कृषि जति उन्नत हुँदै गएको छ, त्यहाँ माटोमा "हेर्न" को लागि गैर-विनाशकारी तरिकाहरू आवश्यक छ। अमेरिकी ऊर्जा विभागको उन्नत अनुसन्धान परियोजना एजेन्सी-ऊर्जा (ARPA-E) ले यस खाडललाई सम्बोधन गर्नका लागि लरेन्स बर्कले राष्ट्रिय प्रयोगशाला (बर्कले प्रयोगशाला) लाई ४.६ मिलियन डलर प्रदान गरेको छ, जसले माटोमा कार्बनको भण्डारणलाई प्रवर्द्धन गर्दै बाली उत्पादन बढाउन किसानहरूलाई महत्त्वपूर्ण जानकारी दिन्छ।
एउटा परियोजनाले जरा प्रणालीको चित्रण गर्न विद्युतीय प्रवाह प्रयोग गर्ने लक्ष्य राखेको छ, जसले विशेष परिस्थितिहरू (जस्तै खडेरी) अनुरूप जरा भएका बालीहरूको प्रजननलाई गति दिनेछ। अर्को परियोजनाले माटोमा कार्बन र अन्य तत्वहरूको वितरण मापन गर्न न्यूट्रोन स्क्याटरिङमा आधारित नयाँ इमेजिङ प्रविधि विकास गर्नेछ।
बर्कले ल्याबले ARPA-E's बाट यी प्रतिस्पर्धात्मक पुरस्कारहरू प्राप्त गर्यो Rhizosphere Observations Optimizing Terrestrial Sequestration (ROOTS) कार्यक्रम, जसले वायुमण्डलबाट कार्बन निकालेर माटोमा भण्डारण गर्ने बाली विकास गर्न खोज्छ - कार्बन निक्षेपको गहिराई र सञ्चयमा ५० प्रतिशत बृद्धि गर्न सक्षम पार्दै नाइट्रस अक्साइड उत्सर्जनलाई ५० प्रतिशतले घटाउने र २५ प्रतिशतले पानीको उत्पादकत्व बढाउने ।
माटो कार्बन घाटा धेरै दशकको औद्योगिक कृषिको परिणामस्वरूप विश्वव्यापी घटना हो। माटोमा पर्याप्त मात्रामा कार्बन भण्डारण गर्ने क्षमता हुन्छ, यसले वायुमण्डलीय कार्बन डाइअक्साइडको सांद्रतालाई घटाएर माटोको उर्वरता र पानीको अवधारणलाई पनि बढाउँछ।
बिरुवाहरु को लागी एक EEG
टोमोग्राफिक इलेक्ट्रिकल राइजोस्फियर इमेजिङ (TERI) टेक्नोलोजीको विकास, जुन ARPA-E द्वारा $ 2.3 मिलियन प्रदान गरिएको थियो, बर्कले ल्याब भूभौतिकशास्त्री Yuxin Wu को नेतृत्वमा, जलवायु र पारिस्थितिकी तंत्र विज्ञान डिभिजनमा पनि। "तपाईं यसलाई मस्तिष्क इमेजिङ, वा EEG जस्तै सोच्न सक्नुहुन्छ, जहाँ तपाईंको टाउकोमा संलग्न इलेक्ट्रोडहरूले मस्तिष्कको तरंग ढाँचाहरू रेकर्ड गर्न सक्छन्," वूले भने। "नयाँ प्रविधि बिरुवाहरूको लागि ईईजी जस्तै हुनेछ।"
स्टेममा सानो विद्युतीय प्रवाह पठाएर, जुन त्यसपछि सम्पूर्ण जरा प्रणालीमा यात्रा गर्नेछ, TERI ले जरा र माटो दुवैको विद्युतीय प्रतिक्रिया महसुस गर्नेछ र जराको द्रव्यमान, सतह क्षेत्र, गहिराई र माटोमा वितरणको बारेमा जानकारी प्रदान गर्नेछ। माटोको बनावट र आर्द्रता सामग्री र यी चरहरू समयसँगै कसरी परिवर्तन हुन्छन् भन्ने तथ्याङ्क।
यसको विपरित, जरा गुणहरू अध्ययन गर्ने सामान्य दृष्टिकोण, जुन मोनिकर "शोभेलोमिक्स" द्वारा जान्छ, प्रयोगशालामा जरा विश्लेषण गर्नु अघि एक फावडा र पानीको बाल्टिन भन्दा बढी समावेश हुँदैन। "यो जराहरू चित्रण गर्न धेरै श्रम गहन र कम-थ्रुपुट विधि हो," वूले भने। “र एकपटक तपाईंले जरा खन्नुभयो भने, तपाईंले सक्नुभयो। तपाईं समय अनुसार परिवर्तनहरू हेर्न सक्नुहुन्न।
