барои растаниҳо хоҳад буд."
Бо фиристодани ҷараёни хурди барқ ба поя, ки баъдан дар тамоми системаи реша ҳаракат мекунад, TERI аксуламали барқии ҳам решаҳо ва ҳам хокро ҳис мекунад ва дар бораи массаи реша, майдони рӯизаминӣ, чуқурӣ ва тақсимот дар хок маълумот медиҳад. маълумот дар бораи сохтор ва намии хок ва чӣ гуна ин тағирёбандаҳо бо мурури замон тағир меёбанд.
Баръакси ин, равиши умумӣ барои омӯзиши хосиятҳои реша, ки бо номи "shovelomiks" меравад, на бештар аз бел ва як сатил обро пеш аз таҳлили реша дар лаборатория дар бар мегирад. "Ин як усули хеле меҳнатталаб ва каммасраф барои тавсифи решаҳост" гуфт Ву. «Ва вақте ки шумо решаро кобед, шумо тамом мекунед. Шумо наметавонед ба тағирот бо мурури замон нигоҳ кунед."
Ву озмоиши ибтидоиро дар лаборатория оғоз кардааст. Баъдтар ӯ дар ҳамкорӣ бо зироатҳои гандумӣ озмоиши саҳроиро анҷом медиҳад Бунёди Самуэл Робертс Нобл. Дар Ардмор, Оклахома, Бунёди Noble бузургтарин пажӯҳишгоҳи мустақили кишоварзӣ дар ИМА мебошад, ки беш аз 13,500 акр замини кишоварзӣ дорад, то ба деҳқонон ва деҳқонон имкон диҳад, ки ҳосилнокии минтақа ва идоракунии заминро баланд бардоранд.
Ву ва дастаи ӯ инчунин бо Subsurface Insights, як тиҷорати хурд ҳамкорӣ мекунанд, ки ба таҳияи нармафзор барои барномаҳои геофизикӣ тамаркуз мекунанд.
Ҳадафи лоиҳа таҳияи технологияи насли ояндаи фенотипсозии реша бо моделсозии экосистема барои суръат бахшидан ба парвариши навъҳои ба реша нигаронидашуда бо хислатҳои муайян; масалан, муқовимати беҳтари иқлим ва таҳаммулпазирии беҳтар ба об ва шароити пасти нуриҳо. Дар ниҳоят, асбоб метавонад ба баланд бардоштани ҳосилнокӣ ҳангоми афзоиши воридоти карбон ба хок мусоидат кунад.
Аз нейтронҳо то нурҳои гамма то муайянкунии карбон
Дар лоиҳаи дуюм, инчунин 2.3 миллион доллар мукофотонида шуд, физикҳои лабораторияи Беркли таҳти роҳбарии Арун Персо аз Шӯъбаи суръатбахшии технология ва физикаи амалӣ (ATAP). асбоберо месозанд, ки химияи хокро вайрон накарда, ба воситаи парокандакунии нейтронхои гайриэластикй тахлил мекунад. "Гнератор нейтронҳоро ба хок мефиристад" гуфт Персо. "Ҳар як нейтрон метавонад бо атомҳои хок реаксия карда, гамма-рентгениро тавлид кунад, ки мо метавонем онро бо детектори гамма дар болои замин муайян кунем. Баъд мо энергияи гаммаро чен мекунем ва аз он чи гуна атом будани онро муайян кардан мумкин аст; масалан, карбон ё оҳан ё алюминий».
Технологияи шабеҳ дар ҳоли ҳозир дар барномаҳои амнияти дохилӣ, аз қабили кашфи маводи тарканда ва дигар мавод дар бор истифода мешавад ва як бахши деринаи таҳқиқот дар лабораторияи Беркли мебошад.
Вим Лиманс, директори ATAP гуфт: "Ин технология на танҳо метавонад миқдори карбонро дар хок чен кунад, балки ин корро бо ҳалли фазоии чанд сантиметр анҷом диҳад".
Эрсауд гуфт, ки бар хилофи технологияҳои кунунии таҳлили хосиятҳои хок, ин усул метавонад дар саҳро истифода шавад ва метавонад тағиротро дар фазо ва вақт бидуни халалдор кардани хок чен кунад. Усулҳои стандартӣ ҳоло пармакунии мағзи хок ва анҷом додани таҳлили кимиёвии онҳоро дар лаборатория дар бар мегиранд, ки барои ченкунии такрории ҳамон хок имкон намедиҳад ва дар минтақаҳои калон амалӣ нест.
Якҷоя бо физики ATAP Бернхард Людвигт, Персо бо Adelphi Technology Inc. барои таҳияи генератори нейтронӣ кор хоҳад кард. Системаи натиҷавӣ дар ниҳоят метавонад шакли асбоби сайёрро гирад, ки дар саҳроҳои деҳқон ченкуниро дар ҷои худ мегирад.
- Ҷули Чао, Донишгоҳи Калифорния
Манбаъ: Донишгоҳи Калифорния