Automated sensing of macronutrients

Automated sensing of macronutrients in hydroponic solutions would allow more efficient management of nutrients for crop growth in closed hydroponic systems. Ion-selective electrodes (ISEs) are a promising approach because they can directly measure the analyte with a wide range of sensitivity and are small and portable. However, signal drift and reduced accuracy over time are major concerns with an in-line management system based on continuous immersion of ISEs in a solution. An ISE-based, computer-controlled measurement system for automatic sampling, calibration, and electrode rinsing is a viable technique to improve accuracy and precision in the determination of nutrient concentration. This study reports on development and evaluation of such a system for direct measurement of macronutrients in recirculating hydroponic solutions. The sensitivity and selectivity of PVC membrane-based ISEs fabricated with TDDA–NPOE, valinomycin, and calcium ionophore II were satisfactory for measuring NO3–N, K, and Ca concentrations in single-ion solutions over ranges typical of hydroponic solutions. However, an acceptable Mg membrane was not identified. An ISE array incorporating the selected membranes, in combination with a computer-controlled measurement system, was evaluated for the direct measurement of NO3–N, K, and Ca concentration in paprika hydroponic nutrient solutions. Using previously developed baseline correction and two-point normalization methods, ISE-measured NO3–N and K concentrations in spiked or diluted hydroponic nutrient samples were strongly related to those determined using standard laboratory instruments (R2 = 0.85). However, the tested Ca electrode did not provide satisfactory results due to reduced sensitivity and poor selectivity in the hydroponic solution. The approach used in this research, where a base solution is used for both referencing the baseline and rinsing electrodes and two calibration solutions are injected to implement the two-point normalization method, could be used in an automated sensing system for hydroponic nutrients in greenhouses. Additional research is required to identify ion-selective membranes for Ca and Mg ions in hydroponic solutions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ตรวจรับในโซลูชั่นสีอัตโนมัติจะช่วยให้จัดการเพิ่มประสิทธิภาพของสารอาหารสำหรับการเจริญเติบโตของพืชในระบบปิดสี ไอออนใช้หุงต (ISEs) เป็นวิธีการกำหนดการเนื่องจากพวกเขาโดยตรงสามารถวัด analyte กับความไว และมีขนาดเล็ก และพกพา อย่างไรก็ตาม ดริฟท์สัญญาณและความแม่นยำลดลงช่วงเวลากังวลกับระบบการจัดการในบรรทัดตาม