ಹೊಸ ಮಣ್ಣಿನ ಸಂವೇದಕಗಳು ಬೆಳೆ ಫಲೀಕರಣ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು

ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ರಸಗೊಬ್ಬರಗಳನ್ನು ಆಹಾರ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯು ಪರಿಸರವನ್ನು ಕಲುಷಿತಗೊಳಿಸಬಹುದು.ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಗರಿಷ್ಠಗೊಳಿಸಲು, ಕೃಷಿ ಇಳುವರಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಅಪಾಯಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಮಣ್ಣಿನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ರಸಗೊಬ್ಬರ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯಂತಹ ಮಣ್ಣಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ನಿರಂತರ ಮತ್ತು ನೈಜ-ಸಮಯದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯ.ಉತ್ತಮ ಫಲೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ NOX ಅನಿಲ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಮಣ್ಣಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸ್ಮಾರ್ಟ್ ಅಥವಾ ನಿಖರವಾದ ಕೃಷಿಗೆ ಬಹು-ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ ಸಂವೇದಕವು ಅವಶ್ಯಕವಾಗಿದೆ.

ಜೇಮ್ಸ್ L. ಹೆಂಡರ್ಸನ್, ಜೂನಿಯರ್ ಮೆಮೋರಿಯಲ್ ಅಸೋಸಿಯೇಟ್ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಆಫ್ ಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಸೈನ್ಸ್ ಮತ್ತು ಪೆನ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಹುಯಾನ್ಯು "ಲ್ಯಾರಿ" ಚೆಂಗ್ ಅವರು ಬಹು-ಪ್ಯಾರಾಮೀಟರ್ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು, ಅದು ಪ್ರತಿಯೊಂದರ ನಿಖರವಾದ ಮಾಪನವನ್ನು ಅನುಮತಿಸಲು ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಸಂಕೇತಗಳನ್ನು ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸುತ್ತದೆ.

ಚೆಂಗ್ ಹೇಳಿದರು,"ಸಮರ್ಥ ಫಲೀಕರಣಕ್ಕಾಗಿ, ಮಣ್ಣಿನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳ ನಿರಂತರ ಮತ್ತು ನೈಜ-ಸಮಯದ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯ ಅವಶ್ಯಕತೆಯಿದೆ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಸಾರಜನಕ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಮಣ್ಣಿನ ತಾಪಮಾನ.ಬೆಳೆಗಳ ಆರೋಗ್ಯವನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು, ಪರಿಸರ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಸುಸ್ಥಿರ ಮತ್ತು ನಿಖರವಾದ ಕೃಷಿಯನ್ನು ಉತ್ತೇಜಿಸಲು ಇದು ಅತ್ಯಗತ್ಯ.

ಅಧ್ಯಯನವು ಉತ್ತಮ ಬೆಳೆ ಇಳುವರಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.ಹೆಚ್ಚು ಸಾರಜನಕವನ್ನು ಬಳಸಿದರೆ ಬೆಳೆಯ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗಬಹುದು.ರಸಗೊಬ್ಬರವನ್ನು ಅತಿಯಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಅದು ವ್ಯರ್ಥವಾಗುತ್ತದೆ, ಸಸ್ಯಗಳು ಸುಡಬಹುದು ಮತ್ತು ವಿಷಕಾರಿ ಸಾರಜನಕ ಹೊಗೆಯನ್ನು ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.ನಿಖರವಾದ ಸಾರಜನಕ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಸಹಾಯದಿಂದ ಸಸ್ಯಗಳ ಬೆಳವಣಿಗೆಗೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಗೊಬ್ಬರವನ್ನು ರೈತರು ತಲುಪಬಹುದು.

ಚೀನಾದ ಹೆಬೈ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿ ಆಫ್ ಟೆಕ್ನಾಲಜಿಯ ಸ್ಕೂಲ್ ಆಫ್ ಆರ್ಟಿಫಿಶಿಯಲ್ ಇಂಟೆಲಿಜೆನ್ಸ್‌ನ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಸಹ-ಲೇಖಕ ಲಿ ಯಾಂಗ್ ಹೇಳಿದರು,"ಸಸ್ಯ ಬೆಳವಣಿಗೆಯು ತಾಪಮಾನದಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಮಣ್ಣಿನಲ್ಲಿ ಭೌತಿಕ, ರಾಸಾಯನಿಕ ಮತ್ತು ಸೂಕ್ಷ್ಮ ಜೀವವಿಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ.ನಿರಂತರ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆಯು ರೈತರು ತಮ್ಮ ಬೆಳೆಗಳಿಗೆ ತಾಪಮಾನವು ತುಂಬಾ ಬಿಸಿಯಾಗಿರುವಾಗ ಅಥವಾ ತುಂಬಾ ತಂಪಾಗಿರುವಾಗ ತಂತ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಸ್ಥಿಕೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

