ମୃତ୍ତିକା ସେନ୍ସର: ସଠିକ କୃଷି ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ନିରୀକ୍ଷଣ ପାଇଁ "ଭୂତଳ ଆଖି"

1. ବୈଷୟିକ ପରିଭାଷା ଏବଂ ମୂଳ କାର୍ଯ୍ୟଗୁଡ଼ିକ
ମୃତ୍ତିକା ସେନ୍ସର ଏକ ବୁଦ୍ଧିମାନ ଉପକରଣ ଯାହା ଭୌତିକ କିମ୍ବା ରାସାୟନିକ ପଦ୍ଧତି ମାଧ୍ୟମରେ ପ୍ରକୃତ ସମୟରେ ମୃତ୍ତିକା ପରିବେଶଗତ ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକୁ ନିରୀକ୍ଷଣ କରେ। ଏହାର ମୂଳ ନିରୀକ୍ଷଣ ପରିମାଣଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:

ଜଳ ନିରୀକ୍ଷଣ: ଆୟତନଯୁକ୍ତ ଜଳ ପରିମାଣ (VWC), ମାଟ୍ରିକ୍ସ ପୋଟେନସିଆଲ୍ (kPa)
ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ: ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହୀତା (EC), pH, REDOX ବିଭବ (ORP)
ପୁଷ୍ଟିକର ବିଶ୍ଳେଷଣ: ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍, ଫସଫରସ୍ ଏବଂ ପୋଟାସିୟମ୍ (NPK) ପରିମାଣ, ଜୈବ ପଦାର୍ଥର ଘନତା
ଥର୍ମୋଡାଇନାମିକ୍ ପାରାମିଟର: ମାଟି ତାପମାତ୍ରା ପ୍ରୋଫାଇଲ୍ (୦-୧୦୦ସେମି ଗ୍ରେଡିଏଣ୍ଟ ମାପ)
ଜୈବିକ ସୂଚକ: ସୂକ୍ଷ୍ମଜୀବ କାର୍ଯ୍ୟକଳାପ (CO₂ ଶ୍ୱାସକ୍ରିୟା ହାର)

ଦ୍ୱିତୀୟତଃ, ମୁଖ୍ୟଧାରାର ସେନ୍ସିଂ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ବିଶ୍ଳେଷଣ
ଆର୍ଦ୍ରତା ସେନ୍ସର୍
TDR ପ୍ରକାର (ସମୟ ଡୋମେନ୍ ପ୍ରତିଫଳନମିତି): ବିଦ୍ୟୁତ୍-ଚୁମ୍ବକୀୟ ତରଙ୍ଗ ପ୍ରସାରଣ ସମୟ ମାପ (ସଠିକତା ±1%, ପରିସର 0-100%)
FDR ପ୍ରକାର (ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଡୋମେନ୍ ପ୍ରତିଫଳନ): କ୍ୟାପାସିଟର ଅନୁମତି ଚିହ୍ନଟ (କମ୍ ମୂଲ୍ୟ, ନିୟମିତ କାଲିବ୍ରେସନ୍ ଆବଶ୍ୟକ)
ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ପ୍ରୋବ୍: ହାଇଡ୍ରୋଜେନ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ନ୍ୟୁଟ୍ରନ୍ ଗଣନା (ପ୍ରୟୋଗାଗାର ଗ୍ରେଡ୍ ସଠିକତା, ବିକିରଣ ଅନୁମତି ଆବଶ୍ୟକ)

ମଲ୍ଟି-ପାରାମିଟର କମ୍ପୋଜିଟ୍ ପ୍ରୋବ୍
5-ଇନ୍-1 ସେନ୍ସର: ଆର୍ଦ୍ରତା +EC+ ତାପମାତ୍ରା +pH+ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ (IP68 ସୁରକ୍ଷା, ଲୁଣା-କ୍ଷାର କ୍ଷରଣ ପ୍ରତିରୋଧ)
ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରୋସ୍କୋପିକ୍ ସେନ୍ସର: ଜୈବ ପଦାର୍ଥର ସିଟୁ ଇନଫ୍ରାରେଡ୍ ନିକଟବର୍ତ୍ତୀ (NIR) ଚିହ୍ନଟ (ଚିହ୍ନଟ ସୀମା 0.5%)

