'ऊस जोमानं वाढला आणि पाणीही वाचलं,' AI मुळे उसाचं उत्पादन कसं वाढलं?

पुणे जिल्ह्यातल्या निंबूतमध्ये सुरेश जगतापांच्या शेतात आज उंच उभा राहिलेला ऊस पाहिला की हा ऊस उभा राहील की नाही अशी परिस्थिती होती असं त्यांनी सांगितल्यावर आपला विश्वास बसत नाही.

सुरुवातीलाच खोडकीड पडल्यामुळे नव्याने लागवड करायची वेळ आल्याचं जगताप सांगतात. पण कृत्रिम बुद्धिमत्तेच्या म्हणजे एआयच्या (AI) आधारावर हा ऊस नव्या जोमाने उभा राहिलाय.

सध्या जगतापांची सकाळ होते ती फोनवरच्या नोटीफिकेशनने. यात 'कृषक ॲप'वर त्यांना शेतात नेमकी काय परिस्थिती आहे, कोणत्या खताची आणि किती खताची आवश्यकता आहे, पाण्याची आवश्यकता आहे का आणि असेल तर किती ही सगळी माहिती येते. त्यानुसार मग त्यांचं दिवसाचं नियोजन ठरतं.

यात अगदी शेताच्या कोणत्या भागात पाणी कमी, कुठे कोणता रोग येण्याची शक्यता आहे, फवारणी करायला हवी का? असेल तर ती कोणती आणि किती फवारणी करायला हवी? याचं नियोजनही दिलं जातं.

यामुळं खतं आणि पाणी सगळ्याचीच बचत होऊन पीक मोठ्या जोमानं उभं राहिलं असल्याचं जगताप सांगतात.

जगताप एआयवर आधारित शेती करणाऱ्या महाराष्ट्रातल्या एक हजार शेतकऱ्यांपैकी एक आहेत. 2022 मध्ये बारामतीतल्या ॲग्रिकल्चर डेव्हलपमेंट ट्रस्टने सुरू केलेल्या एआयवरच्या शेतीच्या प्रकल्पात त्यांनी सहभाग घेतलाय.

गेल्या वर्षी जगतापांनी आपल्या शेतात एआयचा वापर करायचं ठरवलं. मग त्यांच्या शेतातल्या मातीचं परिक्षण झालं आणि त्यानंतर एक वेदर स्टेशन आणि मॉईश्चर सेन्सर शेतात बसवलं गेलं. त्यानंतर एआयच्या माध्यमातून शेती करणं सुरू झालं.

जगताप सांगतात, "पारंपरिक ऊस शेती आणि AIवर आधारित शेती यात फरक आहे. पारंपरिक शेतीत ऊस लागवड केली तर ड्रेंचिंग किंवा योग्य फवारणी होत नव्हती. हे लक्षात सुद्धा यायचं नाही. पण, एआयमध्ये आपल्याला ड्रेंचिंग करावं लागेल हे अधिकारी आपल्याला शिकवायचे. खोडकीड पडलेली आहे हे सांगायचे.

"आपण तेवढं केलं की ऊस चांगला वाढतो. पुढे ड्रेंचिग केलं की ऊसाला एकसारखे फुटवे निघतात. एकरी 40-45 हजार ऊस शेतात बसावा असं आपलं गणित असतं. ते गणित एआयमुळे नीट बसतं. ऊसाला नीट जागा मिळाली की मग ऊंची वाढते आणि टनेज वाढतं. त्याचा शेतकऱ्यांना फायदा होतो."

पण एआयवर आधारीत शेती म्हणजे नेमकं काय?

कृत्रिम बुद्धिमत्तेवर आधारित शेती म्हणजे शेत, माती आणि पीक याची माहिती तंत्रज्ञानाद्वारे तपासून ठरवलेलं नियोजन. यासाठी प्रयोगात सहभागी झालेल्या शेतकर्‍याच्या शेताचं जीआयएस मॅपिंग केलं गेलं आहे.

