Irrigation News : प्रत्यक्ष स्थान व वेळेनुसार बदलणाऱ्या सर्व घटकांचा प्रत्यक्ष त्या वेळीच माहिती मिळवून, कार्यक्षम व काटेकोर सिंचन व्यवस्थापन प्रणालीसाठी ‘पिकामधील पाण्याची स्थिती’ माहिती असणे आवश्यक आहे.

आपल्या शेतातील विविध बदलत्या घटकांची त्याच वेळी माहिती मिळवण्यासाठी आयओटी सक्षम विविध संवेदके उपयोगी ठरतात. यातून नियमितपणे मिळालेल्या माहितीला पिकामध्ये पाण्याच्या स्थितीची जोड दिल्यास उत्तम प्रणाली तयार होऊ शकते.

पिकामधील पाण्याच्या स्थितीचे मोजमाप प्रत्यक्ष शेतामध्ये सतत करण्यासाठी संवेदकाचा वापर करता येतो.

आयओटी सक्षम वनस्पतीतील पाणी स्थिती मोजण्याची संवेदके वनस्पती पाणी स्थिती संवेदकाचे दोन प्रकार आहेत.

१. संपर्क संवेदके

२. संपर्क नसलेली संवेदके (Non contact Sensors)

संपर्क संवेदके (Contact Sensors)

ही नावानुसार वनस्पतीच्या किंवा पिकाच्या अत्यंत जवळ (संपर्कात) असतात. या संपर्क संवेदकाद्वारे पिकाने रोजच्या प्रकाशसंश्लेषण व पर्णोत्सर्जन प्रक्रियेसाठी वापरलेले पाण्याचे प्रमाण मोजता येते. अशा ‘इंटरनेट ऑफ थिंग्ज’ सक्षम संपर्क संवेदकांचेही दोन प्रकार उपलब्ध आहेत.

१) रस प्रवाह संवेदके (Sap flow Sensors)

- वनस्पतीमधून होणाऱ्या पाणी व पोषक द्रव्याच्या प्रवाहाला रस प्रवाह असे संबोधतात. रस प्रवाह हा प्रकाशसंश्लेषण व पर्णोत्सर्जन या प्रक्रियेसाठी वापरल्या गेलेल्या पाण्याच्या प्रमाणाचे निदर्शक म्हणून वापरता येतो.

- पीक जोमदारपणे वाढत असेल तर पर्णोत्सर्जन जास्त असते. त्याच वेळी रस प्रवाहही जास्त असतो. रस प्रवाह कमी झालेला आढळला, त्या काळात प्रकाशसंश्लेषण व पर्णोत्सर्जन कमी असते. म्हणजेच पिकांस ताण पडलेला असतो. अशा परिस्थितीत पिकास सिंचनाची आवश्यकता असते.

- रस प्रवाह संवेदकाद्वारे वनस्पतीच्या झायलेम मधील पाण्याचा प्रवाह मोजता येतो. आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे हे संवेदक झाडाच्या खोडामध्ये स्थापित करतात. प्रत्यक्षात हे संवेदक झायलेममधील रसाच्या उष्णतेचे प्रमाण मोजतात.

या उष्णतेच्या प्रमाणाचे रस प्रवाहामध्ये रूपांतर करण्यात येते. रस प्रवाह हा दिवसा जेव्हा वनस्पतीद्वारे सक्रिय पर्णोत्सर्जन होत असते, तेव्हा जास्त असतो. तर रात्रीच्या वेळी जेव्हा पर्णोत्सर्जन कमी असते किंवा नसतेच, तेव्हा रसप्रवाह कमी असतो.

- सोबत दर्शविलेल्या आकृतीमध्ये उदाहरणासाठी प्रत्येक दिवशी व दिवसानुसार रस प्रवाह कसा बदलत असतो ते दाखविले आहे. दिवसा जेव्हा पर्णोत्सर्जन जास्त असते, तेव्हा रस प्रवाह जास्त असतो व रात्रीचे वेळी जेव्हा पर्णोत्सर्जन नसते तेव्हा रस प्रवाह कमी असतो.

