संसाधनों का संरक्षण करते हुए फसल की पैदावार में सुधार: पीएचडी की छात्रा जूलिया सोकोल ड्रिप सिंचाई तकनीक विकसित करने में मदद कर रही हैं जो किसानों को पानी और ऊर्जा बचाने में मदद करती हैं

जब ग्रह के स्वास्थ्य की बात आती है, कृषि और खाद्य उत्पादन एक बहुत बड़ी भूमिका निभाते हैं. संयुक्त राष्ट्र के खाद्य और कृषि संगठन के अनुसार, अंदाज़न 37 दुनिया भर में भूमि का प्रतिशत कृषि और खाद्य उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है, तथा 11 पृथ्वी की भूमि सतह का प्रतिशत विशेष रूप से फसल उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है. कृषि को अधिक टिकाऊ और कुशल बनाने के तरीके खोजना न केवल पर्यावरण के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि वैश्विक खाद्य आपूर्ति के लिए भी.

स्नातक छात्रा जूलिया सोकोल एमआईटी के ग्लोबल इंजीनियरिंग एंड रिसर्च में ड्रिप सिंचाई को सस्ता और अधिक कुशल बनाने पर काम कर रही है (गियर) प्रयोगशाला. श्रेय: टोनी पल्सोन

जूलिया सोकोल किसी भी खेत से बहुत दूर पली बढ़ीं. रूस में पैदा हुआ, सोकोल और उसका परिवार तब चले गए जब वह थीं 10 न्यूयॉर्क शहर से वर्षों पुराना, जहां उनके पिता संयुक्त राष्ट्र के लिए काम करते थे. इन दिनों, तथापि, सोकोल, मैकेनिकल इंजीनियरिंग में पीएचडी छात्र, अपना काफी समय खेती के बारे में सोचने में बिताती हैं. पिछले दो साल से, सोकोल एमआईटी के ग्लोबल इंजीनियरिंग एंड रिसर्च में ड्रिप सिंचाई परियोजना पर काम कर रहा है (गियर) प्रयोगशाला.

हार्वर्ड विश्वविद्यालय से मैकेनिकल इंजीनियरिंग में स्नातक की उपाधि प्राप्त करने के बाद, सोकोल ने उद्योग में कुछ समय बिताया, पहली बार शलम्बरगर में एक शोध सहायक के रूप में, फिर एक छोटी स्थिरता परामर्श फर्म में काम करना. एक मजबूत तकनीकी आधार चाहते हैं, उसने ग्रेजुएट स्कूल के लिए एमआईटी में आवेदन किया.

During her master’s program, सोकोल ने कोर्स किया 2.76 (ग्लोबल इंजीनियरिंग), जिसे GEAR लैब के एसोसिएट प्रोफेसर और प्रमुख अन्वेषक द्वारा पढ़ाया गया था, अमोस विंटर. पानी से संबंधित मुद्दों में रुचि विकसित करना, सोकोल ने GEAR लैब की ऊर्जा कुशल ड्रिप सिंचाई परियोजना पर विंटर के साथ काम करने के अवसर का लाभ उठाया.

“मैं इस परियोजना में शामिल होने के लिए वास्तव में उत्साहित था,सोकोल कहते हैं. "यह द्रव यांत्रिकी और सिस्टम डिजाइन में मौलिक अनुसंधान में मेरी रुचि के साथ स्थिरता के लिए मेरे जुनून को पूरी तरह से जोड़ता है।"

बाढ़ सिंचाई के बजाय - जिसमें खेत में बाढ़ लाने के लिए एक स्रोत से पानी पंप किया जाता है - ड्रिप सिंचाई में एक केंद्रीय पंप होता है जो पानी को पाइपों के नेटवर्क के माध्यम से ले जाता है. पाइपों से जुड़े एमिटर पूरे क्षेत्र में समान रूप से पानी छोड़ते हैं, बाढ़ सिंचाई की तुलना में फसल की पैदावार अधिक होती है और पानी की खपत कम होती है.

“ड्रिप सिंचाई का लक्ष्य कम प्रवाह दर पर पानी उपलब्ध कराना है ताकि जड़ें वास्तव में इसे तुरंत अवशोषित करना शुरू कर सकें, इसके बजाय यह वाष्पित हो रहा है या वापस जलभृत में समा रहा है,सोकोल बताते हैं.

