কার্বন ডটস: কৃষি ক্ষেত্রে সম্ভাবনা

অতিথি লেখক:
ড. রিপন সিকদার,
ডেপুটি প্রোগ্রাম ডিরেক্টর (সীড), PARTNER, বিএডিসি।

জলবায়ু পরিবর্তনজনিত বিপর্যয় ও কৃষি’র উৎপাদনশীলতা এর মধ্যে ভারসাম্য রক্ষা বর্তমান শতাব্দীর একটি বড় চ্যালেঞ্জ। বৈশ্বিক কৃষি উৎপাদন বর্তমানে একটি অন্যতম চ্যালেঞ্জ  যা খাদ্য নিরাপত্তা এবং টেকসই কৃষি পরিবেশ উভয়কেই হুমকির মুখে ফেলেছে। রোগ, কীটপতঙ্গ, খরা, লবণাক্ততা এবং ভারী ধাতুর বিষাক্ততার মতো জৈব ও অজৈব অভিঘাতসমূহের কারণে বিশ্বব্যাপী ফসলের ক্ষতি প্রায় ২০-৪০%, যার বার্ষিক আর্থিক মূল্য প্রায় ২২০ বিলিয়ন মার্কিন ডলার। জলবায়ু পরিবর্তনের প্রভাবে এই চ্যালেঞ্জগুলি আরও প্রকট হচ্ছে  এবং জলবায়ু পরিবর্তনজনিত বিপর্যয় ও কৃষি’র উৎপাদনশীলতা এর মধ্যে ভারসাম্য রক্ষা করা দুরূহ হয়ে পড়ছে। টেকসই উন্নয়ন লক্ষ্যমাত্রা (SDG)  এর অভীষ্ট নং-২ এ ২০৩০ সালের মধ্যে “ক্ষুধার অবসান, খাদ্য নিরাপত্তা ও উন্নত পুষ্টিমান অর্জন এবং টেকসই কৃষির প্রসার” নিশ্চিত করার প্রতিও গুরুত্বারোপ করা হয়েছে। 

জাতিসংঘের হিসাবে, ২০৫০ সালের মধ্যে বিশ্বের জনসংখ্যা ৯.৭ বিলিয়ন এবং ২১০০ সালের মধ্যে ১১.০ বিলিয়নে পৌঁছানোর পূর্বাভাস রয়েছে। এই ক্রমবর্ধমান জনসংখ্যার খাদ্য চাহিদা মেটাতে কৃষি জমির সম্প্রসারণ ছাড়াই বৈশ্বিক কৃষি উৎপাদন ৭০% থেকে ১১০% বৃদ্ধি করা অপরিহার্য। প্রচলিত কৃষি পদ্ধতি, বিশেষ করে মৃত্তিকা উর্বরতা হ্রাস, মুখ্য ও গৌণ্য পুষ্টি উপাদানের ঘাটতি, মৃত্তিকা পানি ধারণক্ষমতা হ্রাস, অসম সেচব্যবস্থাপনা, রাসায়নিক সার, কীটনাশক ও আগাছানাশকের ব্যবহার, এবং মাটিতে ভারী ধাতব পদার্থের উপস্থিতি কৃষিতে গুরুতর ঝুঁকি তৈরি করছে।