दररोज या भागाच्या नव्या इमेज सेटलाईटद्वारे मिळवून त्याचा अभ्यास केला जातो. सोबतच सुरुवातीला मातीचं परिक्षणही केलं जातं. यानंतरच्या टप्प्यात शेतात वेदर स्टेशन आणि मातीतील ओलावा मोजणारं यंत्र बसवतात.

या सगळ्या गोष्टीतून मिळालेल्या माहितीचा एआय मॉडेल अभ्यास करून पिकांसाठीच नियोजन ठरवतं. म्हणजेच पीक कुठं, कसं आणि किती अंतरावर लावायचं? या सगळ्या गोष्टी ठरवल्या जातात.

यंत्राद्वारे आणि सॅटलाईटद्वारे मिळणारी माहिती बारामतीतल्या वॉर रुमकडे पाठवली जाते. त्याआधारे मग पिकाचं नियोजन केलं जातं. दररोजच्या मॅपिंगद्वारे मिळणाऱ्या माहितीच्या आधारे पि‍काला नेमकी कशाची गरज आहे याची माहिती प्रत्येक शेतकर्‍याला पोहोचवली जाते.

मोबईलवर येणारे हे अलर्ट्स इतके नेमके असतात की शेताच्या कोणत्या कोपऱ्यात पाणी किती आहे, कोणत्या बाजूला खतांची गरज आहे आणि कुठे रोग येण्याची शक्यता आहे या सगळ्याची माहिती दिली जाते. त्यामुळे शेतकऱ्यांना तितक्याच भागात काम करावं लागतं.

या प्रयोगाला सुरुवात कशी झाली?

महाराष्ट्रासाठी ऊस हे महत्त्वाचं पीक. ऊस संचालनालयाच्या आकडेवारीनुसार देशातलं दुसर्‍या क्रमांकाचं ऊस उत्पादक राज्य असलेल्या महाराष्ट्रात जवळपास एकूण लागवडीखाली असलेल्या क्षेत्रापैकी 21.56 टक्के हेक्टरवर ऊसाची शेती केली जाते.

ऊसाच्या शेतीला प्रचंड पाणी लागतं. त्यामुळे या शेतीसाठी काही करता येईल का यावर गेली अनेक वर्ष विचार सुरू होता. या प्रयोगाला निमित्त झालं ते ऑक्सफर्ड विद्यापीठाच्या डॉ. अजित जावकर यांच्या बारामती भेटीचं.

जावकरांनी ॲग्रिकल्चर डेव्हलपमेंट ट्रस्टला भेट दिली. त्यानंतर ऑक्सफर्ड विद्यापीठ, ॲग्रिकल्चर डेव्हलपमेंट ट्रस्ट आणि मायक्रोसॉफ्टचंॲग्री फूड डिव्हिजन यांच्या मदतीनं हा प्रयोग साकारण्यात आला.

याविषयी बोलताना डॉ. जावकर सांगतात, "शेतीवर हवामान बदलाचा खूप परिणाम होऊ शकतो यावर आम्ही ऑक्सफर्डमध्ये संशोधन करत होतो. हा इंजिनियरिंग प्रॉब्लेम आहे. याला एक सोल्यूशन नाही. शेती म्हणजे इनपूट आणि आऊटपूट असणारं एक ॲप्लिकेशन आहे. इनपुट म्हणजे खत आणि पाणी, तर आऊटपुट म्हणजे उत्पन्न. यात ड्रोन मॅपिंग, सॅटेलाईट या तंत्रज्ञानाचा वापर करून अल्गोरिदमचा अंदाज ठरवून उत्पन्नाचा अंदाज येतो. "

2021-22 मध्ये सुरू झालेल्या या प्रयोगाची अंमलबजावणी सुरुवातीला ॲग्रिकल्चर डेव्हलपमेंट ट्रस्टच्या परिसरातच केली गेली. शेताच्या एका भागावर एआय आधारित, तर त्याच्या शेजारीच पारंपारिक पद्धतीने पीक घेतलं गेलं.