ड्रिप सिंचाई में उपयोग किए जाने वाले उत्सर्जक पानी को समान रूप से फैलाते हैं, बाढ़ सिंचाई के विपरीत, जिससे अक्सर फसलों में पानी भर जाता है. “इन ड्रिप उत्सर्जकों को पूरे क्षेत्र में एक समान प्रवाह दर प्रदान करने की आवश्यकता है ताकि सभी फसलों को समान मात्रा में पानी मिले,सुज़ैन एमरोज़ कहती हैं, GEAR लैब में एक शोध वैज्ञानिक.

शोध दल ने सबसे पहले इन उत्सर्जकों की ज्यामितीय विशेषताओं पर ध्यान केंद्रित किया. उन्होंने एक गणितीय मॉडल विकसित किया जिसमें बताया गया कि ज्यामितीय विशेषताएं उनके अंदर की झिल्लियों के साथ कैसे संपर्क करती हैं. इस मॉडल के आधार पर, उन्होंने फसलों तक सही दर पर पानी के प्रवाह को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक न्यूनतम दबाव प्राप्त करने के लिए उत्सर्जकों को अनुकूलित किया.

वाणिज्यिक उत्सर्जकों को न्यूनतम सक्रियण दबाव की आवश्यकता होती है 1 फसलों के लिए निरंतर प्रवाह दर प्रदान करने के लिए बार. टीम द्वारा उत्सर्जक के अंदर किए गए परिवर्तनों के लिए धन्यवाद, उन्होंने सक्रियण दबाव को केवल कम कर दिया 0.15 छड़. ड्रिपर्स को सक्रिय करने के लिए आवश्यक दबाव में इस कमी से केंद्रीय पंप को संचालित करने के लिए आवश्यक शक्ति आधी हो गई.

“दबाव कम करने से कुल मिलाकर सिस्टम की लागत कम हो जाती है, जो किसान के लिए फायदेमंद है, और निश्चित रूप से यह ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने में भी मदद करता है,सोकोल कहते हैं.

ऑफ-ग्रिड ड्रिप सिंचाई प्रणालियों के लिए जो सौर ऊर्जा के माध्यम से संचालित होती हैं, नए उत्सर्जकों के उपयोग से किसान की लागत कम हो सकती है 40 प्रतिशत. “विकासशील देशों के किसानों के लिए, यह लागत बचत जल संरक्षण और उपज बढ़ाने वाली तकनीक की बाधा को कम करती है,“अम्रोज़ कहते हैं.

टीम ने मोरक्को और जॉर्डन में कई फ़ील्ड परीक्षण किए हैं, जहां वे नए डिजाइन किए गए उत्सर्जकों और अनुकूलित सिंचाई प्रणाली का परीक्षण करने के लिए एनजीओ भागीदारों और निजी किसानों के साथ काम करते हैं.

"इन क्षेत्रीय परीक्षणों से सबसे बड़ी सीख यह मिली कि फसलों को प्रवाह दर की उच्च एकरूपता प्रदान करते हुए हमारी प्रणाली ने ऊर्जा और लागत को कितना कम किया,सोकोल बताते हैं.

अमरोज़ के अनुसार, सोकोल इन उत्सर्जकों के विकास और परीक्षण में सहायक रहा है. “वह पूरा पैकेज लाती है - वह एक उत्कृष्ट डिजाइनर है, वह हार्डवेयर फिक्सिंग के क्षेत्र में हो सकती है, और वह सैद्धांतिक रूप से भी अविश्वसनीय रूप से अच्छी है, मॉडलों के साथ काम करना,अमरोज़ कहते हैं.

सोकोल और GEAR लैब टीम उत्सर्जकों के डिज़ाइन में सुधार करना जारी रखेगी जिससे लागत कम होगी, संसाधनों का संरक्षण करें, और फसल की पैदावार में सुधार होगा. उनका शोध जैन इरिगेशन सिस्टम्स और यूएसएआईडी द्वारा वित्त पोषित है.

“वैश्विक जनसंख्या बढ़ती जा रही है, इसलिए हमें अधिक कृषि उत्पादकता की आवश्यकता है,सोकोल कहते हैं. “हमारा ध्यान इसी पर है - ऐसा करना, विशेषकर विकासशील क्षेत्रों में।”

स्रोत: एचटीटीपी://news.mit.edu, मैरी बेथ ओ'लेरी द्वारा