थेरालिटिक सेंसर किसानों को उर्वरक अनुप्रयोग प्रबंधन में मदद करता है

स्मार्ट सेंसर प्रौद्योगिकी किसानों को उर्वरक का अधिक कुशलतापूर्वक उपयोग करने और पर्यावरणीय क्षति को कम करने में मदद करेगी।
नेचुरल फ़ूड्स पत्रिका में वर्णित यह तकनीक, मौसम और मिट्टी की स्थिति जैसे कारकों को ध्यान में रखते हुए, किसानों को फसलों में उर्वरक डालने का सबसे अच्छा समय और आवश्यक मात्रा निर्धारित करने में मदद कर सकती है। इससे मिट्टी में अत्यधिक उर्वरक डालने की महंगी और पर्यावरण के लिए हानिकारक प्रवृत्ति में कमी आएगी, जिससे ग्रीनहाउस गैस नाइट्रस ऑक्साइड निकलती है और मिट्टी तथा जलमार्ग प्रदूषित होते हैं।
आज, अत्यधिक उर्वरक के कारण विश्व की 12% कृषि योग्य भूमि अनुपयोगी हो गई है, तथा पिछले 50 वर्षों में नाइट्रोजन उर्वरकों का उपयोग 600% तक बढ़ गया है।
हालांकि, फसल उत्पादकों के लिए अपने उर्वरक उपयोग को ठीक से नियंत्रित करना कठिन है: बहुत अधिक खर्च करने पर वे पर्यावरण को नुकसान पहुंचाने का जोखिम उठाते हैं और बहुत कम खर्च करने पर वे कम उपज का जोखिम उठाते हैं;
नई सेंसर प्रौद्योगिकी के शोधकर्ताओं का कहना है कि इससे पर्यावरण और उत्पादकों को लाभ हो सकता है।
यह सेंसर, जिसे कागज़-आधारित रासायनिक रूप से क्रियाशील विद्युत गैस सेंसर (chemPEGS) कहा जाता है, मिट्टी में अमोनियम की मात्रा मापता है, एक यौगिक जिसे मिट्टी के जीवाणु नाइट्राइट और नाइट्रेट में परिवर्तित करते हैं। यह मशीन लर्निंग नामक एक प्रकार की कृत्रिम बुद्धिमत्ता का उपयोग करता है, जो इसे मौसम संबंधी आँकड़ों, उर्वरक प्रयोग के बाद के समय, मिट्टी के pH और चालकता के मापों के साथ संयोजित करता है। यह इस आँकड़ों का उपयोग करके मिट्टी में वर्तमान में कुल नाइट्रोजन की मात्रा और अगले 12 दिनों में कुल नाइट्रोजन की मात्रा का अनुमान लगाता है ताकि उर्वरक प्रयोग के सर्वोत्तम समय का अनुमान लगाया जा सके।
अध्ययन से पता चलता है कि कैसे यह नया, कम लागत वाला समाधान, उत्पादकों को कम से कम उर्वरक से अधिकतम लाभ प्राप्त करने में मदद कर सकता है, खासकर गेहूँ जैसी उर्वरक-प्रधान फसलों के लिए। यह तकनीक, सबसे व्यापक रूप से प्रयुक्त उर्वरक, नाइट्रोजन उर्वरकों से होने वाले उत्पादक लागत और पर्यावरणीय नुकसान को एक साथ कम कर सकती है।
इंपीरियल कॉलेज लंदन के बायोइंजीनियरिंग विभाग के प्रमुख शोधकर्ता डॉ. मैक्स ग्रीर ने कहा: "पर्यावरणीय और आर्थिक, दोनों ही दृष्टिकोणों से, अति-उर्वरक की समस्या को कम करके नहीं आंका जा सकता। उत्पादकता और उससे जुड़ी आय साल-दर-साल घट रही है, और निर्माताओं के पास इस समस्या से निपटने के लिए ज़रूरी उपकरण मौजूद नहीं हैं।"
"हमारी तकनीक उत्पादकों को मिट्टी में वर्तमान अमोनिया और नाइट्रेट के स्तर को समझने और मौसम की स्थिति के आधार पर भविष्य के स्तर का अनुमान लगाने में मदद करके इस समस्या को हल करने में मदद कर सकती है। इससे उन्हें अपनी मिट्टी और फसल की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुसार उर्वरक के प्रयोग को बेहतर बनाने में मदद मिलती है।"
अतिरिक्त नाइट्रोजन उर्वरक हवा में नाइट्रस ऑक्साइड छोड़ता है, जो कार्बन डाइऑक्साइड से 300 गुना ज़्यादा शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है और जलवायु संकट में योगदान दे रही है। अतिरिक्त उर्वरक वर्षा जल के साथ बहकर जलमार्गों में भी जा सकता है, जिससे जलीय जीवन में ऑक्सीजन की कमी हो जाती है, शैवालों का विकास होता है और जैव विविधता कम हो जाती है।
हालाँकि, मिट्टी और फसल की ज़रूरतों के अनुसार उर्वरक के स्तर को सटीक रूप से समायोजित करना एक चुनौती बनी हुई है। परीक्षण दुर्लभ हैं, और मिट्टी में नाइट्रोजन मापने के मौजूदा तरीकों में मिट्टी के नमूनों को प्रयोगशाला में भेजना शामिल है—यह एक लंबी और महंगी प्रक्रिया है जिसके परिणाम उत्पादकों तक पहुँचने तक सीमित रहते हैं।
इंपीरियल के बायोइंजीनियरिंग विभाग में वरिष्ठ लेखक और प्रमुख शोधकर्ता डॉ. फिरात गुडर ने कहा: "हमारा अधिकांश भोजन मिट्टी से आता है - यह एक गैर-नवीकरणीय संसाधन है और अगर हम इसकी रक्षा नहीं करेंगे तो हम इसे खो देंगे। फिर, कृषि से होने वाले नाइट्रोजन प्रदूषण के साथ मिलकर यह ग्रह के लिए एक पहेली पैदा करता है जिसे हम सटीक कृषि के माध्यम से सुलझाने की उम्मीद करते हैं, जिससे हमें उम्मीद है कि यह अतिउर्वरक को कम करने में मदद करेगा और साथ ही फसल की पैदावार और उत्पादकों के मुनाफे को बढ़ाएगा।"