वुले प्रयोगशालामा प्रारम्भिक परीक्षण सुरु गरिसकेका छन् । पछि उनीसँगको सहकार्यमा गहुँबालीको फिल्ड परीक्षण गर्नेछन् शमूएल रोबर्ट्स नोबल फाउन्डेशन। अर्डमोर, ओक्लाहोमामा आधारित, नोबल फाउन्डेशन अमेरिकाको सबैभन्दा ठूलो स्वतन्त्र कृषि अनुसन्धान संस्थान हो जसमा 13,500 एकड भन्दा बढी खेत जग्गाले किसान र पशुपालकहरूलाई क्षेत्रीय उत्पादकत्व र भूमि भण्डारण बढाउन सक्षम बनाउन अनुसन्धान गरिरहेको छ।
Wu र उनको टोलीले सबसर्फेस इनसाइट्ससँग पनि साझेदारी गर्दैछ, एउटा सानो व्यवसाय जियोफिजिकल अनुप्रयोगहरूको लागि सफ्टवेयर विकासमा केन्द्रित छ।
परियोजनाको लक्ष्य निश्चित विशेषताहरूसँग जरा-केन्द्रित खेतीहरूको प्रजननलाई गति दिन इकोसिस्टम मोडलिङसँग एकीकृत अर्को पुस्ताको जरा फेनोटाइपिङ प्रविधिको विकास गर्नु हो; उदाहरणका लागि, राम्रो जलवायु लचिलोपन र कम पानी र कम उर्वर अवस्थाहरूको लागि राम्रो सहनशीलता। अन्ततः, उपकरणले माटोमा कार्बन इनपुट बढाउँदै उत्पादन बढाउन मद्दत गर्न सक्छ।
न्युट्रोन देखि गामा किरणहरु देखि कार्बन पत्ता लगाउन को लागी
दोस्रो परियोजनामा, अरुण पर्साउदको नेतृत्वमा बर्कले ल्याब भौतिकशास्त्रीहरूले पनि $ 2.3 मिलियन पुरस्कार दिए। एक्सेलेरेटर टेक्नोलोजी र एप्लाइड फिजिक्स (ATAP) डिभिजन माटोको रसायन विज्ञानको विश्लेषण गर्न इन्लेस्टिक न्यूट्रोन स्क्याटरिङको माध्यमबाट, यसलाई कुनै बाधा नगरी एउटा उपकरण निर्माण गर्नेछ। "जेनेरेटरले माटोमा न्युट्रोन पठाउनेछ," पर्साउडले भने। "प्रत्येक न्यूट्रोनले माटोमा परमाणुहरूसँग प्रतिक्रिया गर्न सक्छ र गामा किरण उत्पन्न गर्न सक्छ, जुन हामीले गामा डिटेक्टरको साथ माथिको जमीन पत्ता लगाउन सक्छौं। त्यसपछि हामी गामाको ऊर्जा नाप्छौं, र त्यसबाट तपाईले भन्न सक्नुहुन्छ कि यो कस्तो प्रकारको परमाणु हो; कार्बन वा फलाम वा एल्युमिनियम, उदाहरणका लागि।
यस्तै प्रविधि हाल मातृभूमि सुरक्षा अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जस्तै कार्गोमा विस्फोटक र अन्य सामग्रीहरू पत्ता लगाउने, र बर्कले ल्याबमा लामो समयदेखि अनुसन्धानको क्षेत्र हो।
"यस प्रविधिले माटोमा कार्बनको मात्रा मापन गर्न मात्र नभई केहि सेन्टिमिटरको स्थानिय रिजोल्युसनमा पनि गर्न सक्नेछ," एटीएपीका निर्देशक विम लीमन्सले भने।
एर्साउडले माटोको गुणहरू विश्लेषण गर्नको लागि हालको प्रविधिहरू विपरीत, यो प्रविधि खेतमा प्रयोग गर्न सकिन्छ र माटोमा कुनै बाधा नगरी ठाउँ र समय अनुसार परिवर्तनहरू मापन गर्न सकिन्छ। मानक विधिहरूमा अब माटोको कोर ड्रिल गर्ने र प्रयोगशालामा तिनीहरूलाई रासायनिक विश्लेषणहरू गर्ने समावेश छ, जसले एउटै माटोको दोहोर्याइएको मापनलाई अनुमति दिँदैन र ठूला क्षेत्रहरूमा व्यावहारिक हुँदैन।
ATAP भौतिकशास्त्री Bernhard Ludewigt सँगसँगै, Persaud ले Adelphi Technology Inc. सँग न्युट्रोन जेनेरेटर विकास गर्न काम गर्नेछ। नतिजा प्रणालीले अन्ततः मोबाइल उपकरणको रूप लिन सक्छ जुन किसानको खेतमा स्थिति मापन लिन्छ।
- जुली चाओ, क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय
स्रोत: क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय