କୃଷି ପ୍ରଣାଳୀ ପାଇଁ ମାଟିରେ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ସ୍ତର ମାପିବା ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।
ଖାଦ୍ୟ ଉତ୍ପାଦନ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ଯୁକ୍ତ ସାର ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, କିନ୍ତୁ ସେମାନଙ୍କର ନିର୍ଗମନ ପରିବେଶକୁ ପ୍ରଦୂଷିତ କରିପାରେ। ସମ୍ବଳ ବ୍ୟବହାରକୁ ସର୍ବାଧିକ କରିବା, କୃଷି ଉତ୍ପାଦନ ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ବିପଦକୁ ହ୍ରାସ କରିବା ପାଇଁ, ମାଟିର ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ସାର ନିର୍ଗମନ ଭଳି ମାଟିର ଗୁଣଗୁଡ଼ିକର ନିରନ୍ତର ଏବଂ ବାସ୍ତବ-ସମୟ ନିରୀକ୍ଷଣ ଅତ୍ୟାବଶ୍ୟକ। ସର୍ବୋତ୍ତମ ସାର ପାଇଁ NOX ଗ୍ୟାସ ନିର୍ଗମନ ଏବଂ ମାଟିର ତାପମାତ୍ରାକୁ ଟ୍ରାକ୍ କରିବା ପାଇଁ ସ୍ମାର୍ଟ କିମ୍ବା ସଠିକ କୃଷି ପାଇଁ ଏକ ବହୁ-ପାରାମିଟର ସେନ୍ସର ଆବଶ୍ୟକ।
ପେନ୍ ଷ୍ଟେଟ୍ ହୁଆନ୍ୟୁ "ଲାରି" ଚେଙ୍ଗର ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ ସାଇନ୍ସ ଏବଂ ମେକାନିକ୍ସର ଜୁନିଅର ମେମୋରିଆଲ୍ ଆସୋସିଏଟ୍ ପ୍ରଫେସର ଜେମ୍ସ ଏଲ୍. ହେଣ୍ଡରସନ୍ ଏକ ମଲ୍ଟି-ପାରାମିଟର ସେନ୍ସର ବିକାଶର ନେତୃତ୍ୱ ନେଇଥିଲେ ଯାହା ପ୍ରତ୍ୟେକର ସଠିକ୍ ମାପ ପାଇଁ ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ସିଗନାଲଗୁଡ଼ିକୁ ସଫଳତାର ସହିତ ପୃଥକ କରିଥାଏ।
ଚେଙ୍ଗ କହିଥିଲେ,"ଦକ୍ଷ ସାର ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ, ମାଟିର ଅବସ୍ଥା, ବିଶେଷକରି ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ବ୍ୟବହାର ଏବଂ ମାଟିର ତାପମାତ୍ରାର ନିରନ୍ତର ଏବଂ ବାସ୍ତବ-ସମୟରେ ନଜର ରଖିବା ଆବଶ୍ୟକ। ଏହା ଫସଲ ସ୍ୱାସ୍ଥ୍ୟ ମୂଲ୍ୟାଙ୍କନ, ପରିବେଶ ପ୍ରଦୂଷଣ ହ୍ରାସ ଏବଂ ସ୍ଥାୟୀ ଏବଂ ସଠିକ୍ କୃଷିକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବା ପାଇଁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଜରୁରୀ।"
ଏହି ଅଧ୍ୟୟନର ଲକ୍ଷ୍ୟ ସର୍ବୋତ୍ତମ ଫସଲ ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ପରିମାଣ ବ୍ୟବହାର କରିବା। ଅଧିକ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ବ୍ୟବହାର କଲେ ଫସଲର ଉତ୍ପାଦନ ହୁଏତ କମ୍ ହୋଇପାରେ। ଯେତେବେଳେ ସାର ଅତ୍ୟଧିକ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ, ଏହା