 ক্রমবর্ধমান জনসংখ্যার খাদ্য চাহিদা মেটাতে কৃষির উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধিও একটি বিরাট হুমকি। যদিও বিভিন্ন কৃষিতাত্ত্বিক কলা-কৌশল এবং জিন প্রকৌশল (Genetic Engineering) এর মাধ্যমে কৃষিজ উৎপাদন বাড়ানো সম্ভব হয়েছে কিন্তু এ কলাকৌশলগুলি ব্যয়বহূল, শ্রমসাধ্য, সময়সাপেক্ষ এবং অনেক সময় জেনেটিক্যালি মডিফাইড (GMO) খাদ্য এর সাথে স্বাস্থ্য ঝুঁকিও বিদ্যমান। ন্যানো টেকনোলজি কৃষিতে বিপ্লব ঘটিয়েছে এবং কৃষিকে করে তুলেছ আরও দক্ষ, সহনশীল এবং টেকসই। বছরের পর বছর ধরে, টেকসই কৃষির জন্য গবেষকগণ কার্বন ন্যানো মেটেরিয়ালস নিয়ে অনেক গবেষণা করেছেন এবং গবেষণা চলমান। জৈব সামঞ্জস্যতা (Biocompatibility), পরিবেশবান্ধব ও ব্যয় সাশ্রয়ী হওয়ার কারণে কৃষিতে কার্বন ন্যানো মেটেরিয়ালস গুলোর মধ্যে কার্বন ডটস (সি-ডটস) এর ব্যবহার ও গ্রহণযোগ্যতা দিনদিন বৃদ্ধি পাচ্ছে। সি-ডটস কার্বন ন্যানোমেটেরিয়ালস পরিবারের অর্ন্তগত প্রতিপ্রভা (Fluorescence) বৈশিষ্ট্য সম্পন্ন অতি ক্ষুদ্র ন্যানোপার্টিকেল (<১০ ন্যানোমিটার) যা উদ্ভিদের বিভিন্ন শারীরতাত্ত্বিক কার্যক্রম যেমন- সালোকসংশ্লেষণের হার বৃদ্ধি, পুষ্টি গ্রহণ, নাইট্রোজেন ফিক্সেশন, জৈব ও অজৈব অভিঘাত সহনশীলতা বৃদ্ধির মাধ্যমে টেকসই ফসল উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ন ভূমিকা পালন করে। সি-ডটস অন্যান্য ন্যানোমেটেরিয়ালস যেমন-ক্যাডমিয়াম/সীসা, মেটাল অক্সাইড ইত্যাদি থেকে অধিক ফটোস্ট্যাবিলিটি, Higher quantum yield এবং তুলনামূলকভাবে কম বিষাক্ত। 

চিত্র: টেকসই কৃষিতে কার্বন ডটস এর ভূমিকা। জৈব উপাদান থেকে তৈরি ক্ষুদ্র কার্বন ডটস উদ্ভিদের বৃদ্ধি, পুষ্টি গ্রহণ ও মাটিতে নাইট্রোজেন ধরে রাখতে সহায়তা করে। এটি কীটপতঙ্গ, খরা, লবণাক্ততা ও ভারী ধাতুর মতো জলবায়ুগত অভিঘাত মোকাবিলায় কার্যকর, যা টেকসই কৃষি ও এসডিজি ২ “Zero Hunger” লক্ষ্য অর্জনে সহায়ক। 

ক্রমবর্ধমান বৈশ্বিক জনসংখ্যা, জলবায়ু পরিবর্তনের প্রভাব এবং প্রচলিত কৃষি পদ্ধতিতে “গেম-চেঞ্জার প্রযুক্তি” হিসেবে ন্যানোটেকনোলজি গুরুত্বপূর্ন অবদান রাখছে। ন্যানোটেকনোলজি কৃষির বিভিন্ন ক্ষেত্রে (যেমন-ন্যানো ফার্টিলাইজার,  জৈব ও অজৈব অভিঘাত নিয়ন্ত্রণ, ফাইটোপ্যাথোজেন সনাক্তকরণ ইত্যাদি) ব্যবহার করা হচ্ছে। সি-ডটস একটি নতুন শ্রেণির ন্যানোমেটেরিয়াল হিসাবে কৃষি সহ অন্যান্য খাতে ব্যবহৃত হচ্ছে, যার লক্ষ্য খাদ্য উৎপাদন বৃদ্ধি এবং একই সাথে জলবায়ু পরিবর্তনজনিত বিপর্যয় এর মধ্যে ভারসাম্য আনয়ন। কৃষিতে এর বিস্তারিত ব্যবহার নিম্নে আলোচনা  করা হলো। 