ନୂତନ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ସଫଳତା
କାର୍ବନ ନାନୋଟ୍ୟୁବ୍ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍: EC ମାପ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ 1μS/ସେମି ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ
ମାଇକ୍ରୋଫ୍ଲୁଇଡିକ୍ ଚିପ୍: ନାଇଟ୍ରେଟ୍ ନାଇଟ୍ରୋଜେନର ଦ୍ରୁତ ଚିହ୍ନଟ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ କରିବାକୁ 30 ସେକେଣ୍ଡ

ତୃତୀୟ, ଶିଳ୍ପ ପ୍ରୟୋଗ ପରିସ୍ଥିତି ଏବଂ ତଥ୍ୟ ମୂଲ୍ୟ
୧. ସ୍ମାର୍ଟ କୃଷିର ସଠିକ୍ ପରିଚାଳନା (ଆୟୋୱା, ଆମେରିକାର ମକା କ୍ଷେତ)

ନିୟୋଜନ ଯୋଜନା:
ପ୍ରତି 10 ହେକ୍ଟରରେ ଗୋଟିଏ ପ୍ରୋଫାଇଲ୍ ମନିଟରିଂ ଷ୍ଟେସନ (20/50/100cm ତିନି-ସ୍ତରୀୟ)
ତାରହୀନ ନେଟୱାର୍କିଂ (LoRaWAN, ପ୍ରସାରଣ ଦୂରତା 3 କି.ମି.)

ବୁଦ୍ଧିମାନ ନିଷ୍ପତ୍ତି:
ଜଳସେଚନ ଟ୍ରିଗର: 40 ସେମି ଗଭୀରତାରେ VWC <18% ହେଲେ ଡ୍ରିପ୍ ଜଳସେଚନ ଆରମ୍ଭ କରନ୍ତୁ
ପରିବର୍ତ୍ତନଶୀଳ ସାର: ±20% ର EC ମୂଲ୍ୟ ପାର୍ଥକ୍ୟ ଉପରେ ଆଧାରିତ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ ପ୍ରୟୋଗର ଗତିଶୀଳ ସମାୟୋଜନ।

ଲାଭ ଡାଟା:
୨୮% ଜଳ ସଞ୍ଚୟ, ନାଇଟ୍ରୋଜେନ୍ ବ୍ୟବହାର ହାର ୩୫% ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି।
ପ୍ରତି ହେକ୍ଟରରେ ୦.୮ ଟନ୍ ମକା ବୃଦ୍ଧି

୨. ମରୁଭୂମି ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ଉପରେ ନଜର ରଖିବା (ସାହାରା ଫ୍ରିଞ୍ଜ ଇକୋଲୋଜିକାଲ୍ ପୁନରୁଦ୍ଧାର ପ୍ରକଳ୍ପ)

ସେନ୍ସର୍ ଆରେ:
ଜଳ ସାରଣୀ ନିରୀକ୍ଷଣ (ପିଜୋରେସିଷ୍ଟିଭ୍, 0-10MPa ପରିସର)
ଲୁଣ ସମ୍ମୁଖ ଟ୍ରାକିଂ (୧ ମିମି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋଡ୍ ବ୍ୟବଧାନ ସହିତ ଉଚ୍ଚ-ଘନତା EC ପ୍ରୋବ୍)

ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଚେତାବନୀ ମଡେଲ୍:
ମରୁଭୂମିକରଣ ସୂଚକାଙ୍କ = 0.4×(EC>4dS/m)+0.3×(ଜୈବ ପଦାର୍ଥ <0.6%)+0.3×(ଜଳ ପରିମାଣ <5%)

ଶାସନ ପ୍ରଭାବ:
ଉଦ୍ଭିଦ ଆବରଣ ୧୨% ରୁ ୩୭% କୁ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି।
ପୃଷ୍ଠରେ ଲବଣତାରେ 62% ହ୍ରାସ

3. ଭୂତାତ୍ତ୍ୱିକ ବିପର୍ଯ୍ୟୟ ଚେତାବନୀ (ଶିଜୁଓକା ପ୍ରଦେଶ, ଜାପାନ ଭୂମିସ୍ଖଳନ ମନିଟରିଂ ନେଟୱାର୍କ)

ମନିଟରିଂ ସିଷ୍ଟମ:
ଭିତରର ଢାଲ: ଛିଦ୍ର ଜଳଚାପ ସେନ୍ସର (ପରିସର 0-200kPa)
ପୃଷ୍ଠ ବିସ୍ଥାପନ: MEMS ଡିପ୍ମିଟର (ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍ 0.001°)

ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଚେତାବନୀ ଆଲଗୋରିଦମ:
ଗୁରୁତର ବର୍ଷା: ମାଟିର ସଂତୃପ୍ତି >85% ଏବଂ ଘଣ୍ଟା ପ୍ରତି ବର୍ଷା >30 ମିମି
ବିସ୍ଥାପନ ହାର: କ୍ରମାଗତ 3 ଘଣ୍ଟା > 5mm/ଘଣ୍ଟା ଟ୍ରିଗର ଲାଲ ଆଲାର୍ମ

କାର୍ଯ୍ୟାନ୍ୱୟନ ଫଳାଫଳ:
୨୦୨୧ ମସିହାରେ ତିନୋଟି ଭୂସ୍ଖଳନର ସତର୍କୀକରଣ ସଫଳତାର ସହିତ କରାଯାଇଥିଲା।
ଜରୁରୀକାଳୀନ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସମୟ 15 ମିନିଟକୁ ହ୍ରାସ କରାଯାଇଛି।

୪. ଦୂଷିତ ସ୍ଥାନଗୁଡ଼ିକର ପ୍ରତିକାର (ଜର୍ମାନୀର ରୁହର ଶିଳ୍ପ ଜୋନରେ ଭାରୀ ଧାତୁର ଚିକିତ୍ସା)

ଚିହ୍ନଟ ଯୋଜନା:
XRF ଫ୍ଲୋରୋସେନ୍ସ ସେନ୍ସର: ସୀସା/କାଡମିୟମ୍/ଆର୍ସେନିକ୍ ଇନ ସିଟୁ ଚିହ୍ନଟ (ppm ସଠିକତା)
REDOX ସମ୍ଭାବ୍ୟ ଶୃଙ୍ଖଳ: ଜୈବପ୍ରତିକାର ପ୍ରକ୍ରିୟା ଉପରେ ନଜର ରଖିବା

ବୁଦ୍ଧିମାନ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ:
ଯେତେବେଳେ ଆର୍ସେନିକ୍ ସାନ୍ଦ୍ରତା 50ppm ରୁ କମ ହୁଏ, ସେତେବେଳେ ଫାଇଟୋରେମିଡିଏସନ୍ ସକ୍ରିୟ ହୁଏ।
ଯେତେବେଳେ ବିଭାଜନ 200mV ଠାରୁ ଅଧିକ ଥାଏ, ସେତେବେଳେ ଇଲେକ୍ଟ୍ରନ ଦାତାଙ୍କ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ ମାଇକ୍ରୋବାୟ ଅବକ୍ଷୟକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରେ।

ଶାସନ ତଥ୍ୟ:
ସୀସା ପ୍ରଦୂଷଣ 92% ହ୍ରାସ ପାଇଥିଲା।
ମରାମତି ଚକ୍ର 40% ହ୍ରାସ ପାଇଛି।

୪. ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବିକାଶ ଧାରା
କ୍ଷୁଦ୍ରକରଣ ଏବଂ ଆରେ
ନାନୋୱାୟାର ସେନ୍ସର (<100nm ବ୍ୟାସ) ଏକକ ଉଦ୍ଭିଦ ମୂଳ କ୍ଷେତ୍ର ନିରୀକ୍ଷଣକୁ ସକ୍ଷମ କରେ
ନମନୀୟ ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ସ୍କିନ (300% ଷ୍ଟ୍ରେଚ୍) ମାଟି ବିକୃତି ସହିତ ଖାପ ଖୁଆଇଥାଏ

ବହୁମୁଖୀ ଧାରଣାଗତ ମିଶ୍ରଣ
ଶବ୍ଦ ତରଙ୍ଗ ଏବଂ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ପରିବାହିତା ଦ୍ୱାରା ମାଟି ଗଠନର ବିପରୀତ
ଜଳ ପରିବାହିତାର ତାପଜ ପଲ୍ସ ପଦ୍ଧତି ମାପ (ସଠିକତା ±5%)