ନଷ୍ଟ ହୁଏ, ଗଛଗୁଡ଼ିକ ପୋଡ଼ିପାରେ ଏବଂ ବିଷାକ୍ତ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ଧୂଆଁ ପରିବେଶରେ ନିର୍ଗତ ହୁଏ। ସଠିକ୍ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ସ୍ତର ଚିହ୍ନଟ ସାହାଯ୍ୟରେ ଚାଷୀମାନେ ଉଦ୍ଭିଦ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଁ ସାରର ଆଦର୍ଶ ସ୍ତର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ପହଞ୍ଚିପାରିବେ।
ଚୀନ୍ର ହେବେଇ ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟର କୃତ୍ରିମ ବୁଦ୍ଧିମତ୍ତାର ସ୍କୁଲ୍ର ପ୍ରଫେସର, ସହ-ଲେଖକ ଲି ୟାଙ୍ଗ କହିଛନ୍ତି,"ଉଦ୍ଭିଦ ବୃଦ୍ଧି ତାପମାତ୍ରା ଦ୍ୱାରା ମଧ୍ୟ ପ୍ରଭାବିତ ହୁଏ, ଯାହା ମାଟିରେ ଭୌତିକ, ରାସାୟନିକ ଏବଂ ସୂକ୍ଷ୍ମ ଜୈବିକ ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ନିରନ୍ତର ତଦାରଖ ଚାଷୀମାନଙ୍କୁ ସେମାନଙ୍କ ଫସଲ ପାଇଁ ତାପମାତ୍ରା ଅତ୍ୟଧିକ ଗରମ କିମ୍ବା ଅତ୍ୟଧିକ ଥଣ୍ଡା ହେଲେ ରଣନୀତି ଏବଂ ହସ୍ତକ୍ଷେପ ବିକଶିତ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ କରିଥାଏ।"
ଚେଙ୍ଗଙ୍କ ଅନୁସାରେ, ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ଗ୍ୟାସ୍ ଏବଂ ପରସ୍ପରଠାରୁ ସ୍ୱାଧୀନ ଭାବରେ ତାପମାତ୍ରା ମାପ ହାସଲ କରିପାରୁଥିବା ସେନ୍ସିଂ ଯନ୍ତ୍ରପାତିଗୁଡ଼ିକ ବହୁତ କମ୍ ରିପୋର୍ଟ କରାଯାଏ। ଗ୍ୟାସ୍ ଏବଂ ତାପମାତ୍ରା ଉଭୟ ସେନ୍ସରର ପ୍ରତିରୋଧ ପାଠରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ଆଣିପାରେ, ଯାହା ଫଳରେ ସେମାନଙ୍କ ମଧ୍ୟରେ ପାର୍ଥକ୍ୟ କରିବା କଷ୍ଟକର ହୋଇପଡ଼େ।
ଚେଙ୍ଗଙ୍କ ଦଳ ଏକ ଉଚ୍ଚ-କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମ ସେନ୍ସର ତିଆରି କରିଛନ୍ତି ଯାହା ମାଟିର ତାପମାତ୍ରାକୁ ନେଇ ସ୍ୱାଧୀନ ଭାବରେ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ କ୍ଷତି ଚିହ୍ନଟ କରିପାରିବ। ଏହି ସେନ୍ସରଟି ଭାନାଡିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍-ଡୋପେଡ୍, ଲେଜର-ପ୍ରେରିତ ଗ୍ରାଫିନ୍ ଫୋମରେ ତିଆରି, ଏବଂ ଏହା ଆବିଷ୍କୃତ ହୋଇଛି ଯେ ଗ୍ରାଫିନରେ ଡୋପିଂ ଧାତୁ ଜଟିଳ ଗ୍ୟାସ୍ ଶୋଷଣ ଏବଂ ଚିହ୍ନଟ ସମ୍ବେଦନଶୀଳତାକୁ ଉନ୍ନତ କରେ।
