नया उपकरण जैतून फली मक्खी से निपटने के लिए उपग्रह डेटा का उपयोग करता है।
शोधकर्ताओं ने बदलते जलवायु में जैतून की फसल में होने वाले फली कीट के संक्रमण से निपटने के लिए उपग्रह डेटा का उपयोग करके एक उपकरण विकसित किया है।
हाल ही में इटली के फ्रैस्काटी में यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी में आयोजित एक सम्मेलन में, शोधकर्ताओं ने एक उपकरण का प्रदर्शन किया जो जलवायु परिवर्तन के संदर्भ में जैतून की फली की मक्खी के संक्रमण से निपटने और उन्हें रोकने में मदद कर सकता है।
यह परियोजना जैविक चक्रों को प्रासंगिक उपग्रह डेटा के साथ एकीकृत करने से उत्पन्न हुई है।
"हमें इस परियोजना को चल रहे कीट नियंत्रण प्रयासों में एक नए योगदान के रूप में मानना चाहिए," इतालवी राष्ट्रीय एजेंसी फॉर न्यू टेक्नोलॉजीज, एनर्जी एंड सस्टेनेबल इकोनॉमिक डेवलपमेंट के शोधकर्ता लुइगी पोंटी ने ऑलिव ऑयल टाइम्स को बताया।
आप पूरे पुग्लिया में दस साल के क्षेत्र परीक्षण नहीं कर सकते। लेकिन यह मॉडल आपको मिनटों में ही आभासी रूप से ऐसा करने देता है।
परियोजना के लिए डेटा का एक महत्वपूर्ण स्रोत दो नासा उपग्रहों, टेरा और एक्वा पर स्थापित मध्यम-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग स्पेक्ट्रोरेडियोमीटर (MODIS) सेंसरों का उपयोग करके किए गए उपग्रह अवलोकनों से आता है।
पिछले दो दशकों में, इन सेंसरों ने कई सतही चरों, जैसे कि वनस्पति सूचकांकों को मापा है, साथ ही अत्यधिक विश्वसनीय भूमि सतह तापमान डेटा भी प्रदान किया है।
"उन्होंने दैनिक समय-समाधान के साथ अंतरिक्ष से सतह के तापमान को मापा, साथ ही अपने ओवरपास समयों के कारण अनुमानित दैनिक अधिकतम और न्यूनतम तापमान को भी कैप्चर किया," पोंटी ने कहा।
यह भी देखें: जैतून मक्खी के सहजीवी रहस्य को समझनापरियोजना में एक जर्मन भागीदार कंपनी, मुंडियलिस के संस्थापक मार्कस नेटेलर द्वारा किए गए पिछले शोध ने उपग्रह अवलोकनों से तापमान डेटा निकालने की एक विधि विकसित की।
इसके अतिरिक्त, बादलों की आड़ से होने वाली कमी को पूरा करने के लिए सांख्यिकी और स्थानिक जानकारी पर आधारित एक पद्धति विकसित की गई, क्योंकि MODIS सेंसर बादलों के आर-पार नहीं देख सकते।
पोंटी और उनके सहयोगियों द्वारा प्रस्तुत शोध का उद्देश्य इस व्यापक डेटासेट को सामान्यीकृत अंतर वनस्पति सूचकांक (NDVI) के रूप में जाने जाने वाले MODIS-व्युत्पन्न वनस्पति सूचकांक से जोड़ना था।
MODIS NDVI पृथ्वी की सतह पर हरी वनस्पति की मात्रा को मापता है, जो पूरे वर्ष भूमि आवरण के बारे में जानकारी प्रदान करता है। उस जानकारी का उपयोग MODIS उपग्रहों से प्राप्त तापमान डेटा को बेहतर बनाने के लिए किया जा सकता है।
इस दृष्टिकोण की प्रभावशीलता इज़राइली वैज्ञानिकों की एक टीम के पिछले शोध पर आधारित है, जिन्होंने NDVI डेटा का उपयोग करके MODIS से प्राप्त भूमि सतह के तापमान को कैलिब्रेट करने की एक विधि विकसित की थी।
"उन्होंने जैतून के पेड़ों की छतरी के अंदर थर्मामीटर लगाए और पाया कि MODIS उपग्रहों से प्राप्त तापमान, एक बार MODIS NDVI का उपयोग करके सुधार करने पर, निकटतम मौसम स्टेशन की तुलना में छतरी के तापमान का बेहतर अनुमान लगाता है," पोंटी ने कहा।
इन आंकड़ों की बदौलत, पौधे और जैतून की फली की मक्खी दोनों द्वारा अनुभव किए गए तापमान का अनुमान लगाना संभव है।
"यदि हम वास्तविक कृषि प्रभाव चाहते हैं, तो हमें दिन-प्रतिदिन क्या होता है, इसका अवलोकन करने की आवश्यकता है, क्योंकि पौधे और परस्पर क्रिया करने वाले जीव इसी तरह काम करते हैं," पोंटी ने कहा।