AI ବୁଦ୍ଧିମାନ ବିଶ୍ଳେଷଣକୁ ଚଳାଏ।
କନଭୋଲ୍ୟୁସନାଲ୍ ନ୍ୟୁରାଲ୍ ନେଟୱାର୍କ ମାଟିର ପ୍ରକାରଗୁଡ଼ିକୁ ଚିହ୍ନଟ କରେ (98% ସଠିକତା)
ଡିଜିଟାଲ୍ ଟ୍ୱିନ୍ସ ପୁଷ୍ଟିକର ସ୍ଥାନାନ୍ତରଣକୁ ଅନୁକରଣ କରନ୍ତି

5. ସାଧାରଣ ପ୍ରୟୋଗ ମାମଲା: ଉତ୍ତର-ପୂର୍ବ ଚୀନରେ କଳା ଭୂମି ସୁରକ୍ଷା ପ୍ରକଳ୍ପ
ମନିଟରିଂ ନେଟୱାର୍କ:
100,000 ସେନ୍ସର ସେଟ୍ 5 ନିୟୁତ ଏକର ଚାଷ ଜମିକୁ କଭର କରେ
୦-୫୦ ସେମି ମାଟି ସ୍ତରର "ଆଦ୍ରତା, ଉର୍ବରତା ଏବଂ ସଂକୁଚିତତା"ର ଏକ 3D ଡାଟାବେସ୍ ସ୍ଥାପନ କରାଯାଇଥିଲା।

ସୁରକ୍ଷା ନୀତି:
ଯେତେବେଳେ ଜୈବିକ ପଦାର୍ଥ <3%, ନଡ଼ା ଗଭୀରକୁ ଘୋଡ଼ାଇ ଦେବା ବାଧ୍ୟତାମୂଳକ
ମାଟିର ପରିମାଣ ଘନତ୍ୱ ୧.୩୫ ଗ୍ରାମ/ସେମି³ ଠାରୁ ଅଧିକ ହେଲେ ମାଟି ତଳେ ପୋତିବା କାର୍ଯ୍ୟ ଆରମ୍ଭ ହୁଏ

କାର୍ଯ୍ୟାନ୍ୱୟନ ଫଳାଫଳ:
କଳା ମାଟି ସ୍ତରର କ୍ଷତି ହାର 76% ହ୍ରାସ ପାଇଛି।
ପ୍ରତି ମୁଦ୍ରାରେ ସୋୟାବିନର ହାରାହାରି ଉତ୍ପାଦନ 21% ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି।
ପ୍ରତିବର୍ଷ କାର୍ବନ ସଂରକ୍ଷଣ ୦.୮ ଟନ୍/ହେକ୍ଟର ବୃଦ୍ଧି ପାଇଛି।

ଉପସଂହାର
"ଅନୁଭୂତିଶୀଳ କୃଷି" ଠାରୁ "ଡାଟା କୃଷି" ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ମୃତ୍ତିକା ସେନ୍ସରଗୁଡ଼ିକ ମଣିଷ ଭୂମି ସହିତ କଥାବାର୍ତ୍ତା କରିବାର ଉପାୟକୁ ପୁନଃଆକାର ଦେଉଛନ୍ତି। MEMS ପ୍ରକ୍ରିୟା ଏବଂ ଇଣ୍ଟରନେଟ୍ ଅଫ୍ ଥିଙ୍ଗସ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ଗଭୀର ସମନ୍ୱୟ ସହିତ, ମୃତ୍ତିକା ନିରୀକ୍ଷଣ ଭବିଷ୍ୟତରେ ନାନୋସ୍କେଲ ସ୍ଥାନିକ ସମାଧାନ ଏବଂ ମିନିଟ୍-ସ୍ତରୀୟ ସମୟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ସଫଳତା ହାସଲ କରିବ। ବିଶ୍ୱ ଖାଦ୍ୟ ସୁରକ୍ଷା ଏବଂ ପରିବେଶଗତ ଅବକ୍ଷୟ ଭଳି ଚ୍ୟାଲେଞ୍ଜର ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ, ଏହି ଗଭୀର ପୋତାଯାଇଥିବା "ନୀରବ ପ୍ରହରୀ"ମାନେ ପ୍ରମୁଖ ତଥ୍ୟ ସମର୍ଥନ ପ୍ରଦାନ କରିବା ଏବଂ ପୃଥିବୀର ପୃଷ୍ଠ ପ୍ରଣାଳୀର ବୁଦ୍ଧିମାନ ପରିଚାଳନା ଏବଂ ନିୟନ୍ତ୍ରଣକୁ ପ୍ରୋତ୍ସାହିତ କରିବା ଜାରି ରଖିବେ।