Från en tidig ålder, Jamie Herring blev fascinerad av de mörka områdena i gräset.

"Min lärare sa till mig att de var älvoringar orsakade av vissa svampar begravda i jorden, " han säger. "Något intressant hände som fastnade för mig."

Jordavkännande system

Vilken nyfikenhet ledde Illinois-bonden, som har en magisterexamen i växtvetenskap, på en väg för att bättre förstå jordens hemligheter.

"Med tanke på den stora variationen inom varje område, Jag ville kunna definiera jordens biologi så att jag vet var jag ska driva ingångar och var jag ska vänta för att maximera min vinst per hektar, säger Sillen.

Samtidigt som att lägga data bakom vad som händer i jorden ger honom ett mått att arbeta utifrån, han tyckte att dagens verktyg var dyra, långsam, och opålitliga. För att bättre kvantifiera hans jords hälsa, Sillen utvecklade ett system som definierar jordens biologi på språng, i realtid, skapa ett helt nytt datalager.

Ett mobilt system som mäter flera flyktiga ämnen (gaser), som är kända indikatorer på markhälsa, Soil Sense fäster på en bilbill som skapar en hålighet när den rör sig genom jorden. Detta system drar ut de gaser som sedan går genom en uppsättning filter och sensorer. Ett prov tas varje sekund, och cirka 300 mätningar görs per tunnland.

När du vänder dig om på fältet, den självrengörande, självkalibreringsprocess äger rum. Blåser omgivande luft tillbaka in i rören för att rensa ut filtren, systemet är redo att köras redan vid nästa pass.

"När du har rensat ut röret, du kan återställa hela systemet till normala omgivande luftpositioner för gaserna. Varje förändring du sedan mäter är relevant, " han säger.

Elektroniken, tillsammans med kontrollerna för den alternerande mätningen via sug och rengöring med forcerad luft, är det som skapar systemets unika förmåga.

För att säkerställa att data är tillförlitliga, diametern på luftrören är kritisk. "Om röret är för brett eller för smalt, du ändrar parametrarna för hela systemet, säger Sillen. "Hastigheten med vilken luften sugs upp är också viktig, för om suget är för snabbt, mycket skräp går in i filtren, och du kommer snabbt att kväva systemet."

Testar en teori

När Herring startade sitt initiativ för över två år sedan, han hade en aning om att några flyktiga ämnen kan vara relevanta för att mäta jordens hälsa. Under 2019, Fältförsök visade en mycket hög korrelation mellan nivåerna av dessa flyktiga ämnen och avkastning. Att definiera hur mängden organiska flyktiga ämnen relaterar till kvävehastigheten var nästa steg.

"Om vi ​​går igenom intervallet av mätningar där kvävet är mycket lågt, det lönar sig att öka kvävet, " han säger. "Å andra sidan, det finns en punkt där det inte lönar sig att tillsätta kväve till jord som har en hög indikatorgasnivå."

I en rättegång, specifika områden av ett fält identifierades där ytterligare kväve kunde öka nettomarginalen med 79 USD per hektar med högre avkastning. "Det fanns andra områden där samma ökning av kväve inte skulle betala tillbaka i högre avkastning och skulle orsaka en förlust på $40 per hektar, säger Sillen.

Dessutom, data indikerade var plantering med högre täthet av sojabönor skulle löna sig och inte skulle löna sig.

Baserat på vad han lär sig, Sillen kan hitta den rätta kombinationen av förvaltningsmetoder och produkter för att hjälpa honom att förbättra sin markhälsa så snabbt som möjligt.

"När jag på ett tillförlitligt sätt kunde definiera vad som hände i jorden, Jag kunde sedan börja jämföra dessa data med andra data på mina åkrar för att hjälpa mig att fatta bättre ekonomiska beslut om gödselmedel och sådd, " han säger.

Sillen har ansökt om patent på sin uppfinning. Planen är att ha den första kommersiellt tillgängliga produkten på marknaden 2021.