La absorción de agua y nutrientes por las plantas involucra interacciones dinámicas y complejas de las raíces con el suelo circundante. "El método tomográfico hace posible rastrear las rutas de agua en 3D desde el suelo hacia las raíces con el tiempo", dice el Dr. Christian Toetzke, quien dirige la investigaciónequipo de la Universidad de Potsdam. "Estas ideas pueden ayudar a desarrollar estrategias para un uso más eficiente y sostenible del agua y los fertilizantes en el cultivo".
Los neutrones son sensibles principalmente a elementos ligeros como el hidrógeno, el litio y sus compuestos. Por lo tanto, la tomografía de neutrones se puede utilizar para mapear con precisión el contenido de agua de manera no invasiva, tanto en las raíces como en el suelo circundante de una muestra. Cómo pueden tomar las plantasEl agua y los nutrientes dependen en gran medida de las propiedades de la rizosfera, una capa de suelo de unos milímetros de espesor que rodea las raíces. Esta región no solo entrega los componentes minerales y orgánicos del suelo a las raíces, sino que también está influenciada por los exudados de las raíces y la actividad microbiana.
Hasta ahora, la adquisición de imágenes de neutrones en 3D tomó al menos diez segundos por tomograma. Esto todavía resultó en una limitación para estudiar procesos rápidos como la infiltración del sistema de raíces con agua. Para permitir más imágenes en un tiempo más corto, unEl equipo dirigido por el Dr. Nikolay Kardjilov, experto en HZB, optimizó el método en NeXT-Grenoble, un instrumento de tomografía recientemente abierto del Instituto Laue-Langevin ILL, que es suministrado con neutrones fríos por un reactor de investigación de 60 megavatios.haz de neutrones intenso, ha sido posible reducir el tiempo de grabación por tomograma a casi un segundo. "El resultado incluso excedió nuestras expectativas", explica Toetzke: "La tasa de adquisición alcanzada fue más alta de lo que se suponía de antemano. Sin embargo, la señal a-la relación de ruido y la resolución de la imagen espacial también podrían mejorarse "
Ahora que se han demostrado las capacidades técnicas de la tomografía de neutrones ultrarrápida, Kardjilov y su equipo están trabajando para mejorar aún más el método y establecer su aplicación en otras áreas de investigación. Dado que la fuente de neutrones de Berlín del HZB dejará de funcionar en diciembre, elLa configuración de imágenes rápidas se integrará en el instrumento NeXT en Grenoble para poder investigar procesos de transporte rápido en otros materiales en el futuro. Por ejemplo, la tomografía de neutrones de alta velocidad podría proporcionar nuevas ideas sobre la fracturación hidráulica de rocas porosasformaciones o podrían usarse para investigar la transferencia de iones durante la carga y descarga rápidas de baterías de litio para aumentar la seguridad, la capacidad y la durabilidad de dichos sistemas de almacenamiento de energía.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :