प्रा. शंकर पुजारी यांची वायरलेस सेन्सर नेटवर्कद्वारे केळीच्या बागेतील ‘अचूक शेती’: एक प्रगत दृष्टिकोन यावर पीएच.डी

वायरलेस सेन्सर नेटवर्क्सचा वापर केळीच्या शेतीला अधिक कार्यक्षम, शाश्वत आणि डेटा-आधारित बनवू शकतो. यामुळे केवळ उत्पादनात वाढ होत नाही, तर संसाधनांची बचत होऊन पर्यावरणाचे रक्षणही होते. आधुनिक तंत्रज्ञानाचा हा अवलंब केळी उत्पादक शेतकऱ्यांसाठी नफा वाढवण्यासाठी आणि जागतिक मागणी पूर्ण करण्यासाठी काळाची गरज आहे.

कोल्हापूर – तळसंदे येथील डी. वाय. पाटील विद्यापीठातर्फे प्रा. शंकर इंदुबाई सूर्याप्पा पुजारी यांना कॉम्पुटर सायन्स अँड इंजिनिअरींग विषयामध्ये पीएच. डी. ही पदवी प्राप्त झाली आहे. ” प्रिसिजन एग्रीकल्चर युजिंग वायरलेस सेन्सर नेटवर्क : ए कॉन्टॅस्ट बेस्ड अप्रोच टू बनाना प्लांट ” हा त्यांचा पीएच. डी चा मुख्य विषय होता. या साठी त्यांना डॉ. जयदीप पाटील यांचे मोलाचे मार्गदर्शन लाभले.

प्रा. पुजारी यांनी आपल्या संशोधनाविषयी सांगताना नमूद केले की, शेती हा भारतीय अर्थव्यवस्थेचा कणा असून देशाच्या सुमारे १८ टक्के जीडीपीचा आधार शेती क्षेत्र आहे. भारतीय शेतकरी प्रचंड मेहनत करण्यास तयार असतो; मात्र त्या कष्टांच्या मानाने त्याला अपेक्षित उत्पन्न मिळत नाही. ही दरी कमी करण्यासाठी संगणक तंत्रज्ञानाचा शेतकऱ्यांना नेमका कसा उपयोग होऊ शकतो, याचा सखोल अभ्यास करून हा प्रबंध सादर करण्यात आला आहे.

अद्ययावत संगणकीय प्रणालीचा शेतीपूरक व्यवसायात प्रभावी वापर करून केळी पिकाच्या व्यवस्थापनासाठी एक डेटा-आधारित मॉडेल विकसित करण्यात आले. हवामानातील बदलांचा केळीच्या पिकावर होणारा परिणाम, त्यानुसार घ्यावयाची काळजी, तसेच वाढीच्या विविध टप्प्यांवर द्यावयाची खते याबाबत मार्गदर्शक सूचना प्रणालीद्वारे दिल्या जातात. हवामानात अचानक बदल झाल्यास त्याची पूर्वसूचना मोबाईलद्वारे शेतकऱ्याला मिळते. त्यामुळे तो वेळेवर उपाययोजना करून पिकाचे संरक्षण करू शकतो.

रोगाचा प्रादुर्भाव होण्यापूर्वीच आवश्यक फवारणी करण्याची सूचना मिळाल्याने रोगामुळे होणारे नुकसान मोठ्या प्रमाणात टाळता येते. हवामान, कीडनियंत्रण आणि खत व्यवस्थापनासंबंधी सर्व माहिती मोबाईलवर उपलब्ध असल्याने शेतकरी बाहेरगावी असला तरी त्याला आपल्या बागेची स्थिती समजते आणि योग्य निर्णय घेता येतात. विशेष म्हणजे ही माहिती विविध भाषांमध्ये उपलब्ध करून दिल्याने देशातील विविध राज्यांतील शेतकऱ्यांनाही या तंत्रज्ञानाचा लाभ घेता येऊ शकतो.

