191157. lajstromszámú szabadalom • Komplex agrogeofizikai mérési eljárás és mérőberendezés
191157 2 A találmány tárgya komplex agrogeofizikai mérési eljárás és mérőberendezés, különösen mező-, szőlő-, gyümölcs- és erdőgazdasági termőtalajok statikus és dinamikus jellemzőinek fizikai vizsgálatára. Termőtalajok — elsősorban termesztési — tulajdonságainak vizsgálatára talajmintákon végrehajtott kémiai, biológiai, biokémiai és mikrobiológiai módszerek váltak ismertté, és vannak gyakorlati alkalmazásban. Ezek az eljárások elsősorban a vizsgált talajminta kémiai (pl. PH), illetve biológiai (pl. szerves anyagtartalom) jellemzőinek meghatározásával adnak támpontot az optimálisan termeszthető növénykultúrák kiválasztásához, a talaj termőképességének megőrzéséhez, illetve emeléséhez, a trágyázáshoz, stb. A talaj felszíni, illetve a felszíntől számított mintegy 25 cm-nyi rétegének nedvességtartalmát és sűrűségét az ismert mérési eljárások olymódon határozzák meg, hogy a talajt a nedvességmeghatározáshoz neutronsugárzással, a sűrűségméréshez gamma sugárzással gerjesztik, és egyidejűleg mérik a talajból visszaszórt sugárzást. Az ismert kémiai és biológiai termőtalajvizsgálati eljárások hátránya, hogy csak talajmintákon végezhetők, in situ nem kivitelezhetők, így a mérések nemcsak időigényesek és nehézkesek, de a mintavétel és mintaelőkészítés függvényében bizonytalanok is. További-hátrány, hogy nem adnak kielégítő információt a termőtalaj tápanyaghasznosításáról a (mű)trágya eloszlásáról, így a műtrágyázás) hatékonyságáról sem. Az ismert neutronbesugárzásos eljárás, és gamma besugárzásos sűrűségmeghatározási eljárás in situ kivitelezhető ugyan, hátránya azonban, hogy a nedvességtartalmat, illetve sűrűség értékét a talaj fizikai (anyagi) összetételétől pl. agyagosságától, homokosságától, stb. függetlenül csak átlagértékben határozza meg, és csak mintegy 25 cm-es mélységig. Jelen találmány célja a fenti hiányosságok kiküszöbölése, olyan komplex agrogeofizikai mérési eljárás és az eljárás foganatosítására szolgáló mérőberendezés létrehozása, melyek segítségével a termőtalajok statikus jellemzői különösen anyagi összetételük és strukturáltságuk több komponensre meghatározható, és meghatározhatók a műtrágyázás hatékonyságát, illetve a műtrágya és a víz mélység szerinti eloszlását jellemző dinamikus talajparaméterek is. A találmány kettős felismerés kombinációs határán alapszik, miszerint egyrészről a műtrágyák kálium (K) tartalma, másrészről az agyagok, a természetes radioaktivitás gamma-sugárzásának észlelésével meghatározhatók. A műtrágyák K tartalmának eloszlása a termőtalajban, a termőtalaj struktúra egyidejű figyelembevételével, pedig meghatározza a többi műtrágyakomponens (N; Ph, stb.) eloszlását is. Ugyanakkor a termőtalaj struktúrája és anyagi összetevői szintén, egyrészről a természetes gamma-sugárzásból, másrészről a fajlagos villamos impedanciából határozhatók meg, a gamma besugárzással mért átlagsűrűség korrekcióbavételével. A találmány a kitűzött célt megvalósítja, lehetővé teszi a termőtalajok víztartalmának meghatározása mellett más összetevők, célszerűen agyagtartalom meghatározását is, így teljesebb képet nyújt a termőtalaj anyagi összetételéről. A találmány szerint a K, mint mért referencia alapján a termőtalaj anyagi összetevőinek és strukturáltságának ismeretében meghatározható a műtrágyázás hatékonysága is, azaz műtrágyakoncentráció eloszlása a talajban 1 