थेरॅलिटिक सेन्सर शेतकऱ्यांना खत वापराचे व्यवस्थापन करण्यास मदत करतो

स्मार्ट सेन्सर तंत्रज्ञान जे शेतकऱ्यांना खतांचा अधिक कार्यक्षमतेने वापर करण्यास आणि पर्यावरणाचे नुकसान कमी करण्यास मदत करेल.
नॅचरल फूड्स मासिकात वर्णन केलेले हे तंत्रज्ञान, हवामान आणि मातीची परिस्थिती यासारख्या घटकांचा विचार करून पिकांना खत घालण्यासाठी सर्वोत्तम वेळ आणि आवश्यक खताचे प्रमाण निश्चित करण्यास उत्पादकांना मदत करू शकते. यामुळे मातीचे महागडे आणि पर्यावरणास हानिकारक अतिखतीकरण कमी होईल, ज्यामुळे हरितगृह वायू नायट्रस ऑक्साईड सोडला जातो आणि माती आणि जलमार्ग प्रदूषित होतात.
आज, अतिखतीकरणामुळे जगातील एकेकाळी शेतीयोग्य असलेल्या १२% जमिनी निरुपयोगी झाल्या आहेत आणि गेल्या ५० वर्षांत नायट्रोजन खतांचा वापर ६००% ने वाढला आहे.
तथापि, पीक उत्पादकांना त्यांच्या खतांच्या वापराचे अचूक नियमन करणे कठीण आहे: जास्त खत वापरल्याने पर्यावरणाचे नुकसान होण्याचा आणि कमी खर्च होण्याचा धोका असतो आणि त्यामुळे उत्पादन कमी होण्याचा धोका असतो;
नवीन सेन्सर तंत्रज्ञानाच्या संशोधकांचे म्हणणे आहे की याचा पर्यावरण आणि उत्पादकांना फायदा होऊ शकतो.
कागदावर आधारित रासायनिक कार्यात्मक विद्युत वायू सेन्सर (chemPEGS) नावाचा हा सेन्सर मातीतील अमोनियमचे प्रमाण मोजतो, एक संयुग जे मातीतील जीवाणूंद्वारे नायट्रेट आणि नायट्रेटमध्ये रूपांतरित होते. ते मशीन लर्निंग नावाच्या कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर करते, ज्यामध्ये हवामान, खत वापरल्यापासूनचा वेळ, मातीचा pH आणि चालकता मोजमाप यांचा समावेश आहे. खत वापरण्यासाठी सर्वोत्तम वेळ अंदाज लावण्यासाठी ते सध्या मातीतील एकूण नायट्रोजन सामग्री आणि भविष्यात 12 दिवसांत एकूण नायट्रोजन सामग्रीचा अंदाज लावण्यासाठी या डेटाचा वापर करते.
या अभ्यासातून असे दिसून येते की हे नवीन कमी किमतीचे समाधान उत्पादकांना कमीत कमी खताचा जास्तीत जास्त फायदा कसा मिळवू शकते, विशेषतः गहूसारख्या खत-केंद्रित पिकांसाठी. हे तंत्रज्ञान एकाच वेळी उत्पादक खर्च आणि सर्वात जास्त वापरल्या जाणाऱ्या नायट्रोजन खतांपासून होणारे पर्यावरणीय नुकसान कमी करू शकते.
इम्पीरियल कॉलेज लंडनमधील बायोइंजिनिअरिंग विभागातील प्रमुख संशोधक डॉ. मॅक्स ग्रीर म्हणाले: "पर्यावरणीय आणि आर्थिक दृष्टिकोनातून अति-फर्टिलायझेशनची समस्या अतिरेकी सांगता येणार नाही. उत्पादकता आणि संबंधित उत्पन्न या वर्षी वर्षानुवर्षे कमी होत आहे आणि उत्पादकांकडे सध्या या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी आवश्यक साधने नाहीत."
"आमचे तंत्रज्ञान शेतकऱ्यांना मातीतील सध्याचे अमोनिया आणि नायट्रेटचे प्रमाण समजून घेण्यास आणि हवामानाच्या परिस्थितीनुसार भविष्यातील पातळीचा अंदाज घेण्यास मदत करून ही समस्या सोडवण्यास मदत करू शकते. यामुळे त्यांना त्यांच्या माती आणि पिकाच्या विशिष्ट गरजांनुसार खतांचा वापर सुधारता येतो."
जास्त नायट्रोजन खतामुळे हवेत नायट्रस ऑक्साईड सोडले जाते, जो कार्बन डायऑक्साइडपेक्षा ३०० पट जास्त शक्तिशाली हरितगृह वायू आहे आणि हवामान संकटात योगदान देतो. जास्त खत पावसाच्या पाण्याने जलमार्गांमध्ये वाहून जाऊ शकते, ज्यामुळे जलचरांना ऑक्सिजन मिळत नाही, ज्यामुळे शैवाल फुलतात आणि जैवविविधता कमी होते.
तथापि, माती आणि पिकांच्या गरजांनुसार खतांचे प्रमाण अचूकपणे समायोजित करणे हे एक आव्हान आहे. चाचणी दुर्मिळ आहे आणि मातीतील नायट्रोजन मोजण्याच्या सध्याच्या पद्धतींमध्ये मातीचे नमुने प्रयोगशाळेत पाठवणे समाविष्ट आहे - ही एक लांब आणि महाग प्रक्रिया आहे ज्याचे परिणाम शेतकऱ्यांपर्यंत पोहोचेपर्यंत मर्यादित प्रमाणात उपयुक्त असतात.
इम्पीरियलच्या बायोइंजिनिअरिंग विभागातील वरिष्ठ लेखक आणि प्रमुख संशोधक डॉ. फिरात गुडर म्हणाले: "आपले बहुतेक अन्न मातीतून येते - ते एक नूतनीकरणीय संसाधन आहे आणि जर आपण त्याचे संरक्षण केले नाही तर आपण ते गमावू. पुन्हा एकदा, शेतीतून होणारे नायट्रोजन प्रदूषण एकत्रितपणे ग्रहासाठी एक कोडे निर्माण करते जे अचूक शेतीद्वारे सोडवण्यास मदत करण्याची आम्हाला आशा आहे, ज्यामुळे पिकांचे उत्पादन आणि उत्पादकांचा नफा वाढवून जास्त खत कमी करण्यास मदत होईल अशी आम्हाला आशा आहे."