जैवअपघटनीय मृदा नमी सेंसर के साथ टिकाऊ स्मार्ट कृषि

भूमि और जल संसाधनों की घटती संख्या ने सटीक कृषि के विकास को बढ़ावा दिया है, जिसमें फसलों की पैदावार को अनुकूलित करने के लिए वास्तविक समय में वायु और मृदा पर्यावरणीय डेटा की निगरानी के लिए रिमोट सेंसिंग तकनीक का उपयोग किया जाता है। पर्यावरण का उचित प्रबंधन करने और लागत कम करने के लिए ऐसी प्रौद्योगिकियों की स्थिरता को अधिकतम करना अत्यंत महत्वपूर्ण है।
हाल ही में प्रकाशित जर्नल एडवांस्ड सस्टेनेबल सिस्टम्स में एक अध्ययन में, ओसाका विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक वायरलेस मृदा नमी संवेदन तकनीक विकसित की है जो काफी हद तक जैवअपघटनीय है। यह कार्य सटीक कृषि में शेष तकनीकी बाधाओं, जैसे कि प्रयुक्त सेंसर उपकरणों के सुरक्षित निपटान, को दूर करने की दिशा में एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है।
वैश्विक जनसंख्या में निरंतर वृद्धि के साथ, कृषि उपज को अधिकतम करना और भूमि एवं जल के उपयोग को न्यूनतम करना आवश्यक हो गया है। सटीक कृषि का उद्देश्य पर्यावरणीय जानकारी एकत्र करने के लिए सेंसर नेटवर्क का उपयोग करके इन परस्पर विरोधी आवश्यकताओं का समाधान करना है, ताकि संसाधनों को कृषि भूमि पर उचित समय और स्थान पर आवंटित किया जा सके।
ड्रोन और उपग्रह प्रचुर मात्रा में जानकारी एकत्र कर सकते हैं, लेकिन वे मिट्टी की नमी और नमी के स्तर को निर्धारित करने के लिए आदर्श नहीं हैं। बेहतर डेटा संग्रह के लिए, नमी मापने वाले उपकरणों को जमीन पर उच्च घनत्व में स्थापित किया जाना चाहिए। यदि सेंसर जैव अपघटनीय नहीं है, तो उसे जीवनकाल समाप्त होने पर एकत्र करना होगा, जो श्रमसाध्य और अव्यावहारिक हो सकता है। एक ही तकनीक में इलेक्ट्रॉनिक कार्यक्षमता और जैव अपघटनीयता प्राप्त करना वर्तमान शोध का लक्ष्य है।
अध्ययन के प्रमुख लेखक ताकाकी कासुगा बताते हैं, “हमारे सिस्टम में कई सेंसर, एक वायरलेस पावर सप्लाई और थर्मल इमेजिंग कैमरा शामिल हैं, जो संवेदन और स्थान संबंधी डेटा एकत्र और प्रसारित करते हैं। मिट्टी में मौजूद घटक अधिकतर पर्यावरण के अनुकूल हैं और इनमें नैनोपेपर, सब्सट्रेट, प्राकृतिक मोम की सुरक्षात्मक परत, कार्बन हीटर और टिन कंडक्टर तार शामिल हैं।”
यह तकनीक इस तथ्य पर आधारित है कि सेंसर तक वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण की दक्षता सेंसर हीटर के तापमान और आसपास की मिट्टी की नमी पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, चिकनी मिट्टी पर सेंसर की स्थिति और कोण को अनुकूलित करते समय, मिट्टी की नमी 5% से 30% तक बढ़ने पर संचरण दक्षता लगभग 46% से घटकर लगभग 3% हो जाती है। इसके बाद थर्मल इमेजिंग कैमरा उस क्षेत्र की तस्वीरें खींचकर मिट्टी की नमी और सेंसर की स्थिति का डेटा एक साथ एकत्र करता है। फसल कटाई के मौसम के अंत में, सेंसर को मिट्टी में दबाकर जैविक रूप से विघटित होने के लिए छोड़ा जा सकता है।
कासुगा ने कहा, "हमने 0.4 x 0.6 मीटर के एक प्रदर्शन क्षेत्र में 12 सेंसरों का उपयोग करके अपर्याप्त मिट्टी की नमी वाले क्षेत्रों की सफलतापूर्वक इमेजिंग की। परिणामस्वरूप, हमारा सिस्टम सटीक कृषि के लिए आवश्यक उच्च सेंसर घनत्व को संभालने में सक्षम है।"
यह शोध संसाधनों की कमी से जूझ रही दुनिया में सटीक कृषि को बेहतर बनाने की क्षमता रखता है। खुरदरी मिट्टी पर सेंसर की खराब स्थिति, ढलान के कोण और मिट्टी में नमी के स्तर के अलावा अन्य पर्यावरणीय संकेतकों जैसी प्रतिकूल परिस्थितियों में शोधकर्ताओं की तकनीक की प्रभावशीलता को अधिकतम करने से वैश्विक कृषि समुदाय द्वारा इस तकनीक का व्यापक उपयोग संभव हो सकता है।