కొత్త నేల సెన్సార్లు పంట ఎరువుల సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచగలవు

ఆహార ఉత్పత్తిని పెంచడానికి నత్రజని కలిగిన ఎరువులను ఉపయోగిస్తారు, కానీ వాటి ఉద్గారాలు పర్యావరణాన్ని కలుషితం చేయవచ్చు. వనరుల వినియోగాన్ని గరిష్ఠం చేయడానికి, వ్యవసాయ దిగుబడులను పెంచడానికి, మరియు పర్యావరణ ప్రమాదాలను తగ్గించడానికి, నేల ఉష్ణోగ్రత మరియు ఎరువుల ఉద్గారాల వంటి నేల లక్షణాలను నిరంతరం మరియు నిజ-సమయ పర్యవేక్షణ చేయడం అత్యవసరం. ఉత్తమమైన ఎరువుల వాడకం కోసం NOX వాయు ఉద్గారాలను మరియు నేల ఉష్ణోగ్రతను పర్యవేక్షించడానికి, స్మార్ట్ లేదా ప్రెసిషన్ అగ్రికల్చర్‌లో బహుళ-పారామీటర్ సెన్సార్ అవసరం.

పెన్ స్టేట్‌లోని ఇంజనీరింగ్ సైన్స్ అండ్ మెకానిక్స్ విభాగంలో జేమ్స్ ఎల్. హెండర్సన్, జూనియర్ మెమోరియల్ అసోసియేట్ ప్రొఫెసర్ అయిన హువాన్యు “లారీ” చెంగ్, ఉష్ణోగ్రత మరియు నైట్రోజన్ సంకేతాలను విజయవంతంగా వేరుచేసి, ప్రతిదానిని కచ్చితంగా కొలవడానికి వీలు కల్పించే ఒక బహుళ-పారామీటర్ సెన్సార్ అభివృద్ధికి నాయకత్వం వహించారు.

చెంగ్ అన్నారు,సమర్థవంతమైన ఎరువుల వాడకం కోసం, నేల పరిస్థితులను, ముఖ్యంగా నత్రజని వినియోగం మరియు నేల ఉష్ణోగ్రతను నిరంతరం, నిజ సమయంలో పర్యవేక్షించాల్సిన అవసరం ఉంది. పంట ఆరోగ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి, పర్యావరణ కాలుష్యాన్ని తగ్గించడానికి, మరియు సుస్థిరమైన, కచ్చితమైన వ్యవసాయాన్ని ప్రోత్సహించడానికి ఇది అత్యవసరం.

ఉత్తమ పంట దిగుబడి కోసం సరైన పరిమాణంలో ఎరువును ఉపయోగించడమే ఈ అధ్యయనం యొక్క లక్ష్యం. ఎక్కువ నత్రజనిని వాడితే వచ్చే దిగుబడి కన్నా తక్కువ దిగుబడి వచ్చే అవకాశం ఉంది. ఎరువును అధికంగా వాడినప్పుడు, అది వృధా అవుతుంది, మొక్కలు ఎండిపోవచ్చు మరియు విషపూరిత నత్రజని పొగలు పర్యావరణంలోకి విడుదలవుతాయి. నత్రజని స్థాయిని కచ్చితంగా గుర్తించడం ద్వారా రైతులు మొక్కల పెరుగుదలకు అవసరమైన ఆదర్శవంతమైన ఎరువుల స్థాయిని చేరుకోగలరు.

చైనాలోని హెబే యూనివర్సిటీ ఆఫ్ టెక్నాలజీలోని స్కూల్ ఆఫ్ ఆర్టిఫిషియల్ ఇంటెలిజెన్స్‌లో ప్రొఫెసర్ మరియు సహ రచయిత అయిన లీ యాంగ్ ఇలా అన్నారు,మొక్కల పెరుగుదలపై ఉష్ణోగ్రత కూడా ప్రభావం చూపుతుంది, ఇది నేలలోని భౌతిక, రసాయన మరియు సూక్ష్మజీవ ప్రక్రియలను ప్రభావితం చేస్తుంది. ఉష్ణోగ్రతలు తమ పంటలకు మరీ వేడిగా లేదా మరీ చల్లగా ఉన్నప్పుడు, నిరంతర పర్యవేక్షణ ద్వారా రైతులు వ్యూహాలను మరియు చర్యలను రూపొందించుకోగలుగుతారు.

చెంగ్ ప్రకారం, నైట్రోజన్ వాయువు మరియు ఉష్ణోగ్రత కొలతలను ఒకదానికొకటి స్వతంత్రంగా పొందగల సెన్సింగ్ యంత్రాంగాల గురించి చాలా అరుదుగా నివేదించబడుతుంది. వాయువులు మరియు ఉష్ణోగ్రత రెండూ సెన్సార్ యొక్క నిరోధక రీడింగ్‌లో వైవిధ్యాలకు కారణమవుతాయి, దీనివల్ల వాటి మధ్య తేడాను గుర్తించడం కష్టమవుతుంది.

చెంగ్ బృందం నేల ఉష్ణోగ్రతతో సంబంధం లేకుండా నత్రజని నష్టాన్ని గుర్తించగల అధిక పనితీరు గల సెన్సార్‌ను సృష్టించింది. ఈ సెన్సార్‌ను వెనేడియం ఆక్సైడ్‌తో డోప్ చేసిన, లేజర్-ప్రేరిత గ్రాఫేన్ ఫోమ్‌తో తయారు చేశారు. గ్రాఫేన్‌లో లోహ సంక్లిష్టాలను డోపింగ్ చేయడం వల్ల వాయువు శోషణ మరియు గుర్తింపు సున్నితత్వం మెరుగుపడతాయని కనుగొనబడింది.

ఒక మృదువైన పొర సెన్సార్‌ను రక్షించి, నత్రజని వాయువు ప్రవేశాన్ని నిరోధిస్తుంది కాబట్టి, సెన్సార్ కేవలం ఉష్ణోగ్రతలోని మార్పులకు మాత్రమే ప్రతిస్పందిస్తుంది. ఈ సెన్సార్‌ను కవచం లేకుండా మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

సాపేక్ష ఆర్ద్రత మరియు నేల ఉష్ణోగ్రత ప్రభావాలను మినహాయించడం ద్వారా నత్రజని వాయువును ఖచ్చితంగా కొలవడానికి ఇది వీలు కల్పిస్తుంది. పరివేష్టిత మరియు కవచం లేని సెన్సార్లను ఉపయోగించి ఉష్ణోగ్రత మరియు నత్రజని వాయువును పూర్తిగా మరియు అంతరాయం లేకుండా వేరు చేయవచ్చు.

అన్ని వాతావరణ పరిస్థితులలో ఖచ్చితమైన వ్యవసాయం కోసం, ఉష్ణోగ్రత మార్పులు మరియు నత్రజని వాయు ఉద్గారాలను వేరు చేయడం ద్వారా, విడదీయబడిన సెన్సింగ్ యంత్రాంగాలతో కూడిన బహుళరీతి పరికరాలను సృష్టించి, అమలు చేయడానికి వీలవుతుందని పరిశోధకుడు తెలిపారు.

"అత్యల్ప నైట్రోజన్ ఆక్సైడ్ గాఢతలను మరియు చిన్న ఉష్ణోగ్రత మార్పులను ఏకకాలంలో గుర్తించగల 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 ఇన్‌స్టిట్యూట్స్ ఆఫ్ హెల్త్, నేషనల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్, పెన్ స్టేట్ మరియు చైనీస్ నేషనల్ నేచురల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్ నిధులు సమకూర్చాయి.