कृषि-पारिस्थितिकी तंत्र के बारे में अत्यधिक सटीक जानकारी की आवश्यकता ने गैर- के सहयोग से जैविक रूप से आधारित जैव-सांख्यिकीय मॉडल के विकास को जन्म दियागैर-लाभकारी वैज्ञानिक कंसोर्टियम CASAS Global।
इस मॉडल का आउटपुट जैतून के पेड़ और जैतून की फली मक्खी के जीवन चक्रों का एक विस्तृत और यथार्थवादी जैविक प्रतिनिधित्व है, जिसमें उनके पारस्परिक अंतःक्रियाएँ भी शामिल हैं।
इस प्रकार का मॉडलिंग, जो एक टॉप-डाउन दृष्टिकोण (उपग्रह डेटा का उपयोग करते हुए) को एक बॉटम-अप दृष्टिकोण (जैविक तंत्र) के साथ जोड़ता है, दोनों की सीमाओं को पार करता है और कृषि प्रबंधन में रणनीतिक विश्लेषण के लिए एक शक्तिशाली उपकरण प्रदान करता है।
उपग्रह अवलोकनों का संयोजन, जीववैज्ञानिक मॉडलिंग और ओपन-सोर्स भौगोलिक सूचना उपकरणों का संयोजन शोधकर्ताओं को अभूतपूर्व तात्कालिक (दैनिक) और स्थानिक (250-मीटर) संकल्प।
"पौधे के लिए, [यह मॉडल] पत्ती, शाखा और जड़ की आबादी का अनुकरण करता है। इसी मूल मॉडल के साथ, यह पौधे के अंगों या कीट के चरणों के जन्म, विकास, उम्र बढ़ने और मृत्यु का अनुकरण करता है," पोंटी ने कहा।
"इसलिए हम अपने जैतून-जैतून की फल मक्खी प्रणाली में कीड़ों और पौधों दोनों का वर्णन करने के लिए एक ही मॉडल का उपयोग करते हैं," उन्होंने आगे कहा।
पौधे के लिए, प्राथमिक संसाधन सौर विकिरण में मौजूद ऊर्जा है, साथ ही मिट्टी से मिलने वाले पोषक तत्व और पानी भी। मक्खी के लिए, संसाधन वह पौधा है जिस पर वह निर्भर करती है: वह कितने जैतून पा सकती है ताकि अंडे दे सके। इसकी महत्वपूर्ण दरें (विकास, प्रजनन) जैतून की उपलब्धता पर निर्भर करती हैं।
"यह मॉडलों को जैविक यथार्थवाद की एक डिग्री देता है, क्योंकि वे वास्तविक दुनिया की संसाधन बाधाओं से बंधे होते हैं जिनका जीवों को सामना करना पड़ता है," पोंटी ने कहा।
"यदि मक्खी को जैतून नहीं मिलते, तो वह प्रजनन-निष्क्रियता में चली जाती है, ठीक वैसे ही जैसे प्रकृति में होता है। तो, यह किसी संक्रमण की सटीक 'भविष्यवाणी' करने का एक उपकरण नहीं है, लेकिन यह आपको बता सकता है कि कुछ निश्चित परिस्थितियों में, वातावरण किसी एक के लिए अनुकूल है," उन्होंने समझाया।
"आप यह नहीं कह सकते कि 'मक्खी कल आएगी', लेकिन आप यह कह सकते हैं कि 'इस क्षेत्र में वर्तमान में ऐसी स्थितियाँ हैं जो मक्खी के विकास में सहायक होंगी'," पोंटी ने जोड़ा।
मौसम के पूर्वानुमानों की तरह ही, जैविक पूर्वानुमान चुनौतीपूर्ण हैं। मौसम पूर्वानुमान को स्वयं लगभग तीन दिनों की छोटी अवधि से परे अविश्वसनीय माना जाता है।
"फिर भी, हम अपने जैविक मॉडलों के लिए इनपुट के रूप में मौसम डेटा का उपयोग करते हैं, इसलिए अनिश्चितता बढ़ जाती है," पोंटी ने कहा। "हमारे मॉडल जो जोड़ते हैं वह रणनीतिक जानकारी है।"
पूर्वानुमान यह बता सकता है कि कब कार्रवाई करनी है, लेकिन यह यह नहीं बता सकता कि कुछ हो क्यों रहा है या बदलते जलवायु में अधिक प्रभावी ढंग से तैयारी कैसे करें।
"इसके लिए क्षेत्र में तंत्र और गतिशीलता को समझना आवश्यक है," पोंटी ने कहा। "यही बात है: अगर जैतून की मक्खी एक प्रमुख कीट है, तो हम इसे आर्थिक और परिचालन रूप से बेहतर ढंग से कैसे प्रबंधित कर सकते हैं, खासकर जलवायु परिवर्तन के तहत, जहाँ जलवायु के बारे में धारणाएँ अप्रचलित हो गई हैं और परिणामी प्रबंधन नियम अब लागू नहीं हो सकते?"