ISEs แช่ต่อเนื่องในการแก้ปัญหา ระบบการวัด ตามอิเสะ คอมพิวเตอร์ควบคุม การสุ่มอัตโนมัติ ปรับเทียบ ล้างอิเล็กโทรดเป็นเทคนิคหนึ่งที่ได้ปรับปรุงความถูกต้องและความแม่นยำในการกำหนดความเข้มข้นของธาตุอาหาร ศึกษารายงานการพัฒนาและการประเมินผลของระบบดังกล่าวสำหรับวัดรับใน recirculating แก้ไขสีโดยตรง ความใวของ PVC โดยใช้เมมเบรน ISEs หลังสร้าง ด้วย TDDA – NPOE, valinomycin และ ionophore แคลเซียม II และได้เป็นที่พอใจสำหรับวัด NO3 – N, K, Ca และความเข้มข้นในโซลูชันเดียวไอออนผ่านช่วงของโซลูชั่นสี อย่างไรก็ตาม เมมเบรนมิลลิกรัมการยอมรับไม่ระบุ อาร์เรย์อิเสะเพจเพื่อช่วยเลือก ร่วมกับระบบคอมพิวเตอร์ควบคุมวัด ถูกประเมินสำหรับการประเมินโดยตรงของ NO3-N, K, Ca และเข้มข้นในโซลูชั่นธาตุอาหารสีพริกขี้หนู ก่อนหน้านี้ใช้พัฒนาพื้นฐานการแก้ไขและวิธีการฟื้นฟู 2 จุด อิเสะวัด NO3 – N และ K ความเข้มข้นในการถูกแทง หรือแตกออกสีธาตุอาหารตัวอย่างขอเกี่ยวข้องที่กำหนดโดยใช้เครื่องมือห้องปฏิบัติการมาตรฐาน (R2 = 0.85) อย่างไรก็ตาม อิเล็กโทรด Ca ทดสอบไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจเนื่องจากลดความใวดีในการแก้ปัญหาสีและ วิธีที่ใช้ในงานวิจัยนี้ ที่ใช้แก้ไขปัญหาพื้นฐานหลักการอ้างอิง และล้างหุงต และมีฉีดเทียบสองวิธีจะใช้วิธีการฟื้นฟู 2 จุด สามารถใช้ในระบบ sensing อัตโนมัติสำหรับสารอาหารที่สีในโรงเรือน วิจัยเพิ่มเติมจะต้องระบุสารไอออนใช้สำหรับประจุ Ca และ Mg ในโซลูชั่นสี

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การตรวจจับอัตโนมัติของธาตุอาหารหลักในการแก้ปัญหา hydroponic จะช่วยให้การบริหารจัดการมีประสิทธิภาพมากขึ้นของสารอาหารสำหรับการเจริญเติบโตของพืชในระบบไฮโดรโพนิปิด ขั้วไฟฟ้าไอออนเลือก (ISEs) เป็นวิธีการที่มีแนวโน้มเพราะพวกเขาโดยตรงสามารถวัดวิเคราะห์ที่มีความหลากหลายของความไวและมีขนาดเล็กและพกพา อย่างไรก็ตามสัญญาณดริฟท์และความถูกต้องลดลงเมื่อเวลาผ่านไปความกังวลที่สำคัญกับระบบการจัดการในสายการผลิตขึ้นอยู่กับการแช่อย่างต่อเนื่องของ ISEs ในการแก้ปัญหา ISE ตามระบบการวัดที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์สำหรับการสุ่มตัวอย่างอัตโนมัติการสอบเทียบและการล้างขั้วไฟฟ้าเป็นเทคนิคที่มีศักยภาพในการปรับปรุงความถูกต้องและความแม่นยำในการกำหนดความเข้มข้นของสารอาหาร การศึกษาครั้งนี้รายงานเกี่ยวกับการพัฒนาและการประเมินผลของระบบดังกล่าวสำหรับการวัดโดยตรงของธาตุอาหารหลักในการแก้ปัญหาการหมุนเวียน hydroponic ความไวและการเลือกของพีวีซีเมมเบรนที่ใช้ ISEs ประดิษฐ์กับ TDDA-NPOE, valinomycin และ ionophore แคลเซียมที่สองเป็นที่น่าพอใจสำหรับการวัด NO3-N, K, Ca และความเข้มข้นในการแก้ปัญหาเดียวไอออนมากกว่าช่วงปกติของการแก้ปัญหา hydroponic แต่เมมเบรนที่ยอมรับ Mg ไม่ได้ระบุ อาร์เรย์ ISE ผสมผสานเยื่อเลือกร่วมกับระบบการวัดที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ได้รับการประเมินสำหรับการวัดโดยตรงของ NO3-N, K, Ca