10 દિવસને બદલે માત્ર 10 સેકન્ડમાં સોઇલ ટેસ્ટિંગ કરી આપે તેવું ડિવાઇસ ઇસરોના નિવૃત્ત વૈજ્ઞાનિકે બનાવ્યું

આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ (AI) અને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીનો ઉપયોગ કરી સોઈલ ટેસ્ટિંગ કરતું ડિવાઇસ વિકસાવાયું
……..
જમીન ચકાસણી અને પ્રાકૃતિક ખેતીમાં ક્રાંતિકારી પરિવર્તન લાવવા સક્ષમ છે AI સોઇલ એનાલાઇઝર ડિવાઇસ : વૈજ્ઞાનિક ડૉ. મધુકાંત પટેલ
………..
વડાપ્રધાન શ્રી નરેન્દ્રભાઇ મોદીની પ્રેરણા, વિજ્ઞાનની સાધનાનો સ્વભાવ અને ખેડૂતપૂત્રનું ઋણ અદા કરવાની ખેવના, પરિણામ સોઇલ હેલ્થ ટેસ્ટિંગ ડિવાઇસ

“વૈજ્ઞાનિક, મારા ખેડૂત માટે કંઇક કરો..” ૨૦૧૧માં ગુજરાતના તત્કાલીન મુખ્યમંત્રી શ્રી નરેન્દ્રભાઇ મોદીની આ ટકોર એક વૈજ્ઞાનિકને ઊંડી અસર કરી ગઇ હતી. અમદાવાદમાં ઇન્ફોર્મેશન કોમ્યુનિકેશન ટેકનોલોજી ફોર રૂરલ ડેવલોપમેન્ટ અંગેના સેમિનારમાં શ્રી નરેન્દ્રભાઇ મોદીએ મુખ્ય અતિથિ તરીકે પ્રવચન આપ્યુ, અને પછી ડૉ. મધુકાંત પટેલને મળ્યા. ઇસરોમાંથી સ્વૈચ્છિક નિવૃત્તિ લીધા પછી ડૉ. મધુકાંત પટેલ આ પહેલા પણ શ્રી નરેન્દ્રભાઇ મોદીને મળી ચુક્યા હતાં. સેમિનારમાં ફરી મળ્યા ત્યારે તત્કાલીન મુખ્યમંત્રી શ્રી નરેન્દ્રભાઇ મોદીએ ખેડૂતને ઉપયોગી થાય એવી કોઇ નક્કર- નવીન ટેકનોલોજી પર કામ કરવાની ડૉ. પટેલને વાત કહી હતી.

એ દિવસની મુલાકાત પછી ડૉ. મધુકાંત પટેલની કૃષિ વિષયક શોધ-સંશોધનની અવિરત યાત્રા ચાલુ થઇ. એક દાયકાથી વધુના સમયમાં તેમણે ખેતર, ખેતી અને ખેડૂતને ઉપયોગી અનેક રિસર્ચ કર્યા જે આજે તેમને એક ઉત્તમ દરજ્જાના ઉપકરણના વિકાસ સુધી લઇ આવ્યા છે.

જન્મથી ખેડૂત અને વ્યવસાયે વૈજ્ઞાનિક એવા ડૉ. મધુકાંત પટેલે સોઈલ ટેસ્ટિંગ-જમીન ચકાસણીની પદ્ધતિમાં ક્રાંતિકારી પરિવર્તન લાવી શકાય તેવું ઉપકરણ વિકસાવ્યું છે. સમય અને સંસાધનોની બચત થાય અને સામાન્ય ખેડૂત પણ પોતાના ખેતરમાં જેનો આસાનીથી ઉપયોગ કરી શકે તેવું ડિવાઈસ ડૉ. મધુકાંત પટેલે વિકસાવ્યું છે. આ ડિવાઇસ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીના સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે.

જમીન સારી – ફળદ્રુપ હોય તો તેના પર ફળ, શાકભાજી, અનાજ, કઠોળ સારી ગુણવત્તાવાળા અને વધારે જથ્થામાં ઊગે છે. આથી જમીન સારી છે કે નહિ, તેમાં ક્યાં તત્ત્વો ખૂટે છે, તે ચકાસવા, તેમાં રહેલાં પોષક તત્ત્વોની હાજરી માપવી પડે છે. અને તે માટે સોઈલ હેલ્થ ટેસ્ટિંગ કરવામાં આવે છે.