एआय आधारित पिकाचा दर्जा चांगला होता. तसेच प्रमाण देखील जास्त दिसलं. यानंतर गेल्या वर्षीपासून हा प्रयोग इतर शेतकऱ्यांच्या शेतात राबवण्याचा निर्णय घेतला गेला. यासाठी राज्यभरातील एक हजार शेतकऱ्यांचा सहभाग नोंदवला गेला. यापैकी प्रत्येक शेतकऱ्याला साडेबारा हजार रुपयांचा खर्च येणार होता.

पाण्याची आणि खतांची बचत

या प्रयोगामुळे उत्पादन तर वाढलं आहेच. पण याचा आणखी एक फायदा दिसून आल्याचा दावा संशोधक करत आहेत. हा फायदा म्हणजे पाण्याच्या आणि खतांच्या बचतीचा.

पारंपारिकदृष्ट्या ऊस हे प्रचंड मोठ्या प्रमाणात पाणी लागणारं पीक म्हणून ओळखलं जातं. भारतात 2024-25 मध्ये साधारण 105291.15 हजार टन उसाचं उत्पादन होणं अपेक्षित आहे.

2023-24 मध्ये हे 1,12,626 हजार टन इतकं होतं. सरकारी आकडेवारीनुसार 1960-61 मध्ये ऊस उत्पादनाचं क्षेत्र होतं 155 हजार हेक्टर तर उत्पादन होतं 10404 मेट्रीक टन.

नॅशनल फूड सिक्युरीटी मिशनच्या आकडेवारीनुसार उष्णकटीबंधिय क्षेत्रात ऊसाला लागणाऱ्या पाण्याचं प्रमाण साधारण एकरी दोन ते तीन हजार मिलीमीटर आहे, तर 300-500 किलोंचा नायट्रोजन आणि 40 ते 60 किलो फॉस्फरस वापरला जातो.

कमीशन फॉर ॲग्रिकल्चरल कॉस्ट अँण्ड प्रायजेसच्या अहवालानुसार एक किलो साखर उत्पादित होण्यासाठी एकूण 2068 लिटर पाण्याचा वापर केला जातो.

एआय आधारित शेतीत हे प्रमाण जवळपास 40 टक्क्यांनी कमी झाल्याचं तज्ज्ञ सांगतात. बीबीसी मराठीशी बोलताना कृषी विज्ञान केंद्राचे सॉईल सायन्सचे सब्जेक्ट मॅटर स्पेशालिस्ट डॉ. विवेक भोईटे म्हणाले, "एक टन उत्पादन घ्यायचं असेल तर शेतकरी एक हजार रुपये खर्च करतो.

या तंत्रज्ञानाने लक्षात आलं आहे की पाण्यात 40 टक्के बचत आणि खतात 30 टक्के बचत आणि दुसरीकडे शेतकऱ्याचे उत्पादन वाढल्यामुळे 1 लाख रुपयांची बचत असा फायदा होतोय."

पण खरंच अशी बचत होऊ शकते का? आणि ती फायद्याची ठरू शकते का ?

तज्ज्ञांच्या मते जर अनेक गोष्टींवर नियंत्रण ठेवत पीक घेतलं गेलं तर उत्पादकता वाढू शकते हे संशोधनातून यापूर्वीही दिसलं आहे. पाणी वाचलं तर इतर पिकांना त्याचा फायदा होऊ शकतो.

बीबीसी मराठीशी बोलताना ऊस उत्पादनातील सल्लागार आणि सॉईल सायंटिस्ट डी.बी फोंडे म्हणाले, "मातीतली आर्द्रता आवश्यकतेनुसार असेल तर मग न्युट्रीअंट पुरेशा प्रमाणात मिळतात. महाराष्ट्रातलं पाण्याच्या वापराचं प्रमाण हे 250 ते 300 हेक्टर सेंटीमीटर आहे."

