వ్యవసాయ వ్యవస్థలకు నేలలో ఉష్ణోగ్రత మరియు నత్రజని స్థాయిలను కొలవడం చాలా ముఖ్యం.
ఆహార ఉత్పత్తిని పెంచడానికి నత్రజని కలిగిన ఎరువులను ఉపయోగిస్తారు, కానీ వాటి ఉద్గారాలు పర్యావరణాన్ని కలుషితం చేస్తాయి. వనరుల వినియోగాన్ని పెంచడానికి, వ్యవసాయ దిగుబడిని పెంచడానికి మరియు పర్యావరణ ప్రమాదాలను తగ్గించడానికి, నేల ఉష్ణోగ్రత మరియు ఎరువుల ఉద్గారాలు వంటి నేల లక్షణాలను నిరంతరం మరియు నిజ-సమయ పర్యవేక్షణ అవసరం. ఉత్తమ ఫలదీకరణం కోసం NOX వాయు ఉద్గారాలను మరియు నేల ఉష్ణోగ్రతను ట్రాక్ చేయడానికి స్మార్ట్ లేదా ప్రెసిషన్ వ్యవసాయానికి బహుళ-పారామీటర్ సెన్సార్ అవసరం.
పెన్ స్టేట్‌లోని ఇంజనీరింగ్ సైన్స్ అండ్ మెకానిక్స్ జూనియర్ మెమోరియల్ అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ జేమ్స్ ఎల్. హెండర్సన్ హువాన్యు "లారీ" చెంగ్, ఉష్ణోగ్రత మరియు నైట్రోజన్ సిగ్నల్‌లను విజయవంతంగా వేరు చేసే బహుళ-పారామీటర్ సెన్సార్ అభివృద్ధికి నాయకత్వం వహించారు, ఇది ప్రతి దాని యొక్క ఖచ్చితమైన కొలతను అనుమతిస్తుంది.
చెంగ్ అన్నాడు,"సమర్థవంతమైన ఫలదీకరణం కోసం, నేల పరిస్థితులను, ముఖ్యంగా నత్రజని వినియోగం మరియు నేల ఉష్ణోగ్రతను నిరంతరం మరియు నిజ-సమయ పర్యవేక్షణ అవసరం. పంట ఆరోగ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి, పర్యావరణ కాలుష్యాన్ని తగ్గించడానికి మరియు స్థిరమైన మరియు ఖచ్చితమైన వ్యవసాయాన్ని ప్రోత్సహించడానికి ఇది చాలా అవసరం."
ఉత్తమ పంట దిగుబడికి తగిన పరిమాణాన్ని ఉపయోగించడమే ఈ అధ్యయనం లక్ష్యం. ఎక్కువ నత్రజని వాడితే పంట ఉత్పత్తి తక్కువగా ఉండవచ్చు. ఎరువులు అధికంగా వేసినప్పుడు, అది వృధా అవుతుంది, మొక్కలు కాలిపోతాయి మరియు విషపూరిత నత్రజని పొగలు పర్యావరణంలోకి విడుదలవుతాయి. ఖచ్చితమైన నత్రజని స్థాయి గుర్తింపు సహాయంతో రైతులు మొక్కల పెరుగుదలకు అనువైన ఎరువుల స్థాయిలను చేరుకోవచ్చు.
చైనాలోని హెబీ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ టెక్నాలజీలోని స్కూల్ ఆఫ్ ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్‌లో ప్రొఫెసర్ అయిన సహ రచయిత లి యాంగ్ మాట్లాడుతూ,"మొక్కల పెరుగుదల ఉష్ణోగ్రత ద్వారా కూడా ప్రభావితమవుతుంది, ఇది నేలలోని భౌతిక, రసాయన మరియు సూక్ష్మజీవ ప్రక్రియలను ప్రభావితం చేస్తుంది. నిరంతర పర్యవేక్షణ రైతులు తమ పంటలకు ఉష్ణోగ్రతలు చాలా వేడిగా లేదా చాలా చల్లగా ఉన్నప్పుడు వ్యూహాలు మరియు జోక్యాలను అభివృద్ధి చేయడానికి వీలు కల్పిస్తుంది."