ଏକ ନରମ ପରଦା ସେନ୍ସରକୁ ସୁରକ୍ଷା ଦିଏ ଏବଂ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ଗ୍ୟାସ ପ୍ରବେଶକୁ ରୋକିଥାଏ, ତେଣୁ ସେନ୍ସର କେବଳ ତାପମାତ୍ରାରେ ପରିବର୍ତ୍ତନ ପ୍ରତି ପ୍ରତିକ୍ରିୟା କରେ। ସେନ୍ସରକୁ ଏନକ୍ୟାପସୁଲେସନ୍ ବିନା ଏବଂ ଅଧିକ ତାପମାତ୍ରାରେ ମଧ୍ୟ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ।
ଏହା ଆପେକ୍ଷିକ ଆର୍ଦ୍ରତା ଏବଂ ମାଟିର ତାପମାତ୍ରାର ପ୍ରଭାବକୁ ବାଦ ଦେଇ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ଗ୍ୟାସର ସଠିକ୍ ମାପ ପାଇଁ ଅନୁମତି ଦିଏ। ଆବଦ୍ଧ ଏବଂ ଅନକ୍ୟାପସୁଲେଟେଡ୍ ସେନ୍ସର ବ୍ୟବହାର କରି ତାପମାତ୍ରା ଏବଂ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ଗ୍ୟାସକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଏବଂ ହସ୍ତକ୍ଷେପ-ମୁକ୍ତ ଭାବରେ ଡିକପଲ୍ କରାଯାଇପାରିବ।
ଗବେଷକ କହିଛନ୍ତି ଯେ ସମସ୍ତ ପାଣିପାଗ ପରିସ୍ଥିତିରେ ସଠିକ କୃଷି ପାଇଁ ଡିକପଲ୍ଡ ସେନ୍ସିଂ ମେକାନିଜିମ୍ ସହିତ ମଲ୍ଟିମୋଡାଲ୍ ଡିଭାଇସ୍ ତିଆରି ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ କରିବା ପାଇଁ ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନ ଏବଂ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ଗ୍ୟାସ୍ ନିର୍ଗମନକୁ ଡିକପଲ୍ କରାଯାଇପାରିବ।
ଚେଙ୍ଗ କହିଛନ୍ତି, "ଅତ୍ୟଧିକ ନିମ୍ନ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା ଏବଂ କ୍ଷୁଦ୍ର ତାପମାତ୍ରା ପରିବର୍ତ୍ତନକୁ ଏକକାଳୀନ ଚିହ୍ନଟ କରିବାର କ୍ଷମତା ସଠିକ୍ କୃଷି, ସ୍ୱାସ୍ଥ୍ୟ ପର୍ଯ୍ୟବେକ୍ଷଣ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ଡିକପଲ୍ଡ ସେନ୍ସିଂ ମେକାନିଜିମ୍ ସହିତ ଭବିଷ୍ୟତର ମଲ୍ଟିମୋଡାଲ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଡିଭାଇସ୍ ବିକାଶ ପାଇଁ ପଥ ପ୍ରଶସ୍ତ କରେ।"
ଚେଙ୍ଗଙ୍କ ଗବେଷଣାକୁ ନ୍ୟାସନାଲ ଇନଷ୍ଟିଚ୍ୟୁଟ୍ ଅଫ୍ ହେଲ୍ଥ, ନ୍ୟାସନାଲ ସାଇନ୍ସ ଫାଉଣ୍ଡେସନ୍, ପେନ୍ ଷ୍ଟେଟ୍ ଏବଂ ଚାଇନିଜ୍ ନ୍ୟାସନାଲ ନାଚୁରାଲ୍ ସାଇନ୍ସ ଫାଉଣ୍ଡେସନ୍ ଦ୍ୱାରା ପାଣ୍ଠି ଦିଆଯାଇଥିଲା।
ପତ୍ରିକା ସନ୍ଦର୍ଭ:
ଲି ୟାଙ୍ଗ।ଚୁଇଝୋ ମେଙ୍ଗ, ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ। ମାଟି ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ କ୍ଷତି ଏବଂ ତାପମାତ୍ରାକୁ ବିକଲ କରିବା ପାଇଁ ଭାନାଡିୟମ୍ ଅକ୍ସାଇଡ୍-ଡୋପେଡ୍ ଲେଜର-ପ୍ରେରିତ ଗ୍ରାଫିନ୍ ମଲ୍ଟି-ପାରାମିଟର ସେନ୍ସର। ଉନ୍ନତ ସାମଗ୍ରୀ। DOI: 10.1002/adma.202210322
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଏପ୍ରିଲ-୧୦-୨୦୨୩