फोंडे पुढे सांगतात, "ड्रीप इरिगेशनच्या वापराने ते साधारण 50 टक्क्यांनी कमी झाल्याचं नोंदवलं गेलं आहे. आता एआयमुळे ते आणखी ऑप्टीमाईज केलं जातंय असं दिसतं. पाण्याचा वापर हा ऊसासाठीच जास्त होतो. दुष्काळी आणि कोरड्या भागातही ऊस लावला जातो.

"उत्तर प्रदेशात 85 टक्के भाग हा सिंचनाखाली आहे. इथं पाण्याची पातळी पण जास्त आहे. महाराष्ट्रात मात्र ऊसाच्या क्षेत्रात सिंचनाचं प्रमाण 18 टक्के आहे. त्यामुळे पाण्याचा वापर कमी झाला तर हे प्रमाण वाढवता येईल," फोंडे सांगतात.

तर प्रिसिजन ॲग्रिकल्चरमधले तज्ज्ञ उदय देवळाणकर यांच्या मते नेमका कोणत्या पिकासाठी याचा वापर करायचा आणि त्यात लोकांचा विचार किती केला जातो आहे हे पाहणंही महत्वाचं.

देवळाणकर म्हणाले, "ऊसाच्या एका हेक्टरला साधारण 240 किलो नायट्रोजन वापरला जातो. तर 120 किलो पोटॅशियम. यात एका स्क्वेअर मीटरला किती खत दिलं गेलं पाहीजे याला प्रिसिझन ॲग्रिकल्चर म्हणतात. ते किती प्रमाणात करावं आणि त्यासाठी किती किंमत मोजायची याचा विचार होणं आवश्यक आहे. लोकांचा असा समज आहे की जास्त पाणी म्हणजे चांगलं पीक."

"इथं एआयचा उपयोग होऊ शकतो. पण तो ऊस शेतीसाठी करावा का तर माझं मत नाही असं आहे. भारत हा पावसाच्या पाण्यावर अवलंबून असणारी पीकं म्हणजे ग्रीन वॉटर क्रॉप्ससाठी ओळखला जातो. इथं एआयचा वापर होणं गरजेचं," देवळाणकर म्हणाले.

अशा प्रकारचे प्रयोग राज्याच्या कृषी विभागाने केले असल्याचंही ते सांगतात. देवळाणकर म्हणाले," महाराष्ट्र सरकारने क्रॉप ॲपचा प्रयोग केला आहे. त्यात दररोज शेतकऱ्यांकडून निरीक्षणं मागवली गेली. त्याच्या आधारावर कोणती कीड लागू शकते, किती आणि कधी याची माहिती संकलित झाली.

आता त्याच्या आधारावर शेतकऱ्यांना अलर्ट पाठवला जातो. तसंच टिश्यू ॲनालिसिसनुसार न्युट्रीअंट्सबाबत माहिती सुद्धा दिली जाते. या प्रयोगाला एआय असं म्हणता येईल असं मला वाटत नाही"

इलॉन मस्क यांच्याकडून कौतूक

संशोधनातील निरीक्षणं जमिनीचा पोत सुधारल्याचं दर्शवतात. या प्रयोगाविषयीचा व्हीडिओ सुंदर पिचाई आणि इलॉन मस्क यांनी ट्वीट करत त्याचं कौतुक केलं आहे.

भारतात वेगवेगळ्या कारणांसाठी शेतीत एआयचा वापर केला जातो आहे. मात्र थेट उत्पादनाच्या वेळी पाणी आणि खतांची बचत करुन जमीनीची पोत सुधारणारा हा प्रयोग महत्त्वाचा ठरतो आहे हे नक्की.

(बीबीसीसाठी कलेक्टिव्ह न्यूजरूमचे प्रकाशन.)