નવા સોઈલ સેન્સર પાકની ગર્ભાધાન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે

નાઈટ્રોજન ધરાવતા ખાતરોનો ઉપયોગ ખોરાકના ઉત્પાદનમાં વધારો કરવા માટે થાય છે, પરંતુ તેમના ઉત્સર્જનથી પર્યાવરણ પ્રદૂષિત થઈ શકે છે.સંસાધનનો મહત્તમ ઉપયોગ કરવા, કૃષિ ઉપજ વધારવા અને પર્યાવરણીય જોખમો ઘટાડવા માટે, જમીનના તાપમાન અને ખાતરના ઉત્સર્જન જેવા જમીનના ગુણધર્મોનું સતત અને વાસ્તવિક સમયનું નિરીક્ષણ કરવું જરૂરી છે.શ્રેષ્ઠ ગર્ભાધાન માટે NOX ગેસ ઉત્સર્જન અને જમીનના તાપમાનને ટ્રેક કરવા સ્માર્ટ અથવા ચોકસાઇવાળી ખેતી માટે મલ્ટિ-પેરામીટર સેન્સર જરૂરી છે.

જેમ્સ એલ. હેન્ડરસન, જુનિયર. મેમોરિયલ એસોસિયેટ પ્રોફેસર ઓફ એન્જિનિયરિંગ સાયન્સ એન્ડ મિકેનિક્સ પેન સ્ટેટ હુઆન્યુ "લેરી" ચેંગે મલ્ટિ-પેરામીટર સેન્સરના વિકાસનું નેતૃત્વ કર્યું જે દરેકના ચોક્કસ માપન માટે તાપમાન અને નાઇટ્રોજન સિગ્નલોને સફળતાપૂર્વક અલગ કરે છે.

ચેંગે કહ્યું,“કાર્યક્ષમ ગર્ભાધાન માટે, જમીનની સ્થિતિ, ખાસ કરીને નાઇટ્રોજનનો ઉપયોગ અને જમીનના તાપમાનનું સતત અને વાસ્તવિક સમયનું નિરીક્ષણ કરવાની જરૂર છે.પાકના સ્વાસ્થ્યનું મૂલ્યાંકન કરવા, પર્યાવરણીય પ્રદૂષણ ઘટાડવા અને ટકાઉ અને ચોકસાઇવાળી ખેતીને પ્રોત્સાહન આપવા માટે આ જરૂરી છે.”

આ અભ્યાસનો હેતુ પાકની શ્રેષ્ઠ ઉપજ માટે યોગ્ય માત્રામાં ઉપયોગ કરવાનો છે.જો વધુ નાઈટ્રોજનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તો પાકનું ઉત્પાદન તેના કરતા ઓછું થઈ શકે છે.જ્યારે ખાતર વધુ પડતું નાખવામાં આવે છે, ત્યારે તે વેડફાઈ જાય છે, છોડ બળી શકે છે, અને ઝેરી નાઈટ્રોજન ધૂમાડો પર્યાવરણમાં છોડવામાં આવે છે.ખેડૂતો નાઈટ્રોજન સ્તરની સચોટ તપાસની મદદથી છોડના વિકાસ માટે ખાતરના આદર્શ સ્તર સુધી પહોંચી શકે છે.

ચીનની હેબેઈ યુનિવર્સિટી ઓફ ટેક્નોલોજીમાં આર્ટિફિશિયલ ઈન્ટેલિજન્સ સ્કૂલના પ્રોફેસર, સહ-લેખક લી યાંગે જણાવ્યું હતું કે,"છોડના વિકાસને તાપમાન દ્વારા પણ અસર થાય છે, જે જમીનમાં ભૌતિક, રાસાયણિક અને માઇક્રોબાયોલોજીકલ પ્રક્રિયાઓને પ્રભાવિત કરે છે.સતત દેખરેખ ખેડૂતોને વ્યૂહરચના અને હસ્તક્ષેપ વિકસાવવા સક્ષમ બનાવે છે જ્યારે તાપમાન તેમના પાક માટે ખૂબ ગરમ અથવા ખૂબ ઠંડુ હોય છે."

ચેંગના જણાવ્યા મુજબ, સેન્સિંગ મિકેનિઝમ્સ કે જે નાઇટ્રોજન ગેસ મેળવી શકે છે અને એકબીજાથી સ્વતંત્ર તાપમાન માપન ભાગ્યે જ નોંધવામાં આવે છે.બંને વાયુઓ અને તાપમાન સેન્સરના પ્રતિરોધક વાંચનમાં ભિન્નતા લાવી શકે છે, જે તેમની વચ્ચે તફાવત કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે.

ચેંગની ટીમે એક ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સેન્સર બનાવ્યું જે જમીનના તાપમાનથી સ્વતંત્ર રીતે નાઇટ્રોજનની ખોટ શોધી શકે છે.સેન્સર વેનેડિયમ ઓક્સાઇડ-ડોપેડ, લેસર-પ્રેરિત ગ્રાફીન ફોમથી બનેલું છે અને તે જાણવા મળ્યું છે કે ગ્રેફિનમાં ડોપિંગ મેટલ કોમ્પ્લેક્સ ગેસ શોષણ અને તપાસ સંવેદનશીલતામાં સુધારો કરે છે.

કારણ કે સોફ્ટ મેમ્બ્રેન સેન્સરને સુરક્ષિત કરે છે અને નાઇટ્રોજન ગેસના પ્રવેશને અટકાવે છે, સેન્સર માત્ર તાપમાનમાં થતા ફેરફારો પર પ્રતિક્રિયા આપે છે.સેન્સરનો ઉપયોગ એન્કેપ્સ્યુલેશન વિના અને ઊંચા તાપમાને પણ થઈ શકે છે.

આ સાપેક્ષ ભેજ અને જમીનના તાપમાનની અસરોને બાકાત રાખીને નાઇટ્રોજન વાયુના ચોક્કસ માપન માટે પરવાનગી આપે છે.ઉષ્ણતામાન અને નાઇટ્રોજન વાયુને બંધ અને અનકેપ્સ્યુલેટેડ સેન્સર્સનો ઉપયોગ કરીને સંપૂર્ણપણે અને દખલમુક્ત કરી શકાય છે.

સંશોધકે જણાવ્યું હતું કે તાપમાનમાં ફેરફાર અને નાઇટ્રોજન ગેસ ઉત્સર્જનનો ઉપયોગ તમામ હવામાન પરિસ્થિતિઓમાં ચોક્કસ કૃષિ માટે ડિકપલ્ડ સેન્સિંગ મિકેનિઝમ્સ સાથે મલ્ટિમોડલ ઉપકરણો બનાવવા અને અમલ કરવા માટે થઈ શકે છે.

ચેંગે જણાવ્યું હતું કે, "એકસાથે અલ્ટ્રા-લો નાઇટ્રોજન ઓક્સાઇડ સાંદ્રતા અને નાના તાપમાનના ફેરફારોને શોધવાની ક્ષમતા ચોકસાઇ કૃષિ, આરોગ્ય દેખરેખ અને અન્ય એપ્લિકેશનો માટે ડિકપ્લ્ડ સેન્સિંગ મિકેનિઝમ્સ સાથે ભાવિ મલ્ટિમોડલ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના વિકાસ માટે માર્ગ મોકળો કરે છે."

ચેંગના સંશોધનને નેશનલ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઑફ હેલ્થ, નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન, પેન સ્ટેટ અને ચાઇનીઝ નેશનલ નેચરલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવ્યું હતું.