ಮಣ್ಣಿನ ವಿಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ಡಾಕ್ಟರೇಟ್ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಯಾಗಿರುವ ಶುಹಾವೊ ಕೈ, ವಿಸ್ಕಾನ್ಸಿನ್-ಮ್ಯಾಡಿಸನ್ ಹ್ಯಾನ್‌ಕಾಕ್ ಕೃಷಿ ಸಂಶೋಧನಾ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ ಮಣ್ಣಿನೊಳಗೆ ವಿವಿಧ ಆಳಗಳಲ್ಲಿ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ಅನುಮತಿಸುವ ಬಹುಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸಂವೇದಕ ಸ್ಟಿಕ್ಕರ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಸಂವೇದಕ ರಾಡ್ ಅನ್ನು ಇರಿಸುತ್ತಾರೆ.
ಮ್ಯಾಡಿಸನ್ - ವಿಸ್ಕಾನ್ಸಿನ್-ಮ್ಯಾಡಿಸನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಸ್ಕಾನ್ಸಿನ್ ಮಣ್ಣಿನ ಪ್ರಕಾರಗಳಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೇಟ್‌ನ ನಿರಂತರ, ನೈಜ-ಸಮಯದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಮುದ್ರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸಂವೇದಕಗಳು ರೈತರು ಹೆಚ್ಚು ತಿಳುವಳಿಕೆಯುಳ್ಳ ಪೋಷಕಾಂಶ ನಿರ್ವಹಣಾ ನಿರ್ಧಾರಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಮತ್ತು ಆರ್ಥಿಕ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
"ನಮ್ಮ ಸಂವೇದಕಗಳು ರೈತರಿಗೆ ಅವರ ಮಣ್ಣಿನ ಪೌಷ್ಟಿಕಾಂಶದ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಅವರ ಸಸ್ಯಗಳಿಗೆ ಲಭ್ಯವಿರುವ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಚೆನ್ನಾಗಿ ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಅವರಿಗೆ ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಎಷ್ಟು ರಸಗೊಬ್ಬರ ಬೇಕು ಎಂದು ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾಗಿ ನಿರ್ಧರಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಹಾರ್ವರ್ಡ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಹಾಯಕ ಪ್ರಾಧ್ಯಾಪಕ ಜೋಸೆಫ್ ಆಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಹೇಳಿದರು. ವಿಸ್ಕಾನ್ಸಿನ್-ಮ್ಯಾಡಿಸನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಈ ಅಧ್ಯಯನದ ನೇತೃತ್ವ ವಹಿಸಿದೆ. "ಅವರು ಖರೀದಿಸುವ ರಸಗೊಬ್ಬರದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಾಧ್ಯವಾದರೆ, ದೊಡ್ಡ ತೋಟಗಳಿಗೆ ವೆಚ್ಚ ಉಳಿತಾಯವು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿರುತ್ತದೆ."
ಬೆಳೆ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ನೈಟ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಅತ್ಯಗತ್ಯ ಪೋಷಕಾಂಶವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ನೈಟ್ರೇಟ್‌ಗಳು ಮಣ್ಣಿನಿಂದ ಸೋರಿಕೆಯಾಗಿ ಅಂತರ್ಜಲವನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದು. ಈ ರೀತಿಯ ಮಾಲಿನ್ಯವು ಕಲುಷಿತ ಬಾವಿ ನೀರನ್ನು ಕುಡಿಯುವ ಜನರಿಗೆ ಹಾನಿಕಾರಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಹಾನಿಕಾರಕವಾಗಿದೆ. ಸಂಶೋಧಕರ ಹೊಸ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ನೈಟ್ರೇಟ್ ಸೋರಿಕೆಯನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಅದರ ಹಾನಿಕಾರಕ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ತಗ್ಗಿಸಲು ಉತ್ತಮ ಅಭ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡಲು ಕೃಷಿ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಾಧನವಾಗಿಯೂ ಬಳಸಬಹುದು.
