मिट्टी के सेंसर किसानों को पानी और पोषक तत्वों की उपलब्धता, मिट्टी का पीएच, तापमान और स्थलाकृति जैसी बढ़ती परिस्थितियों का आकलन करने में मदद करते हैं।

टमाटर (सोलनम लाइकोपर्सिकम एल.) विश्व बाजार में उच्च मूल्य वाली फसलों में से एक है और इसकी खेती मुख्य रूप से सिंचाई के तहत की जाती है। टमाटर उत्पादन अक्सर जलवायु, मिट्टी और जल संसाधनों जैसी प्रतिकूल परिस्थितियों से प्रभावित होता है। किसानों को जल और पोषक तत्वों की उपलब्धता, मिट्टी का पीएच, तापमान और स्थलाकृति जैसी बढ़ती परिस्थितियों का आकलन करने में मदद करने के लिए दुनिया भर में सेंसर तकनीक विकसित और स्थापित की गई हैं।
टमाटर की कम पैदावार से जुड़े कारक। टमाटर की मांग ताजे टमाटर के उपभोग और औद्योगिक (प्रसंस्करण) उत्पादन दोनों बाजारों में अधिक है। कई कृषि क्षेत्रों में टमाटर की कम पैदावार देखी जाती है, जैसे कि इंडोनेशिया में, जो काफी हद तक पारंपरिक कृषि प्रणालियों का पालन करता है। इंटरनेट ऑफ थिंग्स (आईओटी) आधारित अनुप्रयोगों और सेंसर जैसी तकनीकों के आने से टमाटर सहित विभिन्न फसलों की पैदावार में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है।
अपर्याप्त जानकारी के कारण विभिन्न प्रकार के आधुनिक सेंसरों का उपयोग न होने से भी कृषि में कम पैदावार होती है। विशेषकर टमाटर की खेती में फसल खराब होने से बचाने के लिए जल प्रबंधन की कुशलता महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
मिट्टी की नमी भी टमाटर की पैदावार निर्धारित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है, क्योंकि यह मिट्टी से पौधे तक पोषक तत्वों और अन्य यौगिकों के स्थानांतरण के लिए आवश्यक है। पौधे का तापमान बनाए रखना भी महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह पत्तियों और फलों के पकने को प्रभावित करता है।
टमाटर के पौधों के लिए मिट्टी में नमी की इष्टतम मात्रा 60% से 80% के बीच होती है। टमाटर की अधिकतम पैदावार के लिए आदर्श तापमान 24 से 28 डिग्री सेल्सियस के बीच होता है। इस तापमान सीमा से ऊपर, पौधों की वृद्धि और फूल व फल का विकास अनुकूल नहीं होता। यदि मिट्टी की स्थिति और तापमान में बहुत अधिक उतार-चढ़ाव होता है, तो पौधों की वृद्धि धीमी और अवरुद्ध हो जाती है और टमाटर असमान रूप से पकते हैं।
टमाटर की खेती में सेंसरों का उपयोग किया जाता है। जल संसाधनों के सटीक प्रबंधन के लिए कई प्रौद्योगिकियां विकसित की गई हैं, जो मुख्य रूप से निकटवर्ती और दूरस्थ संवेदन तकनीकों पर आधारित हैं। पौधों में जल की मात्रा निर्धारित करने के लिए, ऐसे सेंसरों का उपयोग किया जाता है जो पौधों और उनके वातावरण की शारीरिक स्थिति का आकलन करते हैं। उदाहरण के लिए, टेराहर्ट्ज़ विकिरण पर आधारित सेंसर, आर्द्रता मापन के साथ मिलकर, पत्ती पर पड़ने वाले दबाव की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं।
पौधों में जल की मात्रा निर्धारित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सेंसर विभिन्न उपकरणों और प्रौद्योगिकियों पर आधारित होते हैं, जिनमें विद्युत प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी, निकट-अवरक्त (एनआईआर) स्पेक्ट्रोस्कोपी, अल्ट्रासोनिक तकनीक और लीफ क्लैंप तकनीक शामिल हैं। मृदा संरचना, लवणता और चालकता निर्धारित करने के लिए मृदा नमी सेंसर और चालकता सेंसर का उपयोग किया जाता है।
मिट्टी की नमी और तापमान मापने वाले सेंसर, साथ ही स्वचालित सिंचाई प्रणाली। टमाटर की सर्वोत्तम पैदावार के लिए एक उचित सिंचाई प्रणाली आवश्यक है। पानी की बढ़ती कमी कृषि उत्पादन और खाद्य सुरक्षा के लिए खतरा बन रही है। कुशल सेंसरों का उपयोग जल संसाधनों का अधिकतम उपयोग सुनिश्चित कर फसल की पैदावार को अधिकतम कर सकता है।
मृदा नमी संवेदक मृदा की नमी का अनुमान लगाते हैं। हाल ही में विकसित मृदा नमी संवेदकों में दो चालक प्लेटें होती हैं। जब ये प्लेटें किसी चालक माध्यम (जैसे पानी) के संपर्क में आती हैं, तो एनोड से इलेक्ट्रॉन कैथोड की ओर स्थानांतरित हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉनों की इस गति से विद्युत धारा उत्पन्न होती है, जिसे वोल्टमीटर का उपयोग करके मापा जा सकता है। यह संवेदक मृदा में पानी की उपस्थिति का पता लगाता है।
कुछ मामलों में, मिट्टी के सेंसरों को थर्मिस्टरों के साथ जोड़ा जाता है जो तापमान और आर्द्रता दोनों को माप सकते हैं। इन सेंसरों से प्राप्त डेटा को संसाधित किया जाता है और एक सिंगल-लाइन, द्विदिशात्मक आउटपुट उत्पन्न होता है जिसे स्वचालित फ्लशिंग सिस्टम को भेजा जाता है। जब तापमान और आर्द्रता का डेटा एक निश्चित सीमा तक पहुँच जाता है, तो पानी के पंप का स्विच स्वचालित रूप से चालू या बंद हो जाता है।
बायोरेसिस्टर एक जैवइलेक्ट्रॉनिक सेंसर है। जैवइलेक्ट्रॉनिक्स का उपयोग पौधों की शारीरिक प्रक्रियाओं और उनके आकारिकीय लक्षणों को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। हाल ही में, जैविक विद्युत रासायनिक ट्रांजिस्टर (OECT) पर आधारित एक इन विवो सेंसर विकसित किया गया है, जिसे आमतौर पर बायोरेसिस्टर कहा जाता है। इस सेंसर का उपयोग टमाटर की खेती में बढ़ते टमाटर के पौधों के जाइलम और फ्लोएम में बहने वाले रस की संरचना में होने वाले परिवर्तनों का आकलन करने के लिए किया गया था। यह सेंसर पौधे के कामकाज में हस्तक्षेप किए बिना, शरीर के अंदर वास्तविक समय में काम करता है।
बायोरेसिस्टर को सीधे पौधों के तनों में प्रत्यारोपित किया जा सकता है, जिससे सूखे, खारेपन, अपर्याप्त वाष्प दाब और उच्च सापेक्ष आर्द्रता जैसी तनावपूर्ण स्थितियों में पौधों में आयन गति से संबंधित शारीरिक क्रियाविधियों का प्रत्यक्ष अवलोकन संभव हो पाता है। बायोरेसिस्टर का उपयोग रोगजनकों की पहचान और कीट नियंत्रण के लिए भी किया जाता है। इस सेंसर का उपयोग पौधों की जल स्थिति की निगरानी के लिए भी किया जाता है।