বীজের অংকুরোদগম বৃদ্ধিতে কার্বন ডটস

বীজের অঙ্কুরোদগম উদ্ভিদ বৃদ্ধির প্রথম এবং সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধাপ। সি-ডটস এর জলীয় দ্রবণে শোধন করা ধান ও গমের বীজের অংকুরোদগমের হার তুলনামূলকভাবে বেশি পাওয়া গেছে। বীজের অংকুরোদগম, বৃদ্ধি, বিকাশ এবং ভালো ফলনের জন্য পানি, পুষ্টি উপাদান শোষণ এবং আত্তীকরণ খুবই গুরুত্বপূর্ণ। সি-ডটস বীজের শক্ত আবরণ ভেদ করে ভিতরে ঢুকতে পারে যা পানির অনুপ্রবেশ রোধ করে বীজের পানি শোষণ ও অংকুরোদগম প্রক্রিয়াকে সহজতর করে এবং বীজের জীবনীশক্তি বৃদ্ধি করে। বীজের অংকুরোদগম, শিকড়ের বৃদ্ধি, বীজের আর্দ্রতা ধারণক্ষমতা, এবং চারার দৈর্ঘ্য সি-ডটসের পৃষ্ঠের হাইড্রোফিলিক গ্রুপ (যেমন- হাইড্রোক্সিল ও কার্বক্সিল) এর উপর নির্ভর করে। সি-ডটসের পৃষ্ঠের হাইড্রোফিলিক গ্রুপ পানির অনুকে ধরে রাখতে সহায়তা করে এবং এই পানি উদ্ভিদ দ্বারা শোষিত হয়; পরিমাণমত পানির শোষণ বীজের অংকুরোদগম এবং উদ্ভিদের বৃদ্ধিকে ত্বরান্বিত করে। অধিকন্তু, সি-ডটস অংকুরোদগমের জন্য অত্যন্ত প্রয়োজনীয় অ্যাকুয়াপরিন নামক জীন এর এক্সপ্রেশন বৃদ্ধির মাধ্যমে মৃত্তিকা পিএইচ কমিয়ে পানি ও পুষ্টি উপাদান শোষণে সাহায্য করে এবং মৃত্তিকাস্থ অণুজীবের কার্যক্রমকে ত্বরান্বিত করে।  

সি-ডটস এর হাইড্রোক্সিল ও কার্বক্সিল গ্রুপ উদ্ভিদের বৃদ্ধি ও বিকাশের জন্য প্রয়োজনীয় বিভিন্ন পুষ্টি উপাদানসমূহকে (যেমন-পাটাসিয়ম, ক্যালমিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম, কপার, জিংক, ম্যাংগানিজ, আয়রণ ইত্যাদি) শোষণেও সহায়তা করে থাকে। পুষ্টি উপাদানগুলি সি-ডটস এর পৃষ্ঠে হাইড্রফিলিক গ্রুপের সাথে হাইড্রোজেন বন্ডিং এবং ইলেকট্রোস্ট্যাটিক মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে সংযোগ স্থাপন এর মাধ্যমে পুষ্টি উপাদানগুলিকে শোষণ করতে সাহায্য করে। সি-ডটস যখন উদ্ভিদের দেহে প্রবেশ করে তখন পুষ্টি সমূহের আয়নের ঘনত্ব বৃদ্ধি পায় এবং পুষ্টি উপাদানগুলি জাইলেম থেকে স্থায়ী ও ধীরে ধীরে নি:সরণ হওয়ার এটি একটি অন্যতম কারণ। সি-ডটস ব্যবহারের ফলে অ্যারাবিডপসিস নামক উদ্ভিদে পুষ্টি আয়নের পরিমাণ কন্ট্রোল উদ্ভিদ থেকে বৃদ্ধি পেয়েছে । উদাহরণস্বরুপ বলা যায়- ধনিয়াতে ৪০ মি.গ্রা/লি এবং লেটুসে ০.০২ মি.গ্রা/মিলি সি-ডটস ব্যবহারের ফলে পটাসিয়াম, ক্যালসিয়াম, ম্যাগনেসিয়াম, ফসফরাস, ম্যাংগানিজ ও আয়রণের পরিমাণ ৬৪.৩%, ২১.০%, ২৬.২%, ১২.৮%, ৫৬.০%, ও ১২৫% এবং নাইট্রোজেন, ফসফরাস ও পটাসিয়াম এর পরিমাণ ৪.৪%, ১০.৮% ও ১৬.৫% বৃদ্ধি পেয়েছে যথাক্রমে। 

