जैवविघटनशील मातीतील आर्द्रता सेन्सरसह शाश्वत स्मार्ट शेती

वाढत्या मर्यादित जमीन आणि जलस्रोतांमुळे अचूक शेतीच्या विकासाला चालना मिळाली आहे, ज्यामध्ये पिकांचे उत्पादन वाढवण्यासाठी हवा आणि मातीच्या पर्यावरणीय माहितीचे रिअल-टाइममध्ये निरीक्षण करण्याकरिता रिमोट सेन्सिंग तंत्रज्ञानाचा वापर केला जातो. पर्यावरणाचे योग्य व्यवस्थापन करण्यासाठी आणि खर्च कमी करण्यासाठी अशा तंत्रज्ञानाची शाश्वतता वाढवणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.
आता, 'ॲडव्हान्स्ड सस्टेनेबल सिस्टिम्स' या जर्नलमध्ये नुकत्याच प्रकाशित झालेल्या एका अभ्यासानुसार, ओसाका विद्यापीठातील संशोधकांनी एक वायरलेस मृदा आर्द्रता संवेदन तंत्रज्ञान विकसित केले आहे, जे मोठ्या प्रमाणात जैवविघटनशील आहे. अचूक शेतीमधील, वापरलेल्या सेन्सर उपकरणांच्या सुरक्षित विल्हेवाटीसारख्या, उर्वरित तांत्रिक अडचणी दूर करण्याच्या दिशेने हे कार्य एक महत्त्वाचा टप्पा आहे.
जागतिक लोकसंख्या वाढतच असल्याने, शेतीतील उत्पन्न वाढवणे आणि जमीन व पाण्याचा वापर कमी करणे अत्यावश्यक आहे. अचूक शेतीचा उद्देश सेन्सर नेटवर्कचा वापर करून पर्यावरणीय माहिती गोळा करणे हा आहे, जेणेकरून जेव्हा आणि जिथे संसाधनांची आवश्यकता असेल, तेव्हा ती शेतजमिनीला योग्यरित्या वाटप करता येतील.
ड्रोन आणि उपग्रह भरपूर माहिती गोळा करू शकतात, परंतु जमिनीतील ओलावा आणि आर्द्रतेची पातळी निश्चित करण्यासाठी ते आदर्श नाहीत. सर्वोत्तम माहिती संकलनासाठी, ओलावा मोजणारी उपकरणे जमिनीवर मोठ्या संख्येने स्थापित केली पाहिजेत. जर सेन्सर जैवविघटनशील नसेल, तर त्याच्या कार्यकाळाच्या शेवटी तो गोळा करावा लागतो, जे श्रमसाध्य आणि अव्यवहार्य असू शकते. एकाच तंत्रज्ञानामध्ये इलेक्ट्रॉनिक कार्यक्षमता आणि जैवविघटनशीलता साध्य करणे हे या सध्याच्या कामाचे उद्दिष्ट आहे.
“आमच्या प्रणालीमध्ये सेन्सिंग आणि स्थानाचा डेटा गोळा करण्यासाठी आणि प्रसारित करण्यासाठी अनेक सेन्सर्स, एक वायरलेस वीज पुरवठा आणि एक थर्मल इमेजिंग कॅमेरा यांचा समावेश आहे,” असे या अभ्यासाचे प्रमुख लेखक ताकाकी कासुगा स्पष्ट करतात. “मातीमधील घटक बहुतांशी पर्यावरणपूरक असून त्यात नॅनोपेपर सबस्ट्रेट, नैसर्गिक मेणाचे संरक्षक आवरण, कार्बन हीटर आणि टिन कंडक्टर वायर यांचा समावेश आहे.”
हे तंत्रज्ञान या वस्तुस्थितीवर आधारित आहे की, सेन्सरला होणाऱ्या वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरणाची कार्यक्षमता ही सेन्सर हीटरचे तापमान आणि सभोवतालच्या मातीतील आर्द्रतेवर अवलंबून असते. उदाहरणार्थ, सपाट मातीवर सेन्सरची स्थिती आणि कोन अनुकूलित करताना, मातीतील ओलावा ५% वरून ३०% पर्यंत वाढवल्यास प्रेषण कार्यक्षमता सुमारे ४६% वरून सुमारे ३% पर्यंत कमी होते. त्यानंतर थर्मल इमेजिंग कॅमेरा त्या भागाची छायाचित्रे घेतो, जेणेकरून मातीतील ओलावा आणि सेन्सरच्या स्थानाची माहिती एकाच वेळी गोळा करता येते. कापणीचा हंगाम संपल्यावर, जैविक विघटन होण्यासाठी हे सेन्सर्स मातीत गाडले जाऊ शकतात.
"आम्ही ०.४ x ०.६ मीटरच्या प्रात्यक्षिक शेतात १२ सेन्सर्सचा वापर करून मातीतील ओलावा अपुरा असलेल्या भागांचे यशस्वीपणे चित्रण केले," असे कासुगा म्हणाले. "यामुळे, आमची प्रणाली अचूक शेतीसाठी आवश्यक असलेली उच्च सेन्सर घनता हाताळू शकते."
या संशोधनामध्ये, संसाधनांची कमतरता वाढत असलेल्या जगात अचूक शेतीला अधिक कार्यक्षम बनवण्याची क्षमता आहे. खडबडीत जमिनीवरील सेन्सरची चुकीची जागा व उताराचे कोन, आणि कदाचित जमिनीतील ओलाव्याच्या पातळीपलीकडील जमिनीच्या पर्यावरणाचे इतर निर्देशक यांसारख्या प्रतिकूल परिस्थितीत संशोधकांच्या तंत्रज्ञानाची परिणामकारकता वाढवल्यास, जागतिक कृषी समुदायाकडून या तंत्रज्ञानाचा व्यापक वापर होऊ शकतो.