સરકાર દ્વારા ખેતરની માટીનું ટેસ્ટિંગ કરીને સોઈલ હેલ્થ કાર્ડ બનાવી આપવામાં આવે છે. રાજ્યમાં સરકારી 20 જેટલી અને સહકારી 2 સોઈલ ટેસ્ટિંગ લેબ આવેલી છે. આ તમામ લેબોરેટરીમાં ઇન્ડિયન કાઉન્સિલ એગ્રીકલ્ચરલ રિસર્ચ (ICAR)ની માર્ગદર્શિકા મુજબ સોઈલ ટેસ્ટિંગ થાય છે.
પાકને સારી રીતે ઉગાડવા માટે જરૂરી એવા નાઈટ્રોજન (N), ફોસ્ફરસ (P), પોટેશિયમ (K) પોષક જેવાં તત્ત્વો તેમજ PH વેલ્યુ, ઇલેક્ટ્રીકલ કંડક્ટિવિટી(EC) જેવા માટીના ગુણધર્મો આ લેબમાં ચકાસવા અને માપવામાં આવે છે.

સરકારી લેબમાં આ પોષક તત્ત્વો ‘વેટ કેમેસ્ટ્રી પદ્ધતિ’થી માપવામાં આવે છે. જેમાં માટીને દળવી, ગરમ કરવી, તેના પર વિવિધ કેમિકલ એપ્લાય કરીને માઇક્રોસ્કોપ – સ્પેક્ટ્રોસ્કોપ વડે ચકાસવી વગેરે પદ્ધતિઓ સામેલ છે. આ સમગ્ર પ્રક્રિયામાં ખેતરની માટીના સેમ્પલને ચકાસીને પરિણામ લેતા 2 દિવસથી વધુનો સમય લાગે છે.

ખેતરમાંથી લીધેલી માટીનું સેમ્પલ સરકારી લેબમાં પહોંચે, ટેસ્ટિંગ કરવામાં તેનો વારો આવે તેમાં પણ 10-12 દિવસ કે તેથી વધુ સમય લાગી શકે છે. ડૉ. મધુકાંત પટેલે બનાવેલા ઉપકરણનો ઉપયોગ ખેતરમાં જઇ કરી શકાતો હોવાથી માટીને લેબ સુધી લઈ જવાની જરૂર રહેતી નથી.

કોઈ પદાર્થ (ઘન, પ્રવાહી, વાયુ) ઉપર પ્રકાશ ફેંકીએ, પછી પરાવર્તિત થઈને જે પ્રકાશ પાછો આવે તેના વર્ણપટ (લાઈટના સ્પેક્ટ્રમ)નો અભ્યાસ કરવાથી જે-તે પદાર્થનાં ગુણધર્મ અને લક્ષણો જાણી શકાય છે. પદાર્થ પરથી પરાવર્તિત થયેલા પ્રકાશના વર્ણપટના અભ્યાસને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી કહે છે, જે નોબેલ પ્રાઇઝ વિજેતા ભારતીય વૈજ્ઞાનિક સી.વી. રામને કરેલા રિસર્ચને આભારી છે.

ડૉ. મધુકાંત પટેલનું ઉપકરણ માટી પર પારજાંબલી (અલ્ટ્રાવાયોલેટ), દ્રશ્યમાન (વિઝિબલ લાઇટ)અને પારરક્ત (ઇન્ફ્રારેડ) એમ ત્રણ પ્રકારના પ્રકાશ ફેંકીને માટીમાં રહેલા પોષકતત્ત્વોની હાજરી/પ્રમાણ જાણી લે છે. તેમણે નેનો ટેકનોલોજીની મદદથી ધાતુના સળિયા વિકસાવ્યા છે જે માટીના સંપર્કમાં આવી તેના અન્ય ગુણધર્મ પણ માપી શકે છે.

મહત્ત્વનું છે કે, આ ડિવાઈસ માટીમાં રહેલા જૈવિક દ્રવ્યો, હ્યુમસ, કાર્બનિક તત્ત્વોને પણ માપી શકે છે, જે પ્રાકૃતિક કૃષિ માટે ખૂબ જ ઉપયોગી છે. પરંપરાગત સોઈલ ટેસ્ટિંગમાં આ તત્ત્વો – સજીવો – જીવાણુઓની હાજરી પારખી શકાતી નથી.
ફોટોસ્પેક્ટ્રો સિગ્નેચરને ઓળખીને માટીમાં રહેલા રાઈઝોબિયમ, એઝિટોબેક્ટર, નાઇટ્રોબેક્ટર જેવા બેક્ટેરિયા ટ્રાઇકોડેમા જેવી ફૂગ, અળસીયા અને સેન્દ્રીય પોષક પદાર્થોની હાજરી પણ આ ડિવાઇસથી જાણી શકાય છે. આમ નેચરલ ફાર્મિંગ (પ્રાકૃતિક ખેતી) માટે માટીને તૈયાર કરવામાં આ ડિવાઈસ વરદાનરૂપ છે.

આ AI સોઇલ એનાલાઇઝર ડિવાઇસ કેટલું કારગર અને અસરકારક છે, તે ચકાસવા રાજ્ય સરકારના ખેતી નિયામકશ્રીની કચેરી દ્વારા ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ કેલિબરેશનની મંજૂરી આપવામાં આવી છે.

