వ్యవసాయం ఎంత అభివృద్ధి చెందినా, మట్టిలోకి “చూడడానికి” నాన్డ్స్ట్రక్టివ్ మార్గాల అవసరం ఉంది. US డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ ఎనర్జీ అడ్వాన్స్డ్ రీసెర్చ్ ప్రాజెక్ట్స్ ఏజెన్సీ-ఎనర్జీ (ARPA-E) ఈ అంతరాన్ని పరిష్కరించడానికి లారెన్స్ బర్కిలీ నేషనల్ లాబొరేటరీ (బర్కిలీ ల్యాబ్)కి $4.6 మిలియన్లను అందజేసింది, రైతులకు పంట దిగుబడిని పెంచడానికి ముఖ్యమైన సమాచారాన్ని అందించడంతోపాటు మట్టిలో కార్బన్ నిల్వను కూడా ప్రోత్సహిస్తుంది.
ఒక ప్రాజెక్ట్ మూల వ్యవస్థను చిత్రీకరించడానికి విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఉపయోగించాలని లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది, ఇది నిర్దిష్ట పరిస్థితులకు (కరువు వంటివి) అనుగుణంగా ఉండే మూలాలతో పంటల పెంపకాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది. ఇతర ప్రాజెక్ట్ మట్టిలోని కార్బన్ మరియు ఇతర మూలకాల పంపిణీని కొలవడానికి న్యూట్రాన్ స్కాటరింగ్ ఆధారంగా కొత్త ఇమేజింగ్ టెక్నిక్ను అభివృద్ధి చేస్తుంది.
బర్కిలీ ల్యాబ్ ఈ పోటీ అవార్డులను ARPA-E నుండి అందుకుంది రైజోస్పియర్ అబ్జర్వేషన్స్ ఆప్టిమైజింగ్ టెరెస్ట్రియల్ సీక్వెస్ట్రేషన్ (రూట్స్) ప్రోగ్రామ్, ఇది వాతావరణం నుండి కార్బన్ను బయటకు తీసి మట్టిలో నిల్వ చేసే పంటలను అభివృద్ధి చేయడానికి ప్రయత్నిస్తుంది - కార్బన్ నిక్షేపణ లోతు మరియు చేరడం 50 శాతం పెరగడానికి వీలు కల్పిస్తుంది, అలాగే నైట్రస్ ఆక్సైడ్ ఉద్గారాలను 50 శాతం తగ్గిస్తుంది మరియు నీటి ఉత్పాదకతను 25 శాతం పెంచుతుంది.
నేల కార్బన్ లోటు అనేక దశాబ్దాల పారిశ్రామిక వ్యవసాయం ఫలితంగా ఏర్పడిన ప్రపంచ దృగ్విషయం. నేలలు గణనీయమైన మొత్తంలో కార్బన్ను నిల్వ చేయగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, వాతావరణంలోని కార్బన్ డయాక్సైడ్ సాంద్రతలను తగ్గించడంతోపాటు నేల సంతానోత్పత్తి మరియు నీటి నిలుపుదలని కూడా మెరుగుపరుస్తాయి.
మొక్కల కోసం ఒక EEG
టోమోగ్రాఫిక్ ఎలక్ట్రికల్ రైజోస్పియర్ ఇమేజింగ్ (TERI) సాంకేతికత అభివృద్ధి, ఇది ARPA-E ద్వారా $2.3 మిలియన్లు అందించబడింది, బర్కిలీ ల్యాబ్ జియోఫిజిసిస్ట్ యుక్సిన్ వు నేతృత్వంలోని క్లైమేట్ & ఎకోసిస్టమ్ సైన్సెస్ విభాగంలో కూడా ఉంది. "మీరు మెదడు ఇమేజింగ్ లేదా EEG వంటి దాని గురించి ఆలోచించవచ్చు, ఇక్కడ మీ తలకు జోడించబడిన ఎలక్ట్రోడ్లు మెదడు తరంగ నమూనాలను రికార్డ్ చేయగలవు" అని వు చెప్పారు. "కొత్త సాంకేతికత మొక్కలకు EEG లాగా ఉంటుంది."