थोडक्यात, आधुनिक संगणकीय ज्ञान आणि शेती यांची सांगड घालून शेतकऱ्यांचे उत्पन्न वाढविण्याचा आणि शेती अधिक शाश्वत बनविण्याचा हा प्रयत्न आहे.

वायरलेस सेन्सर नेटवर्कद्वारे केळीच्या बागेतील ‘अचूक शेती’: एक प्रगत दृष्टिकोन

आधुनिक शेतीमध्ये ‘अचूक शेती’ (Precision Agriculture) ही संकल्पना वेगाने विकसित होत आहे. माहिती आणि तंत्रज्ञानाचा वापर करून शेतीतील उत्पादन वाढवणे आणि संसाधनांचा कार्यक्षम वापर करणे हे या पद्धतीचे मुख्य उद्दिष्ट आहे. या तंत्रज्ञानामध्ये ‘वायरलेस सेन्सर नेटवर्क्स’ (WSN) महत्त्वाची भूमिका बजावतात. केळी हे जगातील सर्वाधिक वापरल्या जाणाऱ्या फळांपैकी एक आहे, परंतु त्याच्या लागवडीमध्ये मातीची रचना, हवामानातील बदल आणि विविध रोगांचा प्रादुर्भाव अशी अनेक आव्हाने आहेत. डब्ल्यूएसएन (WSN) तंत्रज्ञानाचा वापर करून या आव्हानांवर मात करणे आणि केळीच्या बागेचे व्यवस्थापन अधिक शाश्वत करणे आता शक्य झाले आहे.

अचूक शेती आणि केळीच्या बागेचे महत्त्व

पारंपारिक शेती पद्धतीमध्ये रिअल-टाइम (तात्काळ) माहितीचा अभाव आणि केवळ निरीक्षणावर अवलंबून राहिल्यामुळे संसाधनांचा अपव्यय होतो आणि उत्पादनही कमी मिळते. याउलट, अचूक शेतीमध्ये उपग्रह प्रतिमा, ड्रोन आणि प्रामुख्याने वायरलेस सेन्सरचा वापर करून पिकाचे आरोग्य, पर्यावरणाची स्थिती आणि संसाधनांच्या व्यवस्थापनाबद्दल अचूक माहिती मिळते. केळीच्या बागेसाठी हे तंत्रज्ञान वापरून शेतकरी मातीतील ओलावा, तापमान, आर्द्रता आणि पोषक घटकांची पातळी यावर लक्ष ठेवू शकतात. यामुळे अचूक सिंचन, खत व्यवस्थापन आणि कीड नियंत्रण करणे सोपे होते.

वायरलेस सेन्सर नेटवर्कचे (WSN) कार्य आणि घटक

वायरलेस सेन्सर नेटवर्क हे एकमेकांशी जोडलेल्या छोट्या सेन्सर नोड्सची एक यंत्रणा आहे. याचे मुख्य घटक असे:
सेन्सर नोड्स: हे शेतात ठिकठिकाणी बसवलेले असतात. यामध्ये तापमान, आर्द्रता, मातीचा ओलावा आणि पोषक घटक मोजणारे सेन्सर्स असतात.
मायक्रोकंट्रोलर: हा सेन्सर नोडचा ‘मेंदू’ असतो, जो डेटावर प्रक्रिया करतो आणि इतर नोड्सशी संवाद साधतो.
ट्रान्सीव्हर: हा घटक वायरलेस पद्धतीने माहिती गोळा करून मध्यवर्ती यंत्रणेकडे पाठवतो.
बेस स्टेशन किंवा गेटवे: सर्व सेन्सरकडून आलेली माहिती गोळा करून ती क्लाउड-आधारित सिस्टीम किंवा सर्व्हरकडे पुढील विश्लेषणासाठी पाठवली जाते.

