Mar a thàinig air adhart ri àiteachas, tha feum mòr ann fhathast air dòighean neo-sgriosail airson “fhaicinn” a-steach don ùir. Roinn Cumhachd na SA Buidheann Pròiseactan Rannsachaidh Adhartach-Cumhachd (ARPA-E) air $4.6 millean a thoirt do Obair-lann Nàiseanta Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) airson dà phròiseact gus dèiligeadh ris a’ bheàrn seo, a’ toirt fiosrachadh cudromach do thuathanaich gus toradh bàrr àrdachadh agus aig an aon àm a’ brosnachadh stòradh gualain san ùir.
Tha aon phròiseact ag amas air sruth dealain a chleachdadh gus ìomhaigh a dhèanamh den t-siostam freumhaich, a luathaicheas briodadh bàrr le freumhan a tha air an dealbhadh a rèir suidheachaidhean sònraichte (leithid tart). Leasaichidh am pròiseact eile dòigh ìomhaigheachd ùr stèidhichte air sgapadh neutron gus cuairteachadh gualain agus eileamaidean eile san ùir a thomhas.
Fhuair Berkeley Lab na duaisean farpaiseach seo bho ARPA-E's Amharcan Rhizosphere Prògram Optimizing Tìr Tìre (ROOTS)., a tha ag amas air bàrr a leasachadh a bheir carbon a-mach às an àile agus a stòradh san ùir - a’ comasachadh àrdachadh 50 sa cheud ann an doimhneachd tasgadh gualain agus cruinneachadh fhad ‘s a tha e cuideachd a’ lughdachadh sgaoilidhean nitrous oxide le 50 sa cheud agus ag àrdachadh cinneasachd uisge le 25 sa cheud.
Tha easbhaidhean gualain san ùir na iongantas cruinneil mar thoradh air mòran deicheadan de àiteachas gnìomhachais. Tha comas aig ùirean tòrr gualain a stòradh, a’ lughdachadh dùmhlachd gualain dà-ogsaid àile agus aig an aon àm a’ cur ri torachas na h-ùir agus gleidheadh uisge.
EEG airson lusan
Tha leasachadh teicneòlas Tomographic Electrical Rhizosphere Imaging (TERI), a fhuair $2.3 millean le ARPA-E, air a stiùireadh leis an eòlaiche-eòlas Berkeley Lab Yuxin Wu, cuideachd ann an Roinn Saidheansan Gnàth-shìde & Eag-shiostam. “Faodaidh tu smaoineachadh air mar ìomhaigh eanchainn, no EEG, far am faod electrodan ceangailte ri do cheann pàtrain tonn eanchainn a chlàradh,” thuirt Wu. “Bidh an teicneòlas ùr coltach ri EEG airson planntaichean.”
Le bhith a’ cur sruth dealain beag a-steach don chas, a shiùbhlas an uairsin air feadh an t-siostam freumhaich, mothaichidh TERI freagairt dealain an dà chuid freumhan agus ùir agus bheir e seachad fiosrachadh air tomad freumh, farsaingeachd uachdar, doimhneachd, agus cuairteachadh san ùir, còmhla ri dàta air inneach ùir agus susbaint taiseachd agus mar a bhios na caochladairean sin ag atharrachadh thar ùine.
An coimeas ri sin, chan eil an dòigh-obrach chumanta airson a bhith a’ sgrùdadh feartan freumhan, a tha a’ dol leis an “shovelomics”, a’ toirt a-steach mòran a bharrachd air sluasaid agus bucaid uisge mus tèid mion-sgrùdadh freumhan san obair-lann. “Is e dòigh gu math saothair agus ìosal a th’ ann airson freumhan a chomharrachadh, ”thuirt Wu. “Agus nuair a chladhaicheas tu am freumh, tha thu deiseil. Chan urrainn dhut coimhead air atharrachaidhean thar ùine.”