2 mélység szerint is, ami az optimális termőtalajművelés (és esetleges öntözés) szempontjából lényeges. A találmány azzal a nem várt, a kombinációból adódó előnnyel is jár, hogy az anyagi összetevőkkel korrigált átlagsűrűségből a szántásmélység, a termőtalaj tömörsége, a káros barázdafenék kialakulása, mélysége, vastagsága és tömörsége egyaránt meghatározható. A talaj komplex impedanciájából meghatározhatók a komplex impedancia valós és képzetes összetevői (villamos tranziens energiatároló képessége, illetve dielektromos állandója), ami az ismert neutronabszorpciós mérés adatainak korrekcióbavételével lehetőséget ad a szabad víz és a kötöttt víz (pl. agyagokban,- kristályvíz, stb.) elhatárolására, a talajvízszint meghatározására, így az öntözés, illetve csapadékvíz, valamint a talajvíz hatások elkülönítésére. A kombinációkból adódó külön előny, hogy mint kombinatív eredmény a termőtalaj hézagtérfogata is adódik, ami a további öntözhetőség, illetve a további öntözés hatékonyságára ad gazdaságilag is igen jelentős támpontot. A találmányt olyan mérési eljárás valósítja meg, melynek során a talaj fajlagos ellenállásának meghatározására a termőtalajban gerjesztéssel, célszerűen konduktív gerjesztéssel, villamos, illetve elektromágneses teret hozunk létre, majd a termőtalajban létrejött villamos potenciál a gerjesztést követően időben stabilizálódott értékét érzékeljük, valamint a termőtalajba nukleáris detektort tartalmazó mérőszondát sajtolunk, vagy csavarunk, ezzel érzékeljük a termőtalaj természetes gamma-sugárzását, amikor is a méréseket talajmintákon, vagy in situ hajtjuk végre, majd a kapott mérési eredményeket kiértékeljük. Káliumtartalmú műtrágyák felszíni és mélységmenti eloszlásának meghatározására célszerű, ha a termőtalaj természetes gamma-sugárzását legalább két egymástól eltérő energiaintervallumban mérjük. A termőtalaj csapadékvíztartalom meghatározás korrekciójára célszerű, ha a termőtalajba nukleáris sugárforrást, célszerűen neutronforrást tartalmazó gerjesztő szondát is sajtolunk, illetve csavarunk, miáltal a termőtalajt nukleárisan gerjesztjük és egyidejűleg érzékeljük a nukleáris gerjesztés által létrehozott sugárzást, és/vagy a termőtalaj permittivitását határozzuk meg. A termőtalaj csapadékvíztartalma és felszínközeli anyagi összetétele mélységmenti meghatározására célszerű, ha a termőtalajban a villamos gerjesztés hatására létrejött villamos potenciált mérőszondán elhelyezett elektromos detektorral, a mérőszonda szakaszos, vagy folyamatos besajtolása, vagy becsavarása közben, célszerűen elektród(ok)al, különböző mélységekben érzékeljük, amikor is a termőtalajt villamosán oly módon gerjesztjük, hogy a mérőszondára gerjesztő elektródát helyezünk és további gerjesztő elektródát helyezünk a termőtalaj felszínének közelébe is, vagy a gerjesztő — szondára is, a mérőszondán elhelyezett gerjesztő elektródával közel egyenlő mélységben, majd a gerjesztőelektródákon át villamosáramot vezetünk. A termőtalaj felszínközeli tömörségi szerkezetének korrigált meghatározására célszerű, ha a termőtalajt gamma-sugárzással gerjesztjük oly módon, hogy gamma-sugárzó izotópot tartalmazó gerjesztőszondát sajtolunk, vagy csavarunk a termőtalajba. A találmányt olyan mérőberendezés valósítja meg, melynek termőtalajban elhelyezett mérőszondájában lévő nukleáris detektorához nukleáris intenzitásmérőegység csatlakozik, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