মৃত্তিকায় প্রচুর পরিমাণে কার্বন বিদ্যমান থাকে এবং সি-ডটস অন্যান্য সাধারণ ন্যানোমেটেরিয়ালস থেকে অনেকটা পরিবেশবান্ধব। এটি মাটিতে প্রয়োগের ফলে মাটির ইলেকট্রিক্যাল কন্ডাকটিভিটি (ইসি) বৃদ্ধি পায় যা মাটিতে বায়োকার্বনেটস এর পরিমাণ বৃদ্ধি করে। এর ফলে মাটির মুখ্য উপাদান যেমন-নাইট্রোজেন, ফসফরাস ও পটাসিয়াম এর শোষণ বৃদ্ধি পায়। অধিকন্তু, এটি মাটিতে নাইট্রজিনেজ এবং নাইট্রজেন ফিক্সেশন ব্যাকটেরিয়ার কার্যক্ষমতা বৃদ্ধির মাধ্যমে বায়োক্যাটালাইটিক প্রক্রিয়ায় ইলেকট্রন ট্রান্সফারের পরিমাণ বৃদ্ধি করে যা জমিতে নাইট্রোজেনের পরিমাণ বৃদ্ধি করতে সহায়তা করে। 

সালোকসংশ্লেষন বৃদ্ধিতে কার্বন ডটস

সালোকসংশ্লেষণ উদ্ভিদের বৃদ্ধি, বিকাশ, ফলন এবং বায়োমাস তৈরীর জন্য একটি অতি প্রয়োজনীয় রাসায়নিক প্রক্রিয়া যেখানে আলোক শক্তি বিদ্যুৎ শক্তিতে এবং বিদ্যুৎ শক্তি রাসায়নিক শক্তিতে রুপান্তরিত হয়ে উদ্ভিদ তার নিজের খাদ্য তৈরী করে। সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ায় আলোর শোষণ, ইলেকট্রন ট্রান্সফার, ফটোফসফোরাইলেশন, কার্বন এসিমিলেশন, ও গুরুত্বপূর্ণ রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটে থাকে। গবেষনায় দেখা গেছে, উদ্ভিদ তার বায়োমাসের প্রায় ৯০ ভাগ সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়ার মাধ্যমে তৈরী করে। সি-ডটস উদ্ভিদের এই গুরুত্বপূর্ণ শারীরতাত্ত্বিক প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করতে সাহায্য করে। সি-ডটস সাধারণত আল্ট্রভায়োলেট রিজিয়ন এর (২০০-৪০০ ন্যানোমিটার) আলোকরশ্মি শোষণ করে। সি-ডটস আবার ইলেকট্রন দাতা ও গ্রহীতা উভয় হিসেবেই কাজ করে। অ্যামাইন বৈশিষ্ট্য সম্পন্ন সি-ডটস ক্লোরোপ্লাস্টের এর পৃষ্ঠদেশে শক্তিশালী ভাবে লেগে থাকে যা সালোকসংশ্লেষণের রাসায়নিক বিক্রিয়ার ইলেকট্রন ট্রান্সফার চেইন পাথওয়ের কার্যক্রমকে ত্বরান্বিত করে এবং এভাবেই সামগ্রিক সালোকসংশ্লেষণ প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে। উদাহরণস্বরূপ বলা যায়, ৫ মি:গ্রা/লি নাইট্রোজেন ডোপড সি-ডটস ভুট্টার সালোকসংশ্লেষণ এর হার ২১.৫% বৃদ্ধি করেছে। অন্য এক গবেষণায় দেখা গেছে, সি-ডটস এর ব্যবহার ভুট্টাতে লাইট কনভারসন রেট, ইলেকট্রন সরবরাহের হার, ক্লোরোফিলের পরিমাণ, এটিপি সিনথেজ কার্যক্রম, এবং এনএডিপিএইচ সিনথেসিস এর কার্যক্রম উল্লেখযেগ্যেভাবে বৃদ্ধি করেছে। অধিকন্তু, সি-ডটস উল্লেখযেগ্যেভাবে ধানের চারায় ক্লোরোফিল সিনথেজ এবং ক্লোরোফিল এনজাইম নামক জীনের কার্যক্রম বৃদ্ধির মাধ্যমে ক্লোরোফিল সিনথেসিস এবং কার্বন ডাইঅক্সাইড এসিমিলেশনের পরিমাণ বৃদ্ধি করেছে। এভাবে ধান, মুগ, অ্যারাবিডপসিস সহ অন্যান্য ফসলে সি-ডটস ব্যবহারের ফলে রুবিসকো নামক এনজাইমের কার্যক্রম বৃদ্ধির মাধ্যমে সালোকসংশ্লেষণের পরিমাণ উল্লেখযোগ্য হারে বৃদ্ধি পেয়েছে যা তাদের ফলনের উপর ধনাত্বক প্রভাব ফেলেছে। পরিশেষে বলা যায়, সি-ডটস  সালোকসংশ্লেষণ এ কৃত্রিমভাবে সহায়তা প্রদান করে যা উদ্ভিদের উচ্চতা, বায়োমাস বৃদ্ধি, পাতার আয়তন, স্টোমাটাল কনডাক্টটেন্স, রুবিসকো কার্যক্রম, এটিপি, এনএডিপি, পিএস-১, পিএস-২ কার্যক্রমের হার বৃদ্ধি, এবং ইলেকট্রন ট্রান্সফার চেইন সহ সালোকসংশ্লেষণ সংক্রান্ত অধিকাংশ কার্যক্রম ত্বরান্বিত করে যা উদ্ভিদের দেহে শর্করা বৃদ্ধির মাধ্যমে ফলন বৃদ্ধি নিশ্চিত করে।   