-आकृतीमध्ये जेव्हा जमिनीमध्ये पाण्याचा ओलावा पुरेसा आहे, तेव्हाचा रस प्रवाह हा निळा रंगाच्या आलेखाद्वारे दर्शविला आहे. यामध्ये प्रत्येक दिवशीचा रस प्रवाह हा जवळपास सारखा आहे.

-जेव्हा जमिनीमधील ओलावा कमी होत जातो, तेव्हाचा रस प्रवाह लाल रंगाच्या आलेखाद्वारे दर्शविला आहे. रस प्रवाह हा दिवसाप्रमाणे कमी कमी होत जात आहे. या आलेखाप्रमाणे चौथ्या दिवशी रस प्रवाह निर्दिष्ट केलेल्या पातळीपेक्षा कमी झाल्यामुळे सिंचनाची गरज आहे.

या संवेदकाची वनस्पतीतील रस प्रवाह सतत मोजण्याची क्षमता असून, ते ‘इंटरनेट ऑफ थिंग्ज’ सक्षम आहेत. या संवेदकाचा वापर "वनस्पती जल" (Plant water based) आधारित स्थान व वेळ परत्वे सिंचन प्रभावित करणारे घटक गृहीत धरून प्रत्यक्ष वेळेमध्ये स्वयंचलित कार्यक्षम व काटेकोर सिंचन व्यवस्थापन करू शकतो.

अशा प्रकारच्या संवेदकाचा वापर करून काही पिकांसाठी "इंटरनेट ऑफ थिंग्ज" सक्षम सिंचन व्यवस्थापन प्रणाली विकसित केल्याची उदाहरणे आहेत. मात्र या संवेदकावर आधारित आयओटी सक्षम प्रणाली पूर्णपणे विकसित करण्यासाठी खाली नमूद केल्याप्रमाणे काही बाबी निश्चित कराव्या लागतात.

१. निर्दिष्ट पिकांसाठी अनुज्ञेय रस प्रवाह पातळी (म्हणजे ज्या पातळीपेक्षा रस प्रवाह कमी झाल्यावर सिंचनाची गरज आहे,) हे निश्चित करणे.

२. वेगवेगळ्या प्रकारच्या जमिनीसाठी जमिनीमधील पाण्याचा ओलावा व रस प्रवाह याचा परस्पर संबंध.

३. या प्रकारच्या संवेदकाद्वारे प्रत्यक्ष रस प्रवाह हा अनुज्ञेय रस प्रवाह पेक्षा कमी झाल्यास सिंचनाची आवश्यकता आहे हे माहिती होते.

‘सिंचन किती द्यावे?’ हे पर्णोत्सर्जनावर आधारित आहे. पिकाला सिंचनासाठी पाणी हे जमिनीत द्यावे लागते. त्यामुळे पर्णोत्सर्जनासोबतच जमिनीमधून होणाऱ्या पाण्याचे बाष्पीभवनही माहिती करून (किंवा अंदाजे) घ्यावे लागते. कारण जमिनीतील पाण्याचे बाष्पीभवन हवामानावर विविध घटकांवर अवलंबून असते.

म्हणूनच ‘वनस्पती जल’ धारित सिंचन व्यवस्थापन करताना (म्हणजे पिकास पाणी किती व केव्हा द्यावे? हे ठरवताना) पिकास पाणी प्रत्यक्ष ज्या प्रक्रियेसाठी (प्रकाशसंश्लेषण व पर्णोत्सर्जन) आवश्यक त्यांचे व्यवस्थित मापन करणे गरजेचे आहे. त्याच सोबत वर दर्शविलेल्या काही बाबी निश्चित करून अशा प्रकारच्या प्रणाली विकसित करता येऊ शकतात.

२) डेंड्रोमीटर्स (Dendrometes)

- दिवसा सूर्यप्रकाश असल्यामुळे प्रकाशसंश्लेषण क्रिया सक्रिय होऊन, वनस्पतीच्या मुळांद्वारे जमिनीमधून शोषलेल्या पाण्याचे पर्णोत्सर्जन होते. पर्णोत्सर्जन क्रिया होत असताना पाणी जमिनीमधून मुळे, खोड, पर्ण इत्यादी मधून वाहत असल्याने, त्या त्या भागातील पेशी आक्रसल्या जातात. म्हणजेच मुळे, खोड व पर्ण आक्रसल्या जातात किंवा ते संकुचित होतात.