यह भी देखें: शोधकर्ताओं ने जलवायु डेटा से फसल की क्षमता का अनुमान लगाने के लिए एल्गोरिदम विकसित कियाउन्होंने आगे कहा, "हमने इसे अंडालूसिया में अपने काम में स्पष्ट रूप से दिखाया है।" "उदाहरण के लिए, कुछ क्षेत्रों में जैतून में फूल खिलने के लिए अब पर्याप्त ठंड के घंटे नहीं हैं। गर्म क्षेत्रों में, उच्च तापमान के कारण मक्खी की आबादी सीमा से नीचे बनी रहती है, जो मक्खी की तापीय सहनशीलता के करीब या उससे अधिक होता है।"
अधिक सटीक जलवायु और वनस्पति संबंधी जानकारी का उपयोग नीति-निर्माताओं को कीट नियंत्रण रणनीतियों को नया आकार देने में मदद कर सकता है।
अंडालूसिया जैसी क्षेत्र-विशिष्ट हस्तक्षेप और नीतियां, जहां एकीकृत नियंत्रण संगठन निगरानी करते हैं और उपचार निर्धारित करते हैं, अतीत के डेटा का विश्लेषण करने पर निर्भर करती हैं।
"उदाहरण के लिए, निगरानी पारंपरिक रूप से मई में शुरू हो सकती है, लेकिन अगर सर्दियाँ गर्म हों, तो इसे पहले शुरू करना अधिक उपयोगी हो सकता है," पोंटी ने कहा।
जैतून की फल मक्खी की आबादी में तेजी से वृद्धि होती है, यह जैतून के पेड़ के जीवन-चक्र के साथ घनिष्ठ रूप से समन्वित होती है, और जैसे ही जैतून का फल और जलवायु उपयुक्त हो जाते हैं, यह साल भर प्रजनन कर सकती है। यह इसे दुनिया भर में जैतून की फसलों का एक महत्वपूर्ण कीट बनाती है।
पोंटी ने कहा, "अगर इसे जल्दी निगरानी और नियंत्रण में नहीं लाया गया, तो यह जल्द ही हाथ से निकल जाता है।" "इसलिए सबसे अच्छा तरीका यह हो सकता है कि 'शांत' मौसम, यानी देर से सर्दियों या शुरुआती वसंत में भी निगरानी रखी जाए। भविष्य के जलवायु रुझानों को देखते हुए, सक्रिय रहना महत्वपूर्ण होगा।"
जैसे-जैसे मौसम अधिक अप्रत्याशित होता जा रहा है और चरम घटनाएं अधिक आम होती जा रही हैं, इस हद तक कि वे अब असाधारण नहीं रहीं, कृषि संस्थानों को प्रभावी सुरक्षा सेवाओं की योजना बनाना दिन-ब-दिन अधिक चुनौतीपूर्ण लगता जा रहा है।
"यह मॉडलिंग टूल आपको इस बात का यथार्थवादी दृश्य देता है कि क्षेत्र में क्या हो रहा है, कुछ ऐसा जो आप इस पैमाने और इस अवधि के लिए क्षेत्रीय अवलोकनों के माध्यम से कभी नहीं प्राप्त कर सकते," पोंटी ने कहा।
"पुग्लिया में, हमने इतालवी भागीदार रेक्यूब द्वारा प्रदान की गई क्लाउड कंप्यूटिंग की बदौलत, सैकड़ों हजारों स्थानों के लिए 250-मीटर रिज़ॉल्यूशन पर दैनिक समय-सीमा में जैतून और मक्खी की गतिशीलता के 20 वर्षों का अनुकरण किया," उन्होंने आगे कहा।
"मैदानी अवलोकनों से इस तरह का डेटा प्राप्त करना बस असंभव होगा। इस तरह का सिस्टम आपको वह क्षेत्र-स्तरीय अंतर्दृष्टि मूल रूप से मुफ्त में देता है," पोंटी ने अपनी बात जारी रखी।
चूंकि जलवायु पौधों और कीड़ों को अलग-अलग प्रभावित करती है, इसलिए उनके बीच की परस्पर क्रिया और संतुलन बदल जाता है।