অজৈব অভিঘাত প্রশমনে কার্বন ডটস

সি-ডটস একটি গুরুত্বপূর্ণ ন্যানোমেটেরিয়াল, যা উদ্ভিদের বিভিন্ন অজৈব অভিঘাত, যেমন- লবণাক্ততা, খরা, ভারী ধাতু, ও অধিক তাপমাত্রা প্রশমনে কার্যকর ভূমিকা পালন করে এবং এদের প্রভাব শারীরবৃত্তীয় ও কোষীয় স্তরে বৈজ্ঞানিকভাবে প্রমাণিত। ক্ষুদ্র আকার ও উচ্চ পৃষ্ঠতল এর কারনে সি-ডটস উদ্ভিদের কোষপ্রাচীর ও প্লাজমা মেমব্রেন খুব সহজে অতিক্রম করতে পারে যেখানে তারা রিঅ্যাকটিভ অক্সিজেন স্পেসিস (ROS) স্ক্যাভেঞ্জিং করে উদ্ভিদের অক্সিডেটিভ স্ট্রেস কমায়। লবণাক্ততা ও খরার ক্ষেত্রে সি-ডটস উদ্ভিদের অ্যাবসিসিক এসিড সংশ্লেষণকে উদ্দীপিত করে পাতার স্টোমা বন্ধের মাধ্যমে পানিধারণ ক্ষমতা বৃদ্ধি করে যা প্রস্বেদন কমাতে সাহায্য করে। একইসাথে সি-ডটস প্রোলিন, গ্লুটাথায়োন, ও সলিউবল সুগার এর পরিমাণ বাড়িয়ে অসোমোটিক সমতা বজায় রাখে। ভারী ধাতুর উপস্থিতিতে সি-ডটস ধাতব আয়নের সঙ্গে চিলেট বা বন্ধনী গঠন করে তাদের কোষে প্রবেশ রোধ করে এবং উদ্ভিদের মেটালোথায়োনিনস (Metallothioneins) ও ফাইটোচিলেটিনস (Phytochelatins) সংশ্লেষণকে উদ্দীপিত করে ডিটক্সিফিকেশন প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে। অধিক তাপমাত্রায় সি-ডটস ক্লোরোপ্লাস্টে প্রবেশ করে ডি১ নামক প্রোটিনের ক্ষয় রোধ করে এবং ফটোসিস্টেম-২ (Photosystem II) এর কার্যকারিতা বজায় রাখে, যার ফলে ফটোসিন্থেটিক ইলেকট্রন ট্রান্সপোর্ট সিস্টেম সক্রিয় থাকে। উপরন্তু, সি-ডটস উদ্ভিদের জিন অভিব্যক্তিতে প্রভাব ফেলে, যেমন-হিট শক প্রোটিন, আ্যকুয়াপরিনস এবং অ্যান্টিঅক্সিডেটিভ জীন এর প্রতিরক্ষা ব্যবস্থাকে শক্তিশালী করে। এইসব বহুমাত্রিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সিডি’স অজৈব অভিঘাত প্রশমনে একটি সম্ভাবনাময়, পরিবেশবান্ধব এবং টেকসই প্রযুক্তি হিসেবে বিবেচিত হচ্ছে, যা কৃষি উৎপাদনশীলতা ও জলবায়ু অভিযোজন কৌশলে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখতে পারে।