केळीच्या बागेतील संशोधनाचे मुख्य पैलू

संशोधनानुसार, केळीच्या बागेत डब्ल्यूएसएन तंत्रज्ञानाचे असे फायदे दिसून आले:

अचूक सिंचन व्यवस्थापन: केळीला सतत आणि पुरेशा पाण्याची गरज असते, परंतु अति-सिंचनामुळे मूळ कुजण्याची भीती असते. डब्ल्यूएसएनद्वारे मातीतील ओलाव्याचे रिअल-टाइम मॉनिटरिंग करून केवळ गरजेनुसार पाणी दिले जाते, ज्यामुळे पाण्याची बचत होते आणि पिकाचे आरोग्य सुधारते.

पोषक घटक व्यवस्थापन: मातीतील पोषक घटकांचे आणि पीएच (pH) पातळीचे सतत निरीक्षण करून शेतकरी खतांचा वापर योग्य वेळी आणि योग्य प्रमाणात करू शकतात.

रोग आणि कीड नियंत्रण: केळीच्या पानांवरील ‘सिगाटोका’ सारख्या रोगांचा प्रादुर्भाव ओळखण्यासाठी प्रगत मशीन लर्निंग मॉडेल्सचा वापर केला जातो. सेन्सरद्वारे मिळालेल्या माहितीवरून रोगाचा प्रादुर्भाव सुरुवातीच्या काळातच ओळखता येतो, ज्यामुळे रसायनांचा वापर कमी होतो.

हवामान निरीक्षण: केळीचे पीक तापमानातील बदलांना अतिशय संवेदनशील असते. डब्ल्यूएसएन तंत्रज्ञान स्थानिक सूक्ष्म हवामानाचा (micro-climate) मागोवा घेते, ज्यामुळे शेतकऱ्यांना लागवड आणि कापणीचे निर्णय घेण्यास मदत होते.

आव्हाने आणि भविष्यातील दिशा

जरी हे तंत्रज्ञान फायदेशीर असले, तरी त्याच्या अंमलबजावणीमध्ये ऊर्जा कार्यक्षमता, नेटवर्क कव्हरेज आणि डेटा सुरक्षितता यांसारखी आव्हाने आहेत. भविष्यात या तंत्रज्ञानाला इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) आणि कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) यांच्याशी जोडून केळीच्या लागवडीमध्ये मोठी क्रांती घडवून आणण्याची क्षमता आहे.

संशोधनातील निष्कर्ष आणि तुलनात्मक विश्लेषण

केळीच्या बागेसाठी ‘अचूक शेती’ (Precision Agriculture) आणि ‘पारंपारिक शेती’ (Traditional Farming) यांच्यातील फरक केवळ तंत्रज्ञानाचा नाही, तर तो संसाधनांच्या व्यवस्थापनाचा आणि शाश्वततेचा आहे. संशोधनातून समोर आलेले निष्कर्ष असे:

१. संसाधनांचा वापर (Resource Utilization):
पारंपारिक पद्धत: यामध्ये शेतकरी सहसा अनुभवावर आधारित सिंचन आणि खतांचा वापर करतात. यामुळे अनेकदा पिकाला गरजेपेक्षा जास्त पाणी दिले जाते किंवा खतांचा अयोग्य वापर होतो. यामुळे जमिनीचा पोत बिघडतो आणि पाण्याची नासाडी होते.
अचूक शेती (WSN द्वारे): वायरलेस सेन्सर नेटवर्क्स (WSN) मातीतील ओलावा आणि पोषक घटकांची रिअल-टाइम माहिती देतात. त्यामुळे ज्या झाडाला किंवा ज्या भागात पाण्याची गरज आहे, तिथेच अचूक प्रमाणात पाणी आणि खते दिली जातात. याला ‘व्हेरिएबल रेट ॲप्लिकेशन’ (VRA) म्हणतात, ज्यामुळे संसाधनांचा वापर इष्टतम (Optimized) होतो.