ICAR સહિતની રાષ્ટ્રીય કૃષિ વિજ્ઞાન સંસ્થાઓ પણ હવે સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીથી માટીના અભ્યાસ અને ગુણવત્તા ચકાસણીને પ્રોત્સાહન આપી રહી છે. આ ડિવાઇસને જમીનમાં ભોંકતા માત્ર 10-15 સેકન્ડમાં જ માટીનું ટેસ્ટિંગ કરી રિપોર્ટ આપે છે. આથી સ્થળ ઉપર જ ખેતરની માટીનું વારંવાર અને ઝડપી ટેસ્ટિંગ કરી શકાય છે, તેવો ડૉ. પટેલનો મત છે.

તેમણે ઉમેર્યું કે, આ ડિવાઇસ માટીના 1 લાખ સેમ્પલ ટેસ્ટ કરી શકે છે, ત્યાર બાદ તેના પ્રોબ (નીચે લાગેલા સળીયા) અને સેન્સર બદલવાની જરૂર પડે છે. પરંપરાગત લેબમાં સોઇલ ટેસ્ટિંગની ટેકનીક માત્ર અનુભવી ટેકનીશયનો જ અનુસરી શકે છે. જ્યારે આ ડિવાઇસનો ઉપયોગ કોઇ પણ સામાન્ય ખેડૂત ટોર્ચ લાઇટની માફક કરી શકે છે. અવકાશના સેટેલાઇટ છેક દૂરથી ઇન્ફ્રારેડ ઇમેજરી કે મલ્ટિ સ્પેક્ટરલ ઇમેજરી પદ્ધતિથી જ જમીનની ગુણવત્તા ચકાસે છે એટલે આ કોઇ તદ્દન નવી ટેકનીક નથી. AI સોઇલ એનાલાઇઝર માટીની ખૂબ નજીક જઇને રિપોર્ટ મેળવે છે, તેથી વધુ ચોક્કસ અને સચોટ પરિણામ આપે છે.

ડૉ. મધુકાંત પટેલના આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ સોઇલ ટેસ્ટિંગ ડિવાઇસના કેલિબરેશન માટે તેમને રાજ્યની તમામ સોઈલ ટેસ્ટિંગ લેબ, જી.એસ.એફ.સી અને ઇફકોની લેબમાંથી માટીના નમૂના લેવાની મંજૂરી આપવામાં આવી છે.

માટીના નમૂનાના લેબ ટેસ્ટિંગનાd રિઝલ્ટ આ ડિવાઇસમાં ફીડ કરીને, ડિવાઇસના વર્તમાન AI બેઝ્ડ ટેસ્ટ રિઝલ્ટને સરખાવીને ડિવાઇસનું કેલિબરેશન કરવામાં આવી રહ્યું છે. આનાથી ડિવાઇસનું મશીન લર્નિંગ પણ થઈ રહ્યું છે. એ.આઈ. ટેકનોલોજીની મદદથી ડિવાઇસ 95% એક્યુરેટ પરિણામો આપતું થઈ જશે, તેમ ડૉ. પટેલે જણાવ્યું છે.

ડૉ. મધુકાંત પટેલ વિજ્ઞાનની સાધનામાં માને છે. તેઓ સિગ્નલિંગ અને રિમોટ સેન્સિંગ આ બે વિજ્ઞાન શાખાના ગહન અભ્યાસુ છે. ઇસરોમાં લાંબા કાર્યકાળ બાદ સ્વૈચ્છિક નિવૃત્તિ લઇને તેઓ ખેતી, આરોગ્ય, શિક્ષણ જેવા ક્ષેત્રે મશીન લર્નિંગ અને AI આધારિત શોધ-સંશોધન કરી રહ્યા છે. તેમણે લખેલા રિસર્ચ પેપર અને કરેલી એક્સપર્ટ ટૉકની સંખ્યા માતબર છે.

ડૉ. મધુકાંત AI સોઇલ એનાલાઇઝર ડિવાઇસના વિકાસ પાછળ વડાપ્રધાનશ્રીના વાક્યો પ્રેરકબળ બન્યા હતા તેમ દૃઢતાપૂર્વક કહે છે.

મધપેટીમાં નાનકડુ માઇક મૂકીને મધમાખીનો મુડ જાણવો જેથી ઉત્તમ મધ ઉત્પાદન કરી શકાય અને ચામડીની સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી દ્વારા વિકૃત (કેન્સરપ્રેરક) કોષોને ઓળખી લેવા એવી ઘણી તકનીકો પર ડૉ. મધુકાંત સંશોધન કરી ચૂક્યા છે.

ગોંડલના વતની, અમદાવાદના રહેવાસી ડૉ. મધુકાંત પટેલનું હવે આ નવુ ઉપકરણ ગુજરાત અને ભારતમાં સોઇલ હેલ્થ ટેસ્ટિંગને તદ્દન નવી જ દિશા આપશે, તેવો વિજ્ઞાન રસિકોને આશાવાદ છે