కాండంలోకి ఒక చిన్న విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని పంపడం ద్వారా, అది మూల వ్యవస్థ అంతటా ప్రయాణిస్తుంది, TERI మూలాలు మరియు నేల రెండింటి యొక్క విద్యుత్ ప్రతిస్పందనను గ్రహించి, మూల ద్రవ్యరాశి, ఉపరితల వైశాల్యం, లోతు మరియు మట్టిలో పంపిణీపై సమాచారాన్ని అందిస్తుంది. నేల ఆకృతి మరియు తేమపై డేటా మరియు కాలక్రమేణా ఈ వేరియబుల్స్ ఎలా మారుతాయి.
దీనికి విరుద్ధంగా, ల్యాబ్లో రూట్ విశ్లేషణకు ముందు "షవెలోమిక్స్" అనే మోనికర్ ద్వారా రూట్ లక్షణాలను అధ్యయనం చేసే సాధారణ విధానంలో పార మరియు నీటి బకెట్ కంటే ఎక్కువ ఉండదు. "మూలాలను వర్గీకరించడానికి ఇది చాలా శ్రమతో కూడుకున్న మరియు తక్కువ-నిర్గమాంశ పద్ధతి" అని వు చెప్పారు. “మరియు మీరు మూలాన్ని త్రవ్విన తర్వాత, మీరు పూర్తి చేసారు. మీరు కాలానుగుణంగా మార్పులను చూడలేరు.
వు ల్యాబ్లో ప్రాథమిక పరీక్షను ప్రారంభించింది. అనంతరం ఆయన సహకారంతో గోధుమ పంటలతో క్షేత్ర పరీక్షలు చేయనున్నారు శామ్యూల్ రాబర్ట్స్ నోబెల్ ఫౌండేషన్. ఓక్లహోమాలోని ఆర్డ్మోర్లో ఉన్న నోబుల్ ఫౌండేషన్ USలో అతిపెద్ద స్వతంత్ర వ్యవసాయ పరిశోధనా సంస్థ, ఇది 13,500 ఎకరాల కంటే ఎక్కువ వ్యవసాయ భూములను కలిగి ఉంది, ఇది రైతులు మరియు గడ్డిబీడులు ప్రాంతీయ ఉత్పాదకత మరియు భూమి నిర్వహణను పెంచడానికి పరిశోధనలు చేస్తోంది.
వూ మరియు అతని బృందం కూడా సబ్సర్ఫేస్ ఇన్సైట్లతో భాగస్వామ్యం కలిగి ఉన్నారు, ఇది జియోఫిజికల్ అప్లికేషన్ల కోసం సాఫ్ట్వేర్ డెవలప్మెంట్పై దృష్టి సారించే చిన్న వ్యాపారం.
నిర్దిష్ట లక్షణాలతో రూట్-ఫోకస్డ్ సాగుల పెంపకాన్ని వేగవంతం చేయడానికి పర్యావరణ వ్యవస్థ మోడలింగ్తో అనుసంధానించబడిన తదుపరి-తరం రూట్ ఫినోటైపింగ్ సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేయడం ప్రాజెక్ట్ యొక్క లక్ష్యం; ఉదాహరణకు, మెరుగైన వాతావరణ స్థితిస్థాపకత మరియు తక్కువ నీరు మరియు తక్కువ ఎరువుల పరిస్థితులకు మంచి సహనం. అంతిమంగా, ఈ సాధనం మట్టికి కార్బన్ ఇన్పుట్ను పెంచుతూ దిగుబడిని పెంచడంలో సహాయపడుతుంది.