"यह जानना महत्वपूर्ण है। आप विभिन्न प्रबंधन परिदृश्यों, जैसे कि पहले हस्तक्षेप, का अनुकरण कर सकते हैं, और यह आकलन कर सकते हैं कि यह कितना फायदेमंद है," पोंटी ने कहा।
"आप पूरे पुग्लिया में दस साल के फील्ड परीक्षण नहीं कर सकते। लेकिन यह मॉडल आपको मिनटों में ही वर्चुअल रूप से ऐसा करने की अनुमति देता है," उन्होंने जोड़ा। "तो, हालांकि यह अल्पकालिक पूर्वानुमान के लिए नहीं है, क्योंकि इसके लिए बिल्कुल विस्तृत वास्तविक समय के जैविक और जलवायु डेटा की आवश्यकता होगी, यह रणनीतिक रूप से वर्णन करने और योजना बनाने के लिए बहुत अच्छा है।"
नासा के एक्वा और टेरा उपग्रह सेवामुक्त किए जाने की प्रक्रिया में हैं। परिणामस्वरूप, शोधकर्ता पहले से ही अन्य उपग्रहों का उपयोग करने पर काम कर रहे हैं, जैसे कि यूमेटसैट और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा लॉन्च किए गए उपग्रह, जिनमें समान सेंसर लगे हैं।
एजेंसी के सेन्टिनल उपग्रहों की नई पीढ़ी में उच्च स्थानिक संकल्प होता है और यह सतह के तापमान का अवलोकन कर सकती है।
"लेकिन वर्तमान में उनमें दैनिक समय-आवधि संकल्प नहीं है, हालांकि भविष्य के सेन्टीनेल मिशनों में दैनिक संकल्प तक पहुंचने की योजना है," पोंटी ने कहा।
"इसका मतलब है कि वे दैनिक अधिकतम और न्यूनतम तापमान प्रदान नहीं कर सकते, जो सर्कैडियन लय के लिए महत्वपूर्ण हैं, ये वे प्राकृतिक चक्र हैं जो पृथ्वी पर जीवन को नियंत्रित करते हैं," उन्होंने समझाया।
उपग्रह-आधारित और अन्य जलवायु डेटा, शारीरिक रूप से आधारित जनसांख्यिकीय मॉडल की जानकारी के साथ मिलाकर, आने वाले वर्षों में न केवल जैतून के बागों के लिए, बल्कि कई फसलों के लिए भी महत्वपूर्ण साबित हो सकता है, जिनका शोधकर्ताओं ने पहले ही अध्ययन कर लिया है।
यह परियोजना TEBAKA परियोजना के ढांचे के भीतर की गई थी और यह Med-Gold परियोजना द्वारा विकसित आईसीटी (ICT) अवसंरचना पर आधारित है, जिनमें से दोनों को यूरोपीय संघ द्वारा वित्त पोषित किया गया है।
रणनीति को सूचित करने के लिए इस डेटा के लिए, सार्वजनिक संस्थानों और क्षेत्रीय संगठनों को कार्रवाई करनी चाहिए।
"जो चीज़ गायब है, वह है आवश्यक क्लाउड कंप्यूटिंग का समर्थन करने के लिए अनुसंधान और परियोजना संसाधन, साथ ही हमारे द्वारा उपयोग किए गए डेटासेट की टाइम सीरीज़ को बनाए रखने और विस्तार करने के लिए भी, जो लगभग 20 वर्षों, 2003 से 2023 तक, को कवर करती है। यह एक लंबा और मूल्यवान कालखंड है," पोंटी ने कहा।
"जलवायु परिवर्तन कोई ऐसी चीज़ नहीं है जो सदी के अंत में होने वाली है। यह कुछ ऐसा है जो अभी हो रहा है," उन्होंने निष्कर्ष निकाला। "किसी दिए गए क्षेत्र में अतीत में क्या हुआ, इसका सांख्यिकीय विश्लेषण एक बेहतरीन उपकरण है, लेकिन अब वे पर्याप्त नहीं हैं, क्योंकि जलवायु तेजी से बदल रही है।"