२. उत्पादन क्षमता आणि गुणवत्ता (Productivity and Quality):
पारंपारिक पद्धत: पिकाची वाढ असमान असू शकते. कीड किंवा रोगाचा प्रादुर्भाव संपूर्ण बागेत पसरल्यावरच लक्षात येतो, ज्यामुळे उत्पादनात लक्षणीय घट होते. फळांची गुणवत्ताही एकाच दर्जाची राहत नाही.
अचूक शेती: सेन्सर्सद्वारे झाडांच्या आरोग्यावर सतत लक्ष ठेवले जाते. रोगाची सुरुवातीची लक्षणे ओळखता आल्यामुळे त्यावर त्वरित उपचार शक्य होतात. यामुळे केवळ उत्पादनात वाढ होत नाही, तर उत्पादित होणाऱ्या केळीचा दर्जा (Size, Color, Taste) सुधारतो, ज्याला आंतरराष्ट्रीय बाजारात मोठी किंमत मिळते.

३. पर्यावरणावरील परिणाम (Environmental Impact):
पारंपारिक पद्धत: रासायनिक खतांचा आणि कीटकनाशकांचा अंदाजे वापर केल्यामुळे अतिरिक्त रसायने जमिनीत मुरतात किंवा वाहून जातात. यामुळे भूजल प्रदूषण आणि जमिनीचा कस कमी होण्याचे धोके निर्माण होतात.
अचूक शेती: हे तंत्रज्ञान ‘पर्यावरणस्नेही’ आहे. डेटावर आधारित शेती केल्यामुळे रसायनांचा वापर किमान ५०% पर्यंत कमी करता येतो. यामुळे जमिनीतील उपयुक्त सूक्ष्मजीवांचे संरक्षण होते आणि शेती दीर्घकाळासाठी शाश्वत बनते.

४. मजुरांची गरज आणि खर्च (Labor Requirements and Cost):
पारंपारिक पद्धत: दररोज बागेची पाहणी करणे, पाण्याचे नियोजन करणे आणि खते टाकणे यासाठी मोठ्या प्रमाणात मजुरांची गरज लागते. वाढत्या मजुरीच्या दरामुळे हा खर्च शेतकऱ्यांसाठी डोकेदुखी ठरतो.
अचूक शेती: स्वयंचलित (Automated) सिंचन आणि मॉनिटरिंग प्रणालीमुळे मानवी हस्तक्षेपाची गरज कमी होते. सुरुवातीला तंत्रज्ञानासाठी काही गुंतवणूक करावी लागली तरी, दीर्घकाळात मजुरीवरील खर्च कमी होऊन निव्वळ नफ्यात वाढ होते.

५. रिस्क मॅनेजमेंट (Risk Management):
पारंपारिक पद्धत: हवामानातील आकस्मिक बदल किंवा कीड हल्ल्यांबाबत शेतकरी अनभिज्ञ असतो, ज्यामुळे पिकाचे नुकसान होण्याची भीती जास्त असते.
अचूक शेती: हे तंत्रज्ञान ‘Pre-warning’ सिस्टम म्हणून काम करते. वातावरणातील आर्द्रता वाढल्यास बुरशीजन्य रोगाचा धोका ओळखून सिस्टीम शेतकऱ्याला सावध करते, ज्यामुळे जोखीम व्यवस्थापन (Risk Management) प्रभावीपणे करता येते.

थोडक्यात सांगायचे तर:

पारंपारिक शेती ही ‘अनुमानावर’ आधारित आहे, तर अचूक शेती ही ‘माहितीवर’ (Data-driven) आधारित आहे. केळीच्या बागेत डब्ल्यूएसएनचा वापर करणे म्हणजे शेतीला एक डिजिटल डोळा देण्यासारखे आहे, जो प्रत्येक झाडाच्या गरजेनुसार तिची काळजी घेतो.

वायरलेस सेन्सर नेटवर्क्सचा वापर केळीच्या शेतीला अधिक कार्यक्षम, शाश्वत आणि डेटा-आधारित बनवू शकतो. यामुळे केवळ उत्पादनात वाढ होत नाही, तर संसाधनांची बचत होऊन पर्यावरणाचे रक्षणही होते. आधुनिक तंत्रज्ञानाचा हा अवलंब केळी उत्पादक शेतकऱ्यांसाठी नफा वाढवण्यासाठी आणि जागतिक मागणी पूर्ण करण्यासाठी काळाची गरज आहे.