చెంగ్ ప్రకారం, ఒకదానికొకటి స్వతంత్రంగా నైట్రోజన్ వాయువు మరియు ఉష్ణోగ్రత కొలతలను పొందగల సెన్సింగ్ విధానాలు చాలా అరుదుగా నివేదించబడ్డాయి. వాయువులు మరియు ఉష్ణోగ్రత రెండూ సెన్సార్ యొక్క నిరోధక పఠనంలో వైవిధ్యాలకు కారణమవుతాయి, వాటి మధ్య తేడాను గుర్తించడం కష్టతరం చేస్తుంది.
చెంగ్ బృందం నేల ఉష్ణోగ్రతతో సంబంధం లేకుండా నత్రజని నష్టాన్ని గుర్తించగల అధిక-పనితీరు సెన్సార్‌ను సృష్టించింది. ఈ సెన్సార్ వెనాడియం ఆక్సైడ్-డోప్డ్, లేజర్-ప్రేరిత గ్రాఫేన్ ఫోమ్‌తో తయారు చేయబడింది మరియు గ్రాఫేన్‌లో డోపింగ్ మెటల్ కాంప్లెక్స్‌లు గ్యాస్ శోషణ మరియు గుర్తింపు సున్నితత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయని కనుగొనబడింది.
మృదువైన పొర సెన్సార్‌ను రక్షిస్తుంది మరియు నైట్రోజన్ వాయువు వ్యాప్తిని నిరోధిస్తుంది కాబట్టి, సెన్సార్ ఉష్ణోగ్రతలో మార్పులకు మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తుంది. సెన్సార్‌ను ఎన్‌క్యాప్సులేషన్ లేకుండా మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా ఉపయోగించవచ్చు.
ఇది సాపేక్ష ఆర్ద్రత మరియు నేల ఉష్ణోగ్రత ప్రభావాలను మినహాయించడం ద్వారా నత్రజని వాయువు యొక్క ఖచ్చితమైన కొలతను అనుమతిస్తుంది. ఉష్ణోగ్రత మరియు నత్రజని వాయువును మూసివేసిన మరియు సంవృతపరచని సెన్సార్లను ఉపయోగించి పూర్తిగా మరియు జోక్యం లేకుండా విడదీయవచ్చు.
ఉష్ణోగ్రత మార్పులు మరియు నత్రజని వాయు ఉద్గారాలను విడదీయడం ద్వారా అన్ని వాతావరణ పరిస్థితులలోనూ ఖచ్చితమైన వ్యవసాయం కోసం విడదీయబడిన సెన్సింగ్ విధానాలతో కూడిన మల్టీమోడల్ పరికరాలను సృష్టించి అమలు చేయవచ్చని పరిశోధకుడు చెప్పారు.
"అతి తక్కువ నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్ సాంద్రతలను మరియు చిన్న ఉష్ణోగ్రత మార్పులను ఏకకాలంలో గుర్తించే సామర్థ్యం, ఖచ్చితమైన వ్యవసాయం, ఆరోగ్య పర్యవేక్షణ మరియు ఇతర అనువర్తనాల కోసం విడదీయబడిన సెన్సింగ్ విధానాలతో భవిష్యత్ మల్టీమోడల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల అభివృద్ధికి మార్గం సుగమం చేస్తుంది" అని చెంగ్ అన్నారు.
చెంగ్ పరిశోధనకు నేషనల్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ హెల్త్, నేషనల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్, పెన్ స్టేట్ మరియు చైనీస్ నేషనల్ నేచురల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్ నిధులు సమకూర్చాయి.
జర్నల్ రిఫరెన్స్:
లి యాంగ్.చుయిజౌ మెంగ్, మరియు ఇతరులు. నేల నత్రజని నష్టం మరియు ఉష్ణోగ్రతను విడదీయడానికి వెనాడియం ఆక్సైడ్-డోప్డ్ లేజర్-ప్రేరిత గ్రాఫేన్ మల్టీ-పారామీటర్ సెన్సార్. ముందస్తు పదార్థం. DOI: 10.1002/adma.202210322
పోస్ట్ సమయం: ఏప్రిల్-10-2023