थेरॅलिटिक सेन्सर शेतकऱ्यांना खत व्यवस्थापनात मदत करतो.

स्मार्ट सेन्सर तंत्रज्ञान, जे शेतकऱ्यांना खतांचा अधिक कार्यक्षमतेने वापर करण्यास आणि पर्यावरणाची हानी कमी करण्यास मदत करेल.
'नॅचरल फूड्स' मासिकात वर्णन केलेले हे तंत्रज्ञान, हवामान आणि जमिनीची स्थिती यांसारख्या घटकांचा विचार करून, उत्पादकांना पिकांना खत देण्याची सर्वोत्तम वेळ आणि आवश्यक खताचे प्रमाण निश्चित करण्यास मदत करू शकते. यामुळे जमिनीचे महागडे आणि पर्यावरणाला हानिकारक असे अतिरिक्त खत देणे कमी होईल, ज्यामुळे नायट्रस ऑक्साईड हा हरितगृह वायू बाहेर पडतो आणि जमीन व जलस्रोत प्रदूषित होतात.
आज, अतिरिक्त खत वापरामुळे जगातील एकेकाळची सुपीक जमीन १२% झाली असून ती नापीक झाली आहे, आणि गेल्या ५० वर्षांत नायट्रोजन खतांच्या वापरात ६००% वाढ झाली आहे.
तथापि, पीक उत्पादकांना त्यांच्या खतांच्या वापराचे अचूक नियमन करणे अवघड असते: जास्त वापर केल्यास पर्यावरणाची हानी होण्याचा धोका असतो आणि कमी वापर केल्यास उत्पन्न कमी होण्याचा धोका असतो;
नवीन सेन्सर तंत्रज्ञानावरील संशोधकांच्या मते, यामुळे पर्यावरण आणि उत्पादकांना फायदा होऊ शकतो.
पेपर-बेस्ड केमिकली फंक्शनलाइज्ड इलेक्ट्रिकल गॅस सेन्सर (केमपेग्स) नावाचा हा सेन्सर, मातीतील अमोनियमचे प्रमाण मोजतो. अमोनियम हे एक असे संयुग आहे, ज्याचे मातीतील जीवाणूंमुळे नायट्राइट आणि नायट्रेटमध्ये रूपांतर होते. हा सेन्सर मशीन लर्निंग नावाच्या एका प्रकारच्या कृत्रिम बुद्धिमत्तेचा वापर करतो आणि त्याला हवामानाची माहिती, खत टाकल्यापासूनचा वेळ, मातीचा पीएच आणि चालकता यांच्या मोजमापांसोबत जोडतो. या माहितीचा वापर करून, तो मातीतील सध्याच्या एकूण नायट्रोजनच्या प्रमाणाचा आणि १२ दिवसांनंतरच्या एकूण नायट्रोजनच्या प्रमाणाचा अंदाज लावतो, जेणेकरून खत टाकण्याची सर्वोत्तम वेळ वर्तवता येते.
हा अभ्यास दाखवतो की, हा नवीन कमी खर्चाचा उपाय उत्पादकांना कमीत कमी खतातून जास्तीत जास्त फायदा मिळवण्यासाठी कशी मदत करू शकतो, विशेषतः गव्हासारख्या जास्त खत लागणाऱ्या पिकांसाठी. हे तंत्रज्ञान एकाच वेळी उत्पादकांचा खर्च आणि नायट्रोजन खतांमुळे होणारी पर्यावरणाची हानी कमी करू शकते, जे खतांचा सर्वात जास्त वापर होणारा प्रकार आहे.
इम्पीरियल कॉलेज लंडनच्या बायोइंजिनिअरिंग विभागातील प्रमुख संशोधक डॉ. मॅक्स ग्रीर म्हणाले: “पर्यावरणीय आणि आर्थिक दोन्ही दृष्टिकोनातून, अतिरिक्त खतांच्या वापराची समस्या किती गंभीर आहे हे सांगणे कठीण आहे. उत्पादकता आणि त्यासंबंधित उत्पन्न वर्षानुवर्षे घटत आहे, आणि या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी उत्पादकांकडे सध्या आवश्यक साधने नाहीत.”
आमचे तंत्रज्ञान शेतकऱ्यांना जमिनीतील अमोनिया आणि नायट्रेटची सध्याची पातळी समजून घेण्यास आणि हवामानाच्या परिस्थितीनुसार भविष्यातील पातळीचा अंदाज लावण्यास मदत करून ही समस्या सोडवू शकते. यामुळे त्यांना त्यांच्या जमिनीच्या आणि पिकाच्या विशिष्ट गरजांनुसार खतांचा वापर अचूकपणे करता येतो.
अतिरिक्त नायट्रोजन खतामुळे हवेत नायट्रस ऑक्साईड वायू सोडला जातो, जो कार्बन डायऑक्साईडपेक्षा ३०० पट अधिक प्रभावी हरितगृह वायू असून हवामान संकटास कारणीभूत ठरतो. तसेच, अतिरिक्त खत पावसाच्या पाण्यासोबत वाहून जलमार्गांमध्ये जाऊ शकते, ज्यामुळे जलचरांना ऑक्सिजनची कमतरता भासते, शैवाळांची वाढ होते आणि जैवविविधता कमी होते.
तथापि, माती आणि पिकांच्या गरजेनुसार खतांचे प्रमाण अचूकपणे समायोजित करणे हे एक आव्हानच आहे. चाचणी क्वचितच केली जाते, आणि मातीतील नायट्रोजन मोजण्याच्या सध्याच्या पद्धतींमध्ये मातीचे नमुने प्रयोगशाळेत पाठवणे समाविष्ट आहे—ही एक लांबलचक आणि खर्चिक प्रक्रिया असून, तिचे निकाल शेतकऱ्यांपर्यंत पोहोचेपर्यंत मर्यादित उपयोगाचे ठरतात.
इम्पीरियलच्या बायोइंजिनिअरिंग विभागातील वरिष्ठ लेखक आणि प्रमुख संशोधक डॉ. फिरात गुडेर म्हणाले: “आपले बहुतेक अन्न जमिनीतून येते – हे एक नूतनीकरण न होणारे संसाधन आहे आणि जर आपण त्याचे संरक्षण केले नाही तर आपण ते गमावून बसू. पुन्हा, शेतीमुळे होणाऱ्या नायट्रोजन प्रदूषणासोबत मिळून, ही समस्या पृथ्वीसमोर एक मोठे कोडे निर्माण करते. आम्हाला आशा आहे की अचूक शेतीच्या माध्यमातून आम्ही हे कोडे सोडवण्यास मदत करू, ज्यामुळे अतिरिक्त खतांचा वापर कमी होऊन पिकांचे उत्पन्न आणि शेतकऱ्यांचा नफा वाढण्यास मदत होईल.”