และความเข้มข้นในพริกขี้หนู hydroponic การแก้ปัญหาสารอาหาร ก่อนหน้านี้ได้รับการพัฒนาโดยใช้พื้นฐานการแก้ไขและสองจุดวิธีการฟื้นฟู ISE วัด NO3-N และ K ความเข้มข้นในแหลมหรือเจือจางตัวอย่างสารอาหาร hydroponic มีความสัมพันธ์อย่างยิ่งกับผู้ที่กำหนดใช้เครื่องมือในห้องปฏิบัติการมาตรฐาน (R2 = 0.85) อย่างไรก็ตามอิเล็กโทร Ca ทดสอบไม่ได้ให้ผลที่น่าพอใจเนื่องจากมีความไวลดลงและการเลือกที่ไม่ดีในการแก้ปัญหา hydroponic วิธีการที่ใช้ในการวิจัยที่แก้ปัญหาฐานจะใช้สำหรับการอ้างอิงทั้งพื้นฐานและล้างขั้วไฟฟ้าและสองการแก้ปัญหาการสอบเทียบจะฉีดที่จะใช้วิธีการฟื้นฟูสองจุดสามารถนำมาใช้ในการตรวจจับระบบอัตโนมัติสำหรับสารอาหาร hydroponic ในเรือนกระจก การวิจัยเพิ่มเติมเป็นสิ่งจำเป็นที่จะระบุเยื่อไอออนเลือกสำหรับแคลเซียมและแมกนีเซียมไอออนในการแก้ปัญหา hydroponic

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

โดยอัตโนมัติตรวจจับของธาตุอาหารในดินจะช่วยให้โซลูชั่นการจัดการมีประสิทธิภาพมากขึ้นของสารอาหารสำหรับการปลูกพืชในระบบไฮโดรโพนิกส์ ปิด ion selective ขั้วไฟฟ้า ( ises ) เป็นวิธีการที่สัญญาเพราะพวกเขาโดยตรงสามารถวัดครูที่มีช่วงกว้างของความไวและมีขนาดเล็กและแบบพกพา อย่างไรก็ตามลอย สัญญาณ และ ลดความละเอียดกว่าเวลามีความกังวลหลักที่มีการจัดการในระบบบนพื้นฐานอย่างต่อเนื่อง ises แช่ในสารละลาย การกระทำที่ใช้ควบคุมระบบการวัดสำหรับการสุ่มอัตโนมัติ และขั้วไฟฟ้าทําความสะอาดเป็นเทคนิคที่ทำงานเพื่อปรับปรุงความถูกต้องและความแม่นยำในการกำหนดความเข้มข้นของสารอาหารการศึกษารายงานการพัฒนาและประเมินผลระบบดังกล่าวสำหรับการวัดโดยตรงของธาตุอาหารในหมุนเวียน hydroponic โซลูชั่น ความไวและการเลือกเกิดของพีวีซีที่ใช้ ises ประดิษฐ์กับ tdda – npoe valinomycin และแคลเซียมไอโอโนฟอร์ , 2 เป็นที่น่าพอใจสำหรับการวัด 3 – N , K ,และแคลเซียมไอออน ความเข้มข้นของโซลูชั่นเดียวมากกว่าช่วงปกติของ hydroponic โซลูชั่น อย่างไรก็ตาม มีเยื่อมกยอมรับไม่ระบุ เป็นพวกเรย์จึงเลือกเมมเบรนร่วมกับการวัดด้วยคอมพิวเตอร์ ระบบได้ทำการวัดโดยตรง 3 ) N , K และ CA ของปาปริก้า hydroponic ธาตุอาหารโซลูชั่นใช้ก่อนหน้านี้ และวิธีการพัฒนาพื้นฐานการแก้ไขบรรทัดฐานแบบสอง : 3 ) , วัดความเข้มข้นของ N และ K แหลมหรือเจือจาง hydroponic สารอาหารจำนวนอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับผู้ที่ตัดสินใจใช้เครื่องมือทางห้องปฏิบัติการมาตรฐาน ( R2 = 0.85 ) อย่างไรก็ตามการทดสอบ CA ไฟฟ้าไม่ได้ให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ เนื่องจากความไวลดลงและเวลาที่ไม่ดีในสารละลาย hydroponic . วิธีการที่ใช้ในงานวิจัยนี้ ที่เป็นสารละลายด่างสำหรับใช้อ้างอิงและทั้งก่อนล้างและปรับแต่งโซลูชั่นขั้วไฟฟ้าทั้งสองถูกฉีดจะใช้บรรทัดฐานแบบสองวิธี ,สามารถใช้ในการตรวจจับอัตโนมัติระบบ hydroponic สารอาหารในเรือนกระจก การวิจัยเพิ่มเติมจะต้องระบุรายละเอียดการ membranes สำหรับ CA และ hydroponic โซลูชั่นไอออนมิลลิกรัม