थेरालिटिक सेंसर किसानों को उर्वरक प्रयोग को प्रबंधित करने में मदद करता है।

स्मार्ट सेंसर तकनीक किसानों को उर्वरक का अधिक कुशलता से उपयोग करने और पर्यावरण को होने वाले नुकसान को कम करने में मदद करेगी।
नेचुरल फूड्स पत्रिका में वर्णित यह तकनीक, मौसम और मिट्टी की स्थितियों जैसे कारकों को ध्यान में रखते हुए, फसलों में उर्वरक डालने का सर्वोत्तम समय और आवश्यक उर्वरक की मात्रा निर्धारित करने में उत्पादकों की मदद कर सकती है। इससे मिट्टी में अत्यधिक उर्वरक डालने की महंगी और पर्यावरण के लिए हानिकारक समस्या कम होगी, जिससे नाइट्रस ऑक्साइड ग्रीनहाउस गैस निकलती है और मिट्टी तथा जलमार्ग प्रदूषित होते हैं।
आज, अत्यधिक उर्वरक के उपयोग के कारण विश्व की 12% कृषि योग्य भूमि अनुपयोगी हो गई है, और पिछले 50 वर्षों में नाइट्रोजन उर्वरकों के उपयोग में 600% की वृद्धि हुई है।
हालांकि, फसल उत्पादकों के लिए उर्वरक के उपयोग को सटीक रूप से नियंत्रित करना मुश्किल है: बहुत अधिक उपयोग करने से पर्यावरण को नुकसान पहुंचने का खतरा होता है और बहुत कम उपयोग करने से पैदावार कम होने का खतरा होता है;
इस नई सेंसर तकनीक पर शोध कर रहे शोधकर्ताओं का कहना है कि इससे पर्यावरण और उत्पादकों दोनों को लाभ हो सकता है।
पेपर-आधारित केमिकली फंक्शनलाइज्ड इलेक्ट्रिकल गैस सेंसर (केमपीईजीएस) नामक यह सेंसर मिट्टी में अमोनियम की मात्रा को मापता है। अमोनियम एक ऐसा यौगिक है जिसे मिट्टी के जीवाणु नाइट्राइट और नाइट्रेट में परिवर्तित कर देते हैं। यह मशीन लर्निंग नामक कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करता है, जिसमें मौसम, उर्वरक डालने के बाद का समय, मिट्टी के पीएच और चालकता के माप जैसे डेटा को शामिल किया जाता है। इस डेटा का उपयोग करके यह मिट्टी में वर्तमान और 12 दिनों बाद की कुल नाइट्रोजन मात्रा का अनुमान लगाता है, जिससे उर्वरक डालने का सबसे उपयुक्त समय निर्धारित किया जा सके।
इस अध्ययन से पता चलता है कि यह नया कम लागत वाला समाधान किस प्रकार उत्पादकों को कम से कम उर्वरक से अधिकतम लाभ प्राप्त करने में मदद कर सकता है, विशेष रूप से गेहूं जैसी उर्वरक-प्रधान फसलों के लिए। यह तकनीक नाइट्रोजन उर्वरकों से होने वाली उत्पादक लागत और पर्यावरणीय क्षति दोनों को एक साथ कम कर सकती है, जो कि सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला उर्वरक है।
इम्पीरियल कॉलेज लंदन के बायोइंजीनियरिंग विभाग के प्रमुख शोधकर्ता डॉ. मैक्स ग्रीर ने कहा: “पर्यावरणीय और आर्थिक दोनों दृष्टिकोणों से, अत्यधिक उर्वरक के उपयोग की समस्या के महत्व को कम करके नहीं आंका जा सकता। उत्पादकता और उससे संबंधित आय में साल दर साल गिरावट आ रही है, और निर्माताओं के पास वर्तमान में इस समस्या से निपटने के लिए आवश्यक उपकरण नहीं हैं।”
“हमारी तकनीक किसानों को मिट्टी में अमोनिया और नाइट्रेट के मौजूदा स्तरों को समझने और मौसम की स्थितियों के आधार पर भविष्य के स्तरों का अनुमान लगाने में मदद करके इस समस्या को हल करने में सहायक हो सकती है। इससे वे अपनी मिट्टी और फसल की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार उर्वरक के प्रयोग को बेहतर ढंग से समायोजित कर सकते हैं।”
नाइट्रोजन उर्वरक की अधिक मात्रा से नाइट्रस ऑक्साइड गैस हवा में निकलती है, जो कार्बन डाइऑक्साइड से 300 गुना अधिक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है और जलवायु संकट में योगदान देती है। अतिरिक्त उर्वरक बारिश के पानी के साथ बहकर जलमार्गों में भी जा सकता है, जिससे जलीय जीवों को ऑक्सीजन नहीं मिल पाती, शैवाल की वृद्धि होती है और जैव विविधता कम हो जाती है।
हालांकि, मिट्टी और फसल की आवश्यकताओं के अनुरूप उर्वरक के स्तर को सटीक रूप से समायोजित करना एक चुनौती बना हुआ है। परीक्षण दुर्लभ हैं, और मिट्टी में नाइट्रोजन की मात्रा मापने की वर्तमान विधियों में मिट्टी के नमूनों को प्रयोगशाला में भेजना शामिल है - यह एक लंबी और महंगी प्रक्रिया है जिसके परिणाम किसानों तक पहुँचने तक सीमित उपयोग के रह जाते हैं।
इंपीरियल के बायोइंजीनियरिंग विभाग के वरिष्ठ लेखक और प्रमुख शोधकर्ता डॉ. फ़िरत गुडेर ने कहा: “हमारा अधिकांश भोजन मिट्टी से आता है – यह एक गैर-नवीकरणीय संसाधन है और यदि हम इसकी रक्षा नहीं करेंगे तो यह नष्ट हो जाएगा। कृषि से होने वाले नाइट्रोजन प्रदूषण के साथ मिलकर यह ग्रह के लिए एक जटिल समस्या पैदा करता है, जिसे हम सटीक कृषि के माध्यम से हल करने की उम्मीद करते हैं। हमें उम्मीद है कि इससे उर्वरकों के अत्यधिक उपयोग को कम करने के साथ-साथ फसल की पैदावार और किसानों के मुनाफे में वृद्धि होगी।”