خاک قلیایی، حسگر حساس

یک پدر و دختر دانشمند، روش تازه‌ای برای ارزیابی دقیق و ارزان قیمت کربنات‌های خاک ابداع کردند که در ارزیابی ساختار مواد تشکیل دهنده خاک به متخصصان و کشاورزان کمک زیادی می‌کند.

به گزارش ایانا از پایگاه اینترنتی انجمن خاک شناسی آمریکا، تولیدکنندگان گاه با چالش‌هایی روبرو می‌شوند که عمیقا به خاک مربوط است. آنها باید برای کمک به خاک، به سوالاتی پاسخ دهند. ابداع یک حسگر زمینی قابل حمل که بتواند با دقت زیاد مواد معدنی خاک را بسیار ساده‌تر و موثر تر از روش‌های موجود اندازه‌گیری کند، به روشن شدن بسیاری از این سوالات کمک زیادی می‌کند؛ یک گروه تحقیقاتی شامل یک دانش آموز راهنمایی و پدر دانشمندش توانستند این امر را عملی کنند.

کلسیم مانند دیگر مواد معدنی برای رشد سالم گیاه، ضروری است. اما کلسیم اضافی به‌ویژه به شکل کربنات کلسیم می‌تواند موجب بروز مشکلاتی در خاک شود.

دیوید وایندورف می‌گوید: "کربنات کلسیم اساسا نوعی نمک است که پس از بارندگی در آب حل می‌شود و در روی خاک حرکت می‌کند". وایندورف استاد دپارتمان علوم خاک و گیاه شناسی دانشگاه تکنولوژی تگزاس است.

یکی از منابع اصلی این کلسیم، سنگ آهک است. وجود کلسیم در حجم اندک، رگه‌هایی قطور یا توده‌های کوچک سفید رنگی در خاک ایجاد می‌کند؛ اما در تراکم زیاد می‌تواند تمام لایه زیرین خاک را پوشش دهد؛ سطح سخت لایه کلسیمی می‌تواند قابلیت رشد ریشه گیاه را کم کند. برای کشاورزان و دانشمندان خاکشناس، به‌دست آوردن این اطلاعات برای حل مشکلات خاک در حین کار ضروری است.

در روش سنتی متخصصان خاک شناس به‌طور چشمی از تخصص خود برای بررسی خاک و تعیین میزان کلسیم استفاده می‌کنند. همچنین روش‌های آزمایشگاهی وجود دارد که بسیار دقیق هستند اما قابل حمل نیستند. محققان می‌خواستند ببینند آیا یک ابزار قابل حمل مجهز به اشعه ایکس موسوم به PXRF، ( مخصوص طیف سنجی فلورسنس با کمک اشعه ایکس) می‌تواند عملکرد بهتری داشته باشد یا خیر.

محققان بر اساس مقایسه‌هایی که انجام دادند، دریافتند که در واقع این ابزار، روش مناسبی برای اندازه‌گیری کلسیم در خاک است. این ابزار می‌تواند اطلاعات مربوط به ۲۰ ماده مختلف را تنها در ۶۰ ثانیه در اختیار کاربر قرار دهد.

این سیستم برای دانشمندانی که در این زمینه کار می‌کنند یک مزیت است. همچنین می‌تواند به دانشمندان و کشاورزان در کشورهای در حال توسعه که از عهده هزینه‌های بالای تست‌های آزمایشگاهی بر نمی‌آیند یا تخصص لازم برای ارزیابی چشمی خاک را ندارند، کمک کند.

وایندورف توضیح می‌دهد: "ما از کنار گذاشتن روش سنتی ارزیابی حمایت نمی‌کنیم. ما تنها در حال ساخت یک روش تازه گردآوری اطلاعات هستیم که در هنگام ارزیابی کربنات‌های موجود در خاک، به متخصصان علوم خاک کمک می‌کند. در واقع PXRF ابزار دیگری در کنار دیگر روش‌های خاکشناسی مدرن است اما به هیچ عنوان تنها ابزار کارآمد به شمار نمی‌رود".

کمیل، دختر وایندورف نیز در بخشی از این تحقیق، سهیم بود. برای کمیل این تحقیق راهی بود که برای نمایشگاه علوم مدرسه خود یک تحقیق دست اول انجام دهد. او نمونه‌های خاک را اسکن کرد و سپس به پدر خود کمک کرد که تست‌های آزمایشگاهی را انجام دهد. او همچنین در جمع‌بندی آمار و نوشتن مقاله به پدر کمک کرد.

آقای وایندورف می‌گوید: "من به عنوان یک پدر نمی‌توانم بگویم چقدر از اینکه دخترم در این چالش علمی با من همکاری کرده احساس غرور می‌کنم. امیدوارم پروژه‌ای مانند این بتواند برای دیگر دانش آموزان هم سن او الهام بخش باشد تا در مسائل اصیل علمی فعال شوند. در واقع آنها آینده ما هستند و کشور ما را در خط مقدم جبهه نوآوری‌های علمی نگه می‌دارند".

ترجمه: محسن حدادی

منبع:ایانا