Tha Wu air tòiseachadh air deuchainn tùsail san obair-lann. Nas fhaide air adhart nì e deuchainnean làraich le bàrr cruithneachd ann an co-obrachadh le Stèidheachd Samuel Roberts Noble. Stèidhichte san Àird Mhòir, Oklahoma, is e an Noble Foundation an institiud rannsachaidh àiteachais neo-eisimeileach as motha anns na SA le còrr air 13,500 acaire de thalamh tuathanais a’ dèanamh rannsachadh gus leigeil le tuathanaich is luchd-gleidhidh cinneasachd roinneil agus stiùbhardachd fearainn àrdachadh.
Tha Wu agus an sgioba aige cuideachd ann an com-pàirteachas le Subsurface Insights, gnìomhachas beag le fòcas air leasachadh bathar-bog airson tagraidhean geo-fhiosaigeach.
Is e amas a’ phròiseict teicneòlas phenotyping freumh an ath ghinealach a leasachadh amalaichte le modaladh eag-shiostam gus luathachadh briodachaidh àiteachas le fòcas air freumhan le feartan sònraichte; mar eisimpleir, seasmhachd gnàth-shìde nas fheàrr agus fulangas nas fheàrr airson suidheachaidhean uisge ìosal agus todhar ìosal. Aig a 'cheann thall, dh' fhaodadh an inneal cuideachadh le bhith a 'meudachadh toradh agus a' meudachadh cur-a-steach gualain dhan ùir.
Bho neutronan gu gamma-ghathan gu lorg carbon
Anns an dàrna pròiseact, cuideachd air $2.3 millean a thoirt seachad, bha fiosaig Berkeley Lab air a stiùireadh le Arun Persaud bhon chompanaidh. Roinn Teicneòlas Luathaiche & Fiosaig Gnìomhaichte (ATAP). togaidh e ionnstramaid gus ceimigeachd na talmhainn a sgrùdadh, gun a bhith a’ cur dragh air, le bhith a’ sgapadh neodron neo-sheasmhach. “Cuiridh an gineadair neutronan a-steach don ùir,” thuirt Persaud. “Faodaidh gach neutron freagairt le dadaman san ùir agus ghathan gamma a ghineadh, a lorgas sinn os cionn na talmhainn le lorgaire gamma. An uairsin bidh sinn a 'tomhas lùth a' gamma, agus às an sin faodaidh tu innse dè an seòrsa atom a th 'ann; carbon no iarann no alùmanum, mar eisimpleir.”
Tha teicneòlas coltach ris air a chleachdadh an-dràsta ann an tagraidhean tèarainteachd dachaigh, leithid lorg stuthan-spreadhaidh agus stuthan eile ann an cargu, agus tha e na raon rannsachaidh fad-ùine aig Berkeley Lab.
“Bidh an teicneòlas seo comasach chan ann a-mhàin air na tha de ghualain san ùir a thomhas ach cuideachd a dhèanamh le fuasgladh spàsail beagan cheudameatairean," thuirt Wim Leemans, stiùiriche ATAP.
Thuirt ersaud, eu-coltach ri teicneòlasan gnàthach airson mion-sgrùdadh air feartan talmhainn, gum faodar an dòigh seo a chleachdadh san raon agus gun urrainn dha atharrachaidhean thar àite is ùine a thomhas gun a bhith a’ cur dragh air an ùir. Tha dòighean àbhaisteach a-nis a’ toirt a-steach a bhith a’ drileadh corailean talmhainn agus a’ dèanamh mion-sgrùdaidhean ceimigeach orra air ais san obair-lann, nach leig le bhith a’ tomhas an aon ùir a-rithist agus nach eil practaigeach thairis air raointean mòra.
Còmhla ri eòlaiche fiosaig ATAP Bernhard Ludewigt, obraichidh Persaud le Adelphi Technology Inc. gus gineadair neutron a leasachadh. Dh’ fhaodadh an siostam a thig às a thighinn mu dheireadh a bhith ann an cruth ionnstramaid gluasadach a bheir tomhais in situ ann an raon tuathanaich.
- Julie Chao, Oilthigh California
Tobar: Oilthigh California