पण रात्रीचे वेळी पर्णोत्सर्जन क्रिया थांबलेली किंवा मंदावलेली असल्याने वनस्पतीच्या मुळाद्वारे शोषलेले पाणी खोडामध्ये व पर्णामध्ये पसरल्या जाऊन त्या त्या भागातील पेशी फुगतात. दिवसा आक्रसणे व रात्री फुगणे यामधील अधिकतम फरकास दैनिक संकोचन (Maximum Daily Shrinkage) असे संबोधतात.

जेव्हा जमिनीमध्ये पाण्याचा ओलावा जास्त असतो तेव्हा हे अधिकतम दैनिक संकोचन कमी असते. पाणी कमी झाल्यास हे अधिकतम दैनिक संकोचन जास्त असते. तसेच खोडाची दैनिक वाढ सुद्धा होत असते. जेव्हा जमिनीमध्ये पाण्याची कमतरता नसते तेव्हा दैनिक वाढ जास्त होते, तसेच पाण्याची कमतरता असते तेव्हा दैनिक वाढ सुद्धा कमी असते.

"अधिकतम दैनिक संकोचन" व "दैनिक वाढ" हे दोन्ही गुणधर्म जमिनीमध्ये उपलब्ध असलेल्या पाण्याच्या ओलाव्यावर अवलंबून असतात. त्यामुळे या दोन्ही गुणधर्माचा एकत्रित वापर पीक, मृद व हवामानाच्या इतर गुणधर्मा सोबत सिंचन व्यवस्थापनासाठी करता येतो.

- खोडाचे "अधिकतम दैनिक संकोचन" व "दैनिक वाढ" माहिती करून घेण्यासाठी दररोज खोडाचा व्यास मोजावा लागतो. डेंड्रोमीटर या संवेदकाद्वारे फुगणे व आक्रसणे या दोन्ही प्रक्रियेद्वारे खोडाच्या व्यासामध्ये होणारा सूक्ष्म बदल मोजला जातो. त्याद्वारे "अधिकतम दैनिक संकोचन" व "दैनिक वाढ" काढून सिंचन व्यवस्थापन ठरविल्या जाते.

- डेंड्रोमीटर हे उपकरण आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे वनस्पतीच्या खोडामध्ये स्थापित करता येते. तसेच डेंड्रोमीटर हे "इंटरनेट ऑफ थिंग्स" सक्षम असल्यामुळे प्रत्यक्ष परिस्थिती खोडाच्या व्यासातील सूक्ष्म बदल मोजल्या जाऊन त्या आधारे दैनिक संकोचन व दैनिक वाढ याची माहिती मिळते. त्यामुळे प्रत्यक्ष परिस्थितीमध्ये सिंचन व्यवस्थापन ठरविता येते.

- सध्याच्या परिस्थितीमध्ये ‘इंटरनेट ऑफ थिंग्स' सक्षम डेंड्रोमीटर सिंचन व्यवस्थापन प्रणाली ही प्रायोगिक अवस्थेत आहे. ही प्रणाली पूर्ण अवस्थेत आणण्यासाठी या प्रणालीच्या संदर्भातील विविध गुणधर्माची जसे की प्रत्येक पिकासाठी किती संकोचन झाल्यावर सिंचन देणे इत्यादीची माहिती उपलब्ध करणे आवश्यक आहे.

- "रस प्रवाह" व "डेंड्रोमीटर" ही संवेदके "इंटरनेट ऑफ थिंग्स" सक्षम असल्यामुळे प्रत्यक्ष परिस्थितीमध्ये वनस्पतीतील ओलाव्याच्या आधारे काटेकोर सिंचन व्यवस्थापन (पिकास पाणी किती व केव्हा द्यावे?) करता येऊ शकते.