জৈব অভিঘাত প্রশমনে কার্বন ডটস

জৈব অভিঘাত, বিশেষ করে বিভিন্ন রোগ সৃষ্টিকারী ব্যাকটেরিয়া, ছত্রাক, ভাইরাস এবং অন্যান্য প্যাথোজেন দ্বারা সৃষ্ট সংক্রমণ, ফসলের উৎপাদন ও গুণগত মান হ্রাসের একটি অন্যতম প্রধান কারণ। প্রচলিত পদ্ধতিতে এইসব রোগ নিয়ন্ত্রণের জন্য রাসায়নিক ছত্রাকনাশক ও ব্যাকটেরিওসাইড ব্যবহার করা হয়, যা পরিবেশ দূষণ, মৃত্তিকা উর্বরতা এবং পোকামাকড় প্রতিরোধী ক্ষমতা বৃদ্ধির মতো সমস্যা সৃষ্টি করে। সি-ডটস এই চ্যালেঞ্জ মোকাবিলায় একটি উদ্ভাবনী ও পরিবেশ-বান্ধব প্রযুক্তি হিসেবে কার্যকরী ভূমিকা পালন করছে।  গবেষণায় দেখা গেছে যে, সি-ডটস এর অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল বৈশিষ্ট্য সরাসরি প্যাথোজেনের কোষ প্রাচীর ধ্বংস করতে বা তাদের বিপাকীয় প্রক্রিয়ায় বাধা সৃষ্টি করতে সক্ষম। এগুলি উদ্ভিদের মধ্যে রোগ প্রতিরোধ ব্যবস্থাকে উন্নত করার মাধ্যমে প্রতিরক্ষামূলক এনজাইমের কার্যকলাপ বৃদ্ধি করে এবং এ সম্পর্কিত জিনের অভিব্যক্তি ত্বরান্বিত করতে সাহায্য করে। উদাহরণস্বরূপ, নাইট্রোজেন-ডোপড সি-ডটস Fusarium graminearum (যা ফসলে ফিউজারিয়াম হেড ব্লাইট রোগ সৃষ্টি করে) নামক ক্ষতিকর ছত্রাক ৫০% এরও বেশি হারে নিয়ন্ত্রণ করতে সক্ষম। আবার টমেটো গাছে সি-ডটস প্রয়োগের পর প্যাথোজেন আক্রমণ হলে, গাছটিতে বিভিন্ন প্রতিরক্ষামূলক এনজাইম (যেমন-Phenylalanine Ammonia Lyase (PAL), Peroxidase (POD), Polyphenol Oxidase (PPO), Catalase (CAT) ইত্যাদি) এর কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্য হারে বৃদ্ধি পায়। এই এনজাইমগুলো দ্রুত প্রতিরক্ষা সংক্রান্ত যৌগ যেমন-ফাইটোঅ্যালেক্সিন সংশ্লেষণের মাধ্যমে উদ্ভিদের কোষ প্রাচীর শক্তিশালী করে। এই বহুমুখী প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সি-ডটস টেকসই এবং পরিবেশ-বান্ধব কৃষি ব্যবস্থাপনায় জৈব অভিঘাত প্রশমনে একটি কার্যকর ও নিরাপদ পদ্ধতি হিসেবে স্বীকৃতি লাভ করছে।

কার্বন ডটস বেসড সেন্সর 

কার্বন ডটস-ভিত্তিক সেন্সর কৃষিতে একটি নতুন প্রযুক্তি, যা পরিবেশবান্ধব ও উচ্চ সংবেদনশীলতার জন্য পরিচিত। এই ন্যানো-কণাগুলো আলোক-সংবেদনশীল এবং জৈব উপাদান থেকে তৈরি হওয়ায় সহজে মাটির পুষ্টি, আর্দ্রতা, ভারী ধাতু, কীটনাশক বা রোগজীবাণুর উপস্থিতি শনাক্ত করতে পারে। ফলে কৃষকরা সঠিক সময়ে সেচ, সার প্রয়োগ বা রোগ প্রতিরোধমূলক ব্যবস্থা নিতে পারেন। কার্বন ডটস সেন্সর ব্যবহার করে প্রিসিশন ফার্মিং বাস্তবায়ন সহজ হয়, যা ফসল উৎপাদন বাড়ায় এবং খরচ কমায়। এই প্রযুক্তি টেকসই কৃষি ও খাদ্য নিরাপত্তা নিশ্চিত করতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রাখছে। নিম্নে সি-ডটস ভিত্তিক সেন্সরের কিছু উদাহরণ নিম্নের সারণীতে উল্লেখ করা হলো

কৃষিতে কার্বন ডটস এর সবুজ সংশ্লেষণ (Green Synthesis) পদ্ধতি এবং উৎস

কার্বন ডটসের সবুজ সংশ্লেষণ পদ্ধতি কৃষিতে পরিবেশবান্ধব প্রযুক্তি হিসেবে গুরুত্বপূর্ণ। এই ন্যানো-কণাগুলো সাধারণত কলার খোসা, চা পাতা, ফলের খোসা বা অন্যান্য জৈব বর্জ্য থেকে তৈরি হয়, যা উচ্চ তাপমাত্রায় প্রক্রিয়াজাত করে <10 nm আকারে প্রস্তুত করা হয়। সালোকসংশ্লেষণ, পুষ্টি গ্রহণ এবং নাইট্রোজেন স্থায়ীকরণে সহায়তা করে, ফলে জলবায়ু চ্যালেঞ্জ মোকাবিলায় টেকসই কৃষির পথ সুগম হয়। নিম্নলিখিত সারণীতে কৃষিতে প্রয়োগের জন্য সবুজ কার্বন ডটস সংশ্লেষণের বিভিন্ন পদ্ধতি এবং ব্যবহৃত জৈব উৎসগুলির একটি সংক্ষিপ্ত বিবরণ তুলে ধরা হলো। 