ಮಣ್ಣಿನ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಅನ್ನು ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡುವ ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿಧಾನಗಳು ಶ್ರಮದಾಯಕ, ದುಬಾರಿ ಮತ್ತು ನೈಜ-ಸಮಯದ ಡೇಟಾವನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಅದಕ್ಕಾಗಿಯೇ ಮುದ್ರಿತ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ತಜ್ಞ ಆಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಮತ್ತು ಅವರ ತಂಡವು ಉತ್ತಮ, ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ರಚಿಸಲು ಹೊರಟಿತು.
ಈ ಯೋಜನೆಯಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಇಂಕ್‌ಜೆಟ್ ಮುದ್ರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪೊಟೆನ್ಟಿಯೊಮೆಟ್ರಿಕ್ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ರಚಿಸಿದರು, ಇದು ಒಂದು ರೀತಿಯ ತೆಳುವಾದ-ಫಿಲ್ಮ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸಂವೇದಕವಾಗಿದೆ. ದ್ರವ ದ್ರಾವಣಗಳಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಅನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಅಳೆಯಲು ಪೊಟೆನ್ಟಿಯೊಮೆಟ್ರಿಕ್ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಸಂವೇದಕಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಮಣ್ಣಿನ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ ಏಕೆಂದರೆ ದೊಡ್ಡ ಮಣ್ಣಿನ ಕಣಗಳು ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಸ್ಕ್ರಾಚ್ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ನಿಖರವಾದ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ತಡೆಯಬಹುದು.
"ನಾವು ಪರಿಹರಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುತ್ತಿದ್ದ ಪ್ರಮುಖ ಸವಾಲು ಎಂದರೆ ಈ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸಂವೇದಕಗಳು ಕಠಿಣ ಮಣ್ಣಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸರಿಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೇಟ್ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಒಂದು ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು" ಎಂದು ಆಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಹೇಳಿದರು.
ಸಂವೇದಕದ ಮೇಲೆ ಪಾಲಿವಿನೈಲಿಡಿನ್ ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಪದರವನ್ನು ಇಡುವುದು ತಂಡದ ಪರಿಹಾರವಾಗಿತ್ತು. ಆಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಪ್ರಕಾರ, ಈ ವಸ್ತುವು ಎರಡು ಪ್ರಮುಖ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಮೊದಲನೆಯದಾಗಿ, ಇದು ಸುಮಾರು 400 ನ್ಯಾನೊಮೀಟರ್ ಗಾತ್ರದ ಅತ್ಯಂತ ಸಣ್ಣ ರಂಧ್ರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದು, ಇದು ಮಣ್ಣಿನ ಕಣಗಳನ್ನು ತಡೆಯುವಾಗ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಹಾದುಹೋಗಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಎರಡನೆಯದಾಗಿ, ಇದು ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ಆಗಿದೆ, ಅಂದರೆ, ಇದು ನೀರನ್ನು ಆಕರ್ಷಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸ್ಪಂಜಿನಂತೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ.
"ಆದ್ದರಿಂದ ಯಾವುದೇ ನೈಟ್ರೇಟ್-ಭರಿತ ನೀರು ನಮ್ಮ ಸಂವೇದಕಗಳಿಗೆ ಆದ್ಯತೆಯಾಗಿ ಸೋರಿಕೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಮಣ್ಣು ಕೂಡ ಸ್ಪಂಜಿನಂತಿದೆ ಮತ್ತು ನೀವು ಅದೇ ನೀರಿನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದಿದ್ದರೆ ಸಂವೇದಕಕ್ಕೆ ತೇವಾಂಶ ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ನೀವು ಯುದ್ಧವನ್ನು ಕಳೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತೀರಿ. ಮಣ್ಣಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ," ಆಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಹೇಳಿದರು. "ಪಾಲಿವಿನೈಲಿಡಿನ್ ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಪದರದ ಈ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ನೈಟ್ರೇಟ್-ಭರಿತ ನೀರನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು, ಸಂವೇದಕ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ತಲುಪಿಸಲು ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೇಟ್ ಅನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ನಮಗೆ ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತವೆ."
ಮಾರ್ಚ್ 2024 ರಲ್ಲಿ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್‌ಡ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿ ಜರ್ನಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟವಾದ ಪ್ರಬಂಧದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧಕರು ತಮ್ಮ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ವಿವರಿಸಿದ್ದಾರೆ.
ತಂಡವು ವಿಸ್ಕಾನ್ಸಿನ್‌ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಎರಡು ವಿಭಿನ್ನ ಮಣ್ಣಿನ ಪ್ರಕಾರಗಳ ಮೇಲೆ ತಮ್ಮ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಿತು - ರಾಜ್ಯದ ಉತ್ತರ-ಮಧ್ಯ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುವ ಮರಳು ಮಣ್ಣು ಮತ್ತು ನೈಋತ್ಯ ವಿಸ್ಕಾನ್ಸಿನ್‌ನಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುವ ಹೂಳು ಮಿಶ್ರಿತ ಲೋಮ್‌ಗಳು - ಮತ್ತು ಸಂವೇದಕಗಳು ನಿಖರವಾದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿದಿದೆ.
ಸಂಶೋಧಕರು ಈಗ ತಮ್ಮ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಸಂವೇದಕವನ್ನು "ಸೆನ್ಸರ್ ಸ್ಟಿಕ್ಕರ್" ಎಂದು ಕರೆಯುವ ಬಹುಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಸಂವೇದಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ, ಇದರಲ್ಲಿ ಮೂರು ವಿಭಿನ್ನ ರೀತಿಯ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವ ಹಿಮ್ಮೇಳವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸ್ಟಿಕ್ಕರ್‌ಗಳು ಆರ್ದ್ರತೆ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಸಹ ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತವೆ.
ಸಂಶೋಧಕರು ಒಂದು ಕಂಬಕ್ಕೆ ಹಲವಾರು ಸಂವೇದನಾ ಸ್ಟಿಕ್ಕರ್‌ಗಳನ್ನು ಜೋಡಿಸಿ, ಅವುಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಎತ್ತರಗಳಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿ, ನಂತರ ಕಂಬವನ್ನು ಮಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ಹೂತುಹಾಕುತ್ತಾರೆ. ಈ ಸೆಟಪ್ ಅವರಿಗೆ ವಿಭಿನ್ನ ಮಣ್ಣಿನ ಆಳದಲ್ಲಿ ಅಳತೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಅವಕಾಶ ಮಾಡಿಕೊಟ್ಟಿತು.
"ವಿವಿಧ ಆಳಗಳಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರೇಟ್, ತೇವಾಂಶ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಅಳೆಯುವ ಮೂಲಕ, ನಾವು ಈಗ ನೈಟ್ರೇಟ್ ಸೋರಿಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ರಮಾಣೀಕರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮಣ್ಣಿನ ಮೂಲಕ ಹೇಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ಅದು ಮೊದಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ" ಎಂದು ಆಂಡ್ರ್ಯೂಸ್ ಹೇಳಿದರು.
2024 ರ ಬೇಸಿಗೆಯಲ್ಲಿ, ಸಂಶೋಧಕರು ಹ್ಯಾನ್‌ಕಾಕ್ ಕೃಷಿ ಸಂಶೋಧನಾ ಕೇಂದ್ರ ಮತ್ತು ವಿಸ್ಕಾನ್ಸಿನ್-ಮ್ಯಾಡಿಸನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಆರ್ಲಿಂಗ್ಟನ್ ಕೃಷಿ ಸಂಶೋಧನಾ ಕೇಂದ್ರದಲ್ಲಿ 30 ಸಂವೇದಕ ರಾಡ್‌ಗಳನ್ನು ಮಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲು ಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಜುಲೈ-09-2024