På det här fotot, en forskare på mellanstadiet samlar prover av kalciumkarbonat för testning. Upphovsman:David C. Weindorf.
Producenter står ibland inför utmaningar som går djupt ner i jorden. De behöver svar för att hjälpa jorden, på plats. En bärbar fältsensor kan lättare och effektivare mäta mineraler i jordar än befintliga metoder. Och ett forskargrupp, inklusive en gymnasieelev och hennes vetenskapsmanfar, kan bekräfta det.
Kalcium, som andra mineraler, är nödvändig för en sund växttillväxt. Dock, ett överskott av kalcium - särskilt i form av kalciumkarbonat - kan orsaka problem när det byggs upp i jorden.
"Kalciumkarbonat är i grunden en typ av salt. Det löser sig i vatten efter en nederbörd och rör sig ner genom jorden, "förklarar David Weindorf. Weindorf är vid Institutionen för växt- och markvetenskap vid Texas Tech University.
En huvudkälla till detta kalcium är kalksten. På låga nivåer, det gör tunna trådar eller små vita massor i jorden. Dock, i extrema fall kan det faktiskt ta över hela underlaget. Dess hårda yta kan begränsa växternas rötter att växa. Att få denna information direkt är viktigt för odlare och markforskare som löser problem på fältet.
Traditionellt, markforskare använder sin expertis för att titta på jorden och bestämma kalciumstadiet visuellt. Det finns också laboratoriebaserade tekniker som är mycket exakta, men de är inte bärbara. Forskarna ville se om en bärbar röntgenapparat-kallad PXRF, bärbar röntgenfluorescensspektrometri-skulle vara bättre.
Delvetenskapsmässa, del hårdkärnig vetenskap:Camille Weindorf skannar jordprover med en bärbar röntgenfluorescens (PXRF) spektrometer monterad i ett teststativ med huva. Hennes samling av prover finns på hyllan bakom henne. Upphovsman:David C. Weindorf.
Baserat på deras jämförelser, forskarna fann att, verkligen, enheten är en bra metod för att mäta kalcium i jorden. Enheten kan tillhandahålla data om cirka 20 olika element, allt på 60 sekunder.
Detta kan vara en stor fördel för markforskare som arbetar inom området. Det kan också hjälpa forskare och bönder i utvecklingsländer som inte har råd med dyra laboratorietester, eller inte har expertis för att visuellt bedöma jorden.
"Vi förespråkar inte att avskaffa traditionell bedömning. Vi tillhandahåller helt enkelt en ny dataström för att hjälpa markjordforskare när de utvärderar karbonater i fältet, "Weindorf förklarar." I huvudsak PXRF är ett annat verktyg i verktygsbältet för den moderna markforskaren, men det är ingalunda det enda verktyget. "
Omfattande kalciumkarbonatackumulering uppslukar detta jordlager, vilket gör det svårt för växtrötter att bryta igenom. Upphovsman:David C. Weindorf.
Weindorfs dotter var också en del av forskningen. För Camille, denna studie var ett sätt att förgrena sig till skolans vetenskapsmässa och göra lite originalforskning. Hon skannade jordproverna och hjälpte sedan sin far att utföra laboratorietesterna. Hon hjälpte också till att beräkna sammanfattande statistik och skriva uppsatsen.
"Som pappa, Jag kan inte överbetona hur stolt jag är över min dotter för att ha tagit på mig denna vetenskapliga utmaning, "säger han." Jag hoppas att ett sådant här projekt kan inspirera andra studenter i hennes ålder att delta i original vetenskaplig undersökning. Verkligt, de är framtiden som kommer att hålla vårt land i framkant när det gäller vetenskaplig innovation. "
