নতুন মাটি সেন্সর ফসলের সার প্রয়োগের দক্ষতা উন্নত করতে পারে

নাইট্রোজেনযুক্ত সার খাদ্য উৎপাদন বৃদ্ধির জন্য ব্যবহার করা হয়, কিন্তু এর নির্গমন পরিবেশকে দূষিত করতে পারে। সম্পদের সর্বাধিক ব্যবহার, কৃষি উৎপাদন বৃদ্ধি এবং পরিবেশগত ঝুঁকি কমানোর জন্য, মাটির তাপমাত্রা এবং সার নির্গমনের মতো মাটির বৈশিষ্ট্যগুলির ক্রমাগত এবং রিয়েল-টাইম পর্যবেক্ষণ অপরিহার্য। সর্বোত্তম সার প্রয়োগের জন্য NOX গ্যাস নির্গমন এবং মাটির তাপমাত্রা ট্র্যাক করার জন্য স্মার্ট বা নির্ভুল কৃষির জন্য একটি মাল্টি-প্যারামিটার সেন্সর প্রয়োজন।

জেমস এল. হেন্ডারসন, জুনিয়র মেমোরিয়াল পেন স্টেটের ইঞ্জিনিয়ারিং সায়েন্স অ্যান্ড মেকানিক্সের সহযোগী অধ্যাপক হুয়ান্যু "ল্যারি" চেং একটি মাল্টি-প্যারামিটার সেন্সর তৈরির নেতৃত্ব দিয়েছেন যা তাপমাত্রা এবং নাইট্রোজেন সংকেতগুলিকে সফলভাবে পৃথক করে প্রতিটির সঠিক পরিমাপের অনুমতি দেয়।

চেং বললেন,"দক্ষ সার প্রয়োগের জন্য, মাটির অবস্থার, বিশেষ করে নাইট্রোজেন ব্যবহার এবং মাটির তাপমাত্রার, ক্রমাগত এবং বাস্তব-সময় পর্যবেক্ষণের প্রয়োজন। ফসলের স্বাস্থ্য মূল্যায়ন, পরিবেশ দূষণ হ্রাস এবং টেকসই এবং নির্ভুল কৃষিকাজের প্রচারের জন্য এটি অপরিহার্য।"

এই গবেষণার লক্ষ্য হলো সর্বোত্তম ফসল উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত পরিমাণ ব্যবহার করা। বেশি নাইট্রোজেন ব্যবহার করলে ফসলের উৎপাদন কম হতে পারে। অতিরিক্ত সার প্রয়োগ করলে তা নষ্ট হয়, গাছপালা পুড়ে যেতে পারে এবং বিষাক্ত নাইট্রোজেনের ধোঁয়া পরিবেশে নির্গত হয়। সঠিক নাইট্রোজেন স্তর সনাক্তকরণের সাহায্যে কৃষকরা উদ্ভিদের বৃদ্ধির জন্য সারের আদর্শ মাত্রায় পৌঁছাতে পারেন।

চীনের হেবেই বিশ্ববিদ্যালয়ের কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা বিভাগের অধ্যাপক, সহ-লেখক লি ইয়াং বলেছেন,"উদ্ভিদের বৃদ্ধি তাপমাত্রার দ্বারাও প্রভাবিত হয়, যা মাটির ভৌত, রাসায়নিক এবং অণুজীব প্রক্রিয়াগুলিকে প্রভাবিত করে। ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ কৃষকদের তাদের ফসলের জন্য তাপমাত্রা খুব বেশি গরম বা খুব ঠান্ডা হলে কৌশল এবং হস্তক্ষেপ তৈরি করতে সক্ষম করে।"

চেং-এর মতে, নাইট্রোজেন গ্যাস এবং তাপমাত্রা পরিমাপ একে অপরের থেকে স্বাধীনভাবে পেতে পারে এমন সেন্সিং প্রক্রিয়া খুব কমই রিপোর্ট করা হয়। গ্যাস এবং তাপমাত্রা উভয়ই সেন্সরের প্রতিরোধের পাঠে তারতম্য ঘটাতে পারে, যার ফলে তাদের মধ্যে পার্থক্য করা কঠিন হয়ে পড়ে।

চেং-এর দল একটি উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন সেন্সর তৈরি করেছে যা মাটির তাপমাত্রা নির্বিশেষে নাইট্রোজেন ক্ষয় সনাক্ত করতে পারে। সেন্সরটি ভ্যানাডিয়াম অক্সাইড-ডোপেড, লেজার-প্ররোচিত গ্রাফিন ফোম দিয়ে তৈরি এবং এটি আবিষ্কৃত হয়েছে যে গ্রাফিনে ডোপিং ধাতব কমপ্লেক্স গ্যাস শোষণ এবং সনাক্তকরণ সংবেদনশীলতা উন্নত করে।

যেহেতু একটি নরম পর্দা সেন্সরকে রক্ষা করে এবং নাইট্রোজেন গ্যাসের প্রবেশ রোধ করে, তাই সেন্সরটি কেবলমাত্র তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে প্রতিক্রিয়া দেখায়। সেন্সরটি এনক্যাপসুলেশন ছাড়াই এবং উচ্চ তাপমাত্রায়ও ব্যবহার করা যেতে পারে।

এটি আপেক্ষিক আর্দ্রতা এবং মাটির তাপমাত্রার প্রভাব বাদ দিয়ে নাইট্রোজেন গ্যাসের সঠিক পরিমাপের অনুমতি দেয়। আবদ্ধ এবং আনক্যাপসুলেটেড সেন্সর ব্যবহার করে তাপমাত্রা এবং নাইট্রোজেন গ্যাস সম্পূর্ণরূপে এবং হস্তক্ষেপ-মুক্তভাবে পৃথক করা যেতে পারে।

গবেষক বলেন, তাপমাত্রার পরিবর্তন এবং নাইট্রোজেন গ্যাস নির্গমনকে ডিকপলিং করে সকল আবহাওয়ায় নির্ভুল কৃষিকাজের জন্য ডিকপল্ড সেন্সিং মেকানিজম সহ মাল্টিমডাল ডিভাইস তৈরি এবং বাস্তবায়ন করা যেতে পারে।

চেং বলেন, "অতি-নিম্ন নাইট্রোজেন অক্সাইডের ঘনত্ব এবং তাপমাত্রার ছোট পরিবর্তন একই সাথে সনাক্ত করার ক্ষমতা ভবিষ্যতের মাল্টিমোডাল ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলির বিকাশের পথ প্রশস্ত করে যার মধ্যে নির্ভুল কৃষি, স্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণ এবং অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিকপলড সেন্সিং প্রক্রিয়া রয়েছে।"

চেং-এর গবেষণার অর্থায়ন করেছে ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ হেলথ, ন্যাশনাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন, পেন স্টেট এবং চাইনিজ ন্যাশনাল ন্যাচারাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন।