मृदा संवेदक: परिभाषा, प्रकार और लाभ

मृदा सेंसर एक ऐसा समाधान है जिसने छोटे पैमाने पर अपनी उपयोगिता साबित कर दी है और कृषि उद्देश्यों के लिए यह अमूल्य साबित हो सकता है।

मृदा सेंसर क्या होते हैं?

सेंसर मिट्टी की स्थितियों पर नज़र रखते हैं, जिससे वास्तविक समय में डेटा संग्रह और विश्लेषण संभव हो पाता है। सेंसर मिट्टी की लगभग हर विशेषता, जैसे कि उसमें मौजूद सूक्ष्मजीवों के डीएनए, पर नज़र रख सकते हैं, ताकि स्वस्थ मृदा जैवसमूह, बढ़ी हुई उपज और संसाधनों के कम उपयोग की दिशा में संतुलन स्थापित किया जा सके।

कृषि में उपयोग होने वाले विभिन्न प्रकार के सेंसर, कृषि कार्यों में बदलाव ला सकने वाली आवश्यक क्षेत्र विशेषताओं का पता लगाने के लिए विद्युत संकेतों और प्रकाश तरंगों के परावर्तन को मापने जैसे विविध तरीकों का उपयोग करते हैं।

मृदा सेंसर के प्रकार

मृदा संवेदक मिट्टी की विशेषताओं जैसे नमी की मात्रा, तापमान, पीएच, लवणता, आर्द्रता, प्रकाश संश्लेषण विकिरण और पोषक तत्व संतुलन को माप सकते हैं।—मुख्यतः आवश्यक नाइट्रोजन, फास्फोरस और पोटेशियम (एनपीके)।

फसल प्रबंधन के लाभों के अलावा, जैसे कि अनाज की बेहतर गुणवत्ता और पोषक तत्वों के रिसाव में कमी, मृदा सेंसर जल संसाधनों, भूमि स्थिरता और जलवायु परिवर्तन के बारे में पूर्वानुमानों की जानकारी भी दे सकते हैं।

अन्य उपयोगों में सिंचाई का समय निर्धारण, जलसंभर मूल्यांकन, सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी का विश्लेषण और पौधों के रोगों की रोकथाम शामिल हैं।

मृदा सेंसर के उपयोग के लाभ

मिट्टी की स्थिति पर नज़र रखने से किसानों और बागवानों को कई लाभ मिलते हैं, जिनमें फसल की पैदावार में वृद्धि और संसाधनों का बेहतर उपयोग शामिल है। आईओटी, क्लाउड सेवाएं और एआई का एकीकरण उत्पादकों को डेटा-आधारित निर्णय लेने में सक्षम बनाता है।

सेंसर उर्वरक के उपयोग को अनुकूलित करते हैं, पौधों को स्वस्थ रखते हैं, संसाधनों का अधिकतम उपयोग सुनिश्चित करते हैं और पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने वाले अपवाह और हानिकारक गैसों को कम करते हैं। निरंतर निगरानी से रोगजनकों के प्रकोप या मिट्टी के संघनन जैसी समस्याओं को भी रोका जा सकता है।

मृदा सेंसरों का उपयोग करके मृदा की स्थिति की निगरानी करने से उर्वरक और जल के उपयोग को भी अनुकूलित किया जा सकता है।'अनुमान है कि अमेरिका में उपयोग किए जाने वाले नाइट्रेट उर्वरक का लगभग 30% हिस्सा बहकर जल स्रोतों को दूषित कर देता है। यहां तक ​​कि कुशल सिंचाई प्रणालियों में भी 50% तक पानी की बर्बादी हो सकती है, और वैश्विक ताजे पानी के उपयोग का 70% कृषि के कारण होता है। मिट्टी में नमी को कुशलतापूर्वक और प्रभावी ढंग से पुनःपूर्ति करने की क्षमता का बड़ा प्रभाव पड़ सकता है।

मृदा सेंसरों की स्थापना और अंशांकन

प्रत्येक सेंसर के साथ उसकी अपनी इंस्टॉलेशन गाइड होगी, लेकिन इंस्टॉलेशन के लिए आमतौर पर फसल की पंक्ति के भीतर एक गड्ढा या खाई खोदने और सेंसर को पौधे की जड़ों के पास सहित कई गहराई पर रखने की आवश्यकता होती है।

बड़े क्षेत्र में, सर्वोत्तम प्रथाओं के अनुसार सेंसर को ऐसे स्थानों पर स्थापित करना चाहिए जो खेत के बाकी हिस्से या प्रबंधित की जाने वाली मिट्टी के प्रकार को दर्शाते हों, जल उत्सर्जकों के पास हों और मिट्टी के सीधे संपर्क में हों (अर्थात, हवा के बुलबुले न हों)। आकस्मिक क्षति से बचने के लिए सेंसर स्थलों को सतह पर चिह्नित या किसी अन्य तरीके से अंकित किया जाना चाहिए।

सही स्थापना के अलावा, सेंसर कैलिब्रेशन भी महत्वपूर्ण है। मृदा सेंसर मृदा नमी डेटा को आयतनिक जल सामग्री (VWC) के रूप में दर्ज करते हैं, और प्रत्येक प्रकार की मृदा की अपनी VWC होती है। मृदा नमी सेंसरों की संवेदनशीलता अक्सर भिन्न होती है, और उन्हें व्यक्तिगत रूप से कैलिब्रेट करने की आवश्यकता हो सकती है।

समस्या निवारण

विद्युत समस्याओं, वन्यजीवों के हस्तक्षेप या तारों के गलत जुड़ाव के कारण उपकरण खराब हो सकते हैं। किसी भी प्रकार की हवा का रिसाव टेन्सियोमीटर को अविश्वसनीय बना देता है। सही गहराई पर इंस्टॉलेशन और वॉटरप्रूफिंग विधियों का पालन करने से भविष्य में होने वाली समस्याओं से बचा जा सकता है।

समस्या निवारण की सामान्य तकनीकों में निम्नलिखित शामिल हैं:

बिजली आपूर्ति और परिपथ की जाँच करना

रसायनों का उपयोग किए बिना सेंसरों की सफाई

निर्माता के निर्देशों के अनुसार क्षतिग्रस्त पुर्जों को बदलने के लिए नियमित रखरखाव करना।'मरम्मत मार्गदर्शिका

मृदा स्वास्थ्य की निगरानी

मृदा संवेदक मृदा स्वास्थ्य आकलन के लिए अधिक सटीक और सुव्यवस्थित रणनीति प्रदान करते हैं। पारंपरिक मृदा आकलन एक प्रकार की बायोप्सी के समान है, जिसमें मृदा के गुणों के आधार पर सप्ताह या महीने लग सकते हैं।

सेंसर द्वारा मापन बहुत तेजी से होता है, प्रति 50 एकड़ में एक या दो घंटे लगते हैं। सेंसर कुशल फसल प्रबंधन के लिए आवश्यक सभी जानकारी प्रदर्शित करते हैं, जिसमें जल की मात्रा, जल तनाव और कार्बनिक पदार्थ की उपस्थिति शामिल है।—मिट्टी के समग्र स्वास्थ्य का एक बेहतरीन संकेतक—मिट्टी के नमूनों को भौतिक रूप से निकालने की आवश्यकता के बिना।

कृषि प्रबंधन प्रणालियों के साथ एकीकरण

स्टार्टयूएस इनसाइट्स की एक रिपोर्ट के अनुसार, मिट्टी के सेंसर अपनी व्यापकता, दक्षता और उपयोगिता के कारण मिट्टी की निगरानी के लिए सबसे प्रभावशाली तकनीक हैं। मिट्टी के सेंसर को एआई-संचालित मिट्टी मानचित्रण, हवाई इमेजिंग, स्वचालित मिट्टी निगरानी रोबोट, उत्सर्जन ट्रैकर, संवर्धित वास्तविकता मिट्टी विश्लेषण, नैनो तकनीक और ब्लॉकचेन एकीकरण सहित अन्य उभरती कृषि तकनीकों के साथ मिलाकर कृषि प्रबंधन को बेहतर बनाया जा सकता है।

मृदा सेंसर प्रौद्योगिकी में चुनौतियाँ और समाधान

नेब्रास्का विश्वविद्यालय की 2020 की एक रिपोर्ट के अनुसार, अमेरिका में केवल 12% खेत ही सिंचाई कार्यक्रम निर्धारित करने के लिए मृदा नमी सेंसर का उपयोग करते हैं। सुलभता, उपयोग में आसानी और डेटा प्रोसेसिंग एवं प्रदर्शन क्षमताओं में महत्वपूर्ण सुधार के कारण मृदा सेंसर अधिक व्यावहारिक हो गए हैं, लेकिन अभी और प्रगति की आवश्यकता है।

वैश्विक स्तर पर उपयोग के लिए मृदा संवेदकों को अधिक लागत प्रभावी और अंतरसंचालनीय बनाना होगा। कई प्रकार के संवेदक मौजूद हैं, जिसके परिणामस्वरूप मानकीकरण और अनुकूलता का अभाव है।

कई मौजूदा प्रौद्योगिकियां मालिकाना हक वाले सेंसरों पर निर्भर करती हैं, जिससे अनुकूलन मुश्किल हो जाता है। यूसी बर्कले द्वारा विकसित सेंसर प्रौद्योगिकी में प्रगति से लाइव डेटा निगरानी प्रदान करने और विभिन्न क्षेत्रों और बाजारों में त्वरित निर्णय लेने को बढ़ावा देने के लिए ऑनबोर्डिंग प्रक्रिया सरल हो जाती है।

केस स्टडी: मृदा सेंसरों का सफल कार्यान्वयन

मृदा संवेदकों की मदद से किसान पानी और धन की बचत कर सकते हैं।

क्लेम्सन विश्वविद्यालय के एक अध्ययन में पाया गया कि मिट्टी की नमी के सेंसर किसानों की आय बढ़ा सकते हैं।'परीक्षण किए गए खेतों में, जिनमें मूंगफली, सोयाबीन या कपास उगाई जाती थी, सिंचाई दक्षता बढ़ाकर औसत शुद्ध आय में 20% की वृद्धि की गई।

अधिक टिकाऊ खेल मैदान

खेल स्थलों में भी मिट्टी के सेंसर का उपयोग बढ़ रहा है। सॉइल सेंसर निर्माता सॉइल स्काउट के अनुसार, वेम्बली स्टेडियम और सिटीजन्स बैंक पार्क (फिलाडेल्फिया फिलिस का घरेलू मैदान) उन खेल स्थलों में से हैं जो पानी और ऊर्जा के उपयोग को अधिकतम करते हुए खेल के मैदानों को हरा-भरा बनाए रखने के लिए मिट्टी के सेंसर का उपयोग कर रहे हैं।

मृदा सेंसर प्रौद्योगिकी में भविष्य के रुझान

उभरते रुझानों में नैनो तकनीक शामिल है, जिसमें सोने या चांदी पर आधारित नैनोकण शामिल हैं जो भारी धातुओं जैसे मिट्टी के प्रदूषकों का पता लगाने के लिए सेंसर की संवेदनशीलता को बढ़ाते हैं।

नैनो यौगिकों से लेपित सेंसर मिट्टी की विशेषताओं का पता लगा सकते हैं और मिट्टी की गुणवत्ता में उतार-चढ़ाव के अनुसार ऑक्सीजन जैसे पोषक तत्व छोड़ सकते हैं। अन्य सेंसर डीएनए विश्लेषण के माध्यम से केंचुओं की संख्या या सूक्ष्मजीवों की विविधता जैसे जैव संकेतकों की गणना करके मिट्टी के माइक्रोबायोम में सुधार करते हैं।