প্রচলিত চাষাবাদ পদ্ধতি ও কার্বন ডটস ব্যবহারের মধ্যে পার্থক্য 

প্রচলিত পদ্ধতিতে চাষাবাদ পদ্ধতি ও সি-ডটস এর ব্যবহারের মাধ্যমে চাষাবাদ পদ্ধতির মধ্যে কতিপয় পার্থক্য লক্ষ্য করা যায়। প্রথমত: সি-ডটস ফসলের উদ্ভিদের শারীরতাত্ত্বিক প্রক্রিয়া ও মেটাবলিক পাথওয়ে এর মাধ্যমে প্রয়োজনীয় পুষ্টি উপাদান শোষণের দক্ষতা বৃদ্ধির মাধ্যমে ফসলের ফলন বৃদ্ধিতে সহায়তা করে। অন্যদিকে, মাটির উর্বরতা, জৈব ও অজৈব সারের ব্যবহার এবং রোগ, পোকামাকড় দমনের মাধ্যমে প্রথাগত চাষাবাদ পদ্ধতি ফসলের ফলন বৃদ্ধি করে। দ্বীতিয়ত: সি-ডটস জৈব ও অজৈব অভিঘাত এবং পোকামাকড়ের প্রতিরোধ ক্ষমতা বৃদ্ধির মাধ্যমে ফসলের ওপর পরিবেশগত অভিঘাত প্রশমন করতে সহায়তা করে যেখানে গতানুগতিক পদ্ধতি রোগ ও পোকামাকড় দমনে বহুলাংশে রাসায়নিক বালাইনাশক এবং জৈব দমন পদ্ধতির ওপর নির্ভরশীল। তৃতীয়ত: সি-ডটস বালাইনাশক এবং রাসায়নিক সারের ব্যবহার কমিয়ে পরিবেশ দূষণ তথা কৃষির উৎপাদন ব্যয় কমাতে সাহায়্য করে এবং সি-ডটসের অনেক সহজ ও সুলভ উৎস রয়েছে যেগুলো পরিবেশের জন্য তুলনামূলকভাবে কম বিষাক্ত। চিরাচরিত কৃষিতে বহুল ব্যবহৃত বালাইনাশক ও রাসায়নিক সার ব্যবহার যেমন ব্যয়বহুল এবং সারের কার্যকরীতার মাত্রা কম তেমনি অতি দ্রুত পরিবেশ দূষণ করতে পারে যা সামগ্রকিভাবে কৃষিজ অর্থনৈতিক লভ্যাংশকে কমিয়ে দেয়। 

কৃষি ক্ষেত্রে সি-ডটসের অপার সম্ভবনা থাকলেও বাণিজ্যিকভাবে কৃষি ক্ষেত্রে ব্যবহারের জন্য এখনও এর উৎপাদন এবং সহজলভ্যতা সীমিত। বর্তমানে বাজারে কার্বন ডট প্রধানত পাউডার বা শুকনো গুঁড়ো এবং দ্রবণ আকারে পাওয়া যায়। তবে অধিকাংশ ক্ষেত্রে এই বিশেষায়িত ন্যানোম্যাটেরিয়ালটির ব্যবহার এখনও মূলত গবেষণাগারভিত্তিক। বাংলাদেশের বিশ্ববিদ্যালয় এবং গবেষণা প্রতিষ্ঠানগুলো বিভিন্ন গবেষণার জন্য CD Bioparticles (সূত্র: CD Bioparticles website), Ossila (সূত্র: Ossila website) এবং MSE Supplies (সূত্র: MSE Supplies website) ইত্যাদি কোম্পানিগুলো বিভিন্ন ধরণের কার্বন ডট পাউডার বা দ্রবণের আকারে সরবরাহ করে। 

পরিশেষে বলা যায়, ফসল উৎপাদনের ক্ষেত্রে সি-ডটসের মতো ন্যানোটেকনোলজির ব্যবহার চিরাচরিত পদ্ধতি থেকে অনেক সুবিধাজনক বা অধিক লাভজনক হবে বলে আশা করা যায়। সি-ডটসের মতো আধুনিক প্রযুক্তি ব্যবহারের মাধ্যমে এদেশের কৃষিকে আরও উন্নত করে তোলা সম্ভব হবে। তবে, এর ব্যাপক প্রয়োগের জন্য কতিপয় উল্লেখযোগ্য গবেষণা ক্ষেত্র যেমন- পরিবেশবান্ধব চাষাবাদ এবং পরিচর্যার কলাকৌশল, ফাইটেপ্যাথোজেন ও ফাইটোভাইরাস এর বিরুদ্ধে সি-ডটস এর ভূমিকা, বিভিন্ন রোগ জীবাণুর হাত থেকে বীজ ফসলকে রক্ষার কলাকৌশলে সি-ডটস এর ভূমিকা, পরিবেশগত ঝুঁকি মূল্যায়ন ও এর ব্যবস্থাপনা পদ্ধতি নিয়ে অধিকতর গবেষণা ভবিষ্যতে টেকসই কৃষি উন্নয়নের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। 

যোগাযোগের তথ্য:
ইমেইল: [email protected]