న్యూట్రాన్ల నుండి గామా కిరణాల వరకు కార్బన్ డిటెక్షన్ వరకు
రెండవ ప్రాజెక్ట్లో, $2.3 మిలియన్లను కూడా ప్రదానం చేశారు, అరుణ్ పెర్సాడ్ నేతృత్వంలోని బర్కిలీ ల్యాబ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు యాక్సిలరేటర్ టెక్నాలజీ & అప్లైడ్ ఫిజిక్స్ (ATAP) విభాగం అస్థిర న్యూట్రాన్ స్కాటరింగ్ ద్వారా మట్టి రసాయన శాస్త్రాన్ని, భంగం కలిగించకుండా విశ్లేషించడానికి ఒక పరికరాన్ని నిర్మిస్తుంది. "జనరేటర్ మట్టిలోకి న్యూట్రాన్లను పంపుతుంది" అని పెర్సాడ్ చెప్పారు. "ప్రతి న్యూట్రాన్ మట్టిలోని పరమాణువులతో చర్య జరిపి గామా కిరణాన్ని ఉత్పత్తి చేయగలదు, దీనిని మనం గామా డిటెక్టర్తో భూగర్భంలో గుర్తించగలము. అప్పుడు మేము గామా యొక్క శక్తిని కొలుస్తాము మరియు దాని నుండి అది ఎలాంటి అణువు అని మీరు చెప్పగలరు; ఉదాహరణకు కార్బన్ లేదా ఇనుము లేదా అల్యూమినియం."
కార్గోలో పేలుడు పదార్థాలు మరియు ఇతర పదార్థాలను గుర్తించడం వంటి హోమ్ల్యాండ్ సెక్యూరిటీ అప్లికేషన్లలో ప్రస్తుతం ఇదే విధమైన సాంకేతికత ఉపయోగించబడుతుంది మరియు ఇది బర్కిలీ ల్యాబ్లో దీర్ఘకాల పరిశోధనా ప్రాంతం.
"ఈ సాంకేతికత మట్టిలో ఎంత కార్బన్ ఉందో కొలవడమే కాకుండా కొన్ని సెంటీమీటర్ల ప్రాదేశిక రిజల్యూషన్తో కూడా చేయగలదు" అని ATAP డైరెక్టర్ విమ్ లీమాన్స్ చెప్పారు.
నేల లక్షణాలను విశ్లేషించడానికి ప్రస్తుత సాంకేతికతలకు భిన్నంగా, ఈ సాంకేతికత క్షేత్రంలో ఉపయోగించబడుతుందని మరియు మట్టికి భంగం కలిగించకుండా స్థలం మరియు సమయంపై మార్పులను కొలవగలదని ersaud చెప్పారు. ప్రామాణిక పద్ధతులలో ఇప్పుడు మట్టి కోర్లను డ్రిల్లింగ్ చేయడం మరియు వాటిపై రసాయన విశ్లేషణలను ల్యాబ్లో చేయడం వంటివి ఉంటాయి, ఇది ఒకే నేల యొక్క పునరావృత కొలతలను అనుమతించదు మరియు పెద్ద ప్రాంతాలలో ఆచరణాత్మకమైనది కాదు.
ATAP భౌతిక శాస్త్రవేత్త బెర్న్హార్డ్ లుడ్విగ్ట్తో కలిసి, న్యూట్రాన్ జనరేటర్ను అభివృద్ధి చేయడానికి పెర్సాడ్ అడెల్ఫీ టెక్నాలజీ ఇంక్.తో కలిసి పని చేస్తుంది. ఫలితంగా ఏర్పడే వ్యవస్థ చివరికి ఒక మొబైల్ పరికరం రూపాన్ని తీసుకోవచ్చు, అది రైతు క్షేత్రంలో సిటు కొలతలను తీసుకుంటుంది.
- జూలీ చావో, యూనివర్సిటీ ఆఫ్ కాలిఫోర్నియా
మూలం: యూనివర్సిటీ ఆఫ్ కాలిఫోర్నియా