ಚೆಂಗ್ ಪ್ರಕಾರ, ಸಾರಜನಕ ಅನಿಲವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದಾದ ಸಂವೇದನಾ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಮತ್ತು ಪರಸ್ಪರ ಸ್ವತಂತ್ರ ತಾಪಮಾನ ಮಾಪನಗಳು ಅಪರೂಪವಾಗಿ ವರದಿಯಾಗುತ್ತವೆ.ಅನಿಲಗಳು ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನಗಳೆರಡೂ ಸಂವೇದಕದ ಪ್ರತಿರೋಧದ ಓದುವಿಕೆಯಲ್ಲಿ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು, ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ವ್ಯತ್ಯಾಸವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯುವುದು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ.

ಚೆಂಗ್‌ನ ತಂಡವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸಂವೇದಕವನ್ನು ರಚಿಸಿದ್ದು ಅದು ಮಣ್ಣಿನ ಉಷ್ಣತೆಯಿಂದ ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ಸಾರಜನಕದ ನಷ್ಟವನ್ನು ಪತ್ತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.ಸಂವೇದಕವು ವನಾಡಿಯಮ್ ಆಕ್ಸೈಡ್-ಡೋಪ್ಡ್, ಲೇಸರ್-ಪ್ರೇರಿತ ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಫೋಮ್‌ನಿಂದ ಮಾಡಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ ಮತ್ತು ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್‌ನಲ್ಲಿ ಡೋಪಿಂಗ್ ಲೋಹದ ಸಂಕೀರ್ಣಗಳು ಅನಿಲ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಪತ್ತೆ ಸಂವೇದನೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗಿದೆ.

ಮೃದುವಾದ ಪೊರೆಯು ಸಂವೇದಕವನ್ನು ರಕ್ಷಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಅನಿಲದ ಪ್ರವೇಶವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ, ಸಂವೇದಕವು ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ.ಸಂವೇದಕವನ್ನು ಎನ್ಕ್ಯಾಪ್ಸುಲೇಷನ್ ಇಲ್ಲದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು.

ಸಾಪೇಕ್ಷ ಆರ್ದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಮಣ್ಣಿನ ತಾಪಮಾನದ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಹೊರತುಪಡಿಸಿ ಸಾರಜನಕ ಅನಿಲದ ನಿಖರವಾದ ಮಾಪನವನ್ನು ಇದು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ.ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಅನಿಲವನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಮತ್ತು ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪ-ಮುಕ್ತವಾಗಿ ಸುತ್ತುವರಿದ ಮತ್ತು ಮುಚ್ಚದ ಸಂವೇದಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಬೇರ್ಪಡಿಸಬಹುದು.

ಡಿಕೌಪ್ಲಿಂಗ್ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಾರಜನಕ ಅನಿಲ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಎಲ್ಲಾ ಹವಾಮಾನ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ನಿಖರವಾದ ಕೃಷಿಗಾಗಿ ಡಿಕೌಪ್ಲ್ಡ್ ಸೆನ್ಸಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಲ್ಟಿಮೋಡಲ್ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧಕರು ಹೇಳಿದರು.

ಚೆಂಗ್ ಹೇಳಿದರು, "ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಕಡಿಮೆ ನೈಟ್ರೋಜನ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳು ಮತ್ತು ಸಣ್ಣ ತಾಪಮಾನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ನಿಖರವಾದ ಕೃಷಿ, ಆರೋಗ್ಯ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್‌ಗಳಿಗಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡಿಸಲಾದ ಸಂವೇದನಾ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಭವಿಷ್ಯದ ಮಲ್ಟಿಮೋಡಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ."

ಚೆಂಗ್ ಅವರ ಸಂಶೋಧನೆಗೆ ನ್ಯಾಷನಲ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ಹೆಲ್ತ್, ನ್ಯಾಷನಲ್ ಸೈನ್ಸ್ ಫೌಂಡೇಶನ್, ಪೆನ್ ಸ್ಟೇಟ್ ಮತ್ತು ಚೈನೀಸ್ ನ್ಯಾಷನಲ್ ನ್ಯಾಚುರಲ್ ಸೈನ್ಸ್ ಫೌಂಡೇಶನ್ ಧನಸಹಾಯ ನೀಡಿವೆ.