ENT 311 Lecture 05: कीट प्रबंधन में ड्रोन (UAV) एवं कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) के अनुप्रयोग

Agro Path Finder official logo
AGRO PATH FINDER
ENT 311 · Pest Management in Crops and Stored Grains — Final Notes
विषय सूची · Quick Navigation02 अध्ययन उद्देश्य (Learning Objectives)03 प्रस्तावना एवं विषय प्रवेश (Introduction)04 प्रमुख वैज्ञानिक परिभाषाएँ (Important Definitions)05 विस्तृत विषय व्याख्या (Detailed Topic Explanation)06 प्रकार एवं वैज्ञानिक वर्गीकरण (Types and Classification)07 महत्वपूर्ण सिद्धांत एवं अवधारणाएँ (Important Principles & Concepts)08 वैज्ञानिक एवं व्यावहारिक उदाहरण व केस स्टडी (Scientific & Practical Examples)09 तुलनात्मक सारणियाँ (Comparative Tables)10 महत्वपूर्ण सूत्र एवं गणितीय गणनाएँ (Formulas and Calculations)11 लेक्चर माइंड मैप (Lecture-Specific Mind Map)12 प्रक्रिया प्रवाह चित्र एवं आरेख (Flowcharts and Diagrams)13 परीक्षा उपयोगी महत्वपूर्ण तथ्य एवं टिप्स (Important Facts & Exam Tips)14 त्वरित पुनरावृत्ति सारांश (Quick Revision Summary)15 बहुविकल्पीय प्रश्नोत्तरी — 10 MCQs (With Answers & Explanations)16 संपूर्ण परीक्षा प्रश्न बैंक (One-Liners, VSA, SA & Long Answer Questions)
यह पाठ्यक्रम की अध्ययन सामग्री है। कीटनाशक, मात्रा और उपचार के उदाहरणों को वर्तमान खेत-स्तरीय सलाह न मानें; वास्तविक उपयोग में वर्तमान पंजीकृत label, फसल–कीट अनुमोदन तथा स्थानीय कृषि विशेषज्ञ की सलाह का पालन करें।
Lecture 05 Theory • Lecture 05 (ENT-311 / ENTO-311) 🖼️ सचित्र विजुअल आरेख सहित (With Visual Identification Diagrams)

Lecture 05: कीट प्रबंधन में ड्रोन (UAV) एवं कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) के अनुप्रयोग

Applications of Drones and Artificial Intelligence in Pest Management

02 अध्ययन उद्देश्य (Learning Objectives)

इस व्याख्यान के अध्ययन के पश्चात विद्यार्थी सक्षम होंगे:

  • कृषि कीट प्रबंधन में मानवरहित हवाई वाहनों / ड्रोन (UAVs — Fixed-wing, Single-rotor एवं Multi-rotor Hexacopter/Octacopter) की संरचना और पेलोड क्षमताओं को समझना।
  • ड्रोन के तीन मुख्य अनुप्रयोगों—(1) रिमोट सेंसिंग द्वारा कीट प्रकोप व हॉटस्पॉट की पहचान (Multispectral NDVI, Red-Edge एवं Thermal imaging), (2) सटीक अति-न्यून आयतन छिड़काव (Precision ULV Spraying & Downwash effect), और (3) जैविक परजीवियों (Trichogramma एवं Bracon/Chrysoperla) के हवाई विमोचन—का अध्ययन करना।
  • कृषि मंत्रालय एवं CIB&RC द्वारा जारी ‘ड्रोन कीटनाशक छिड़काव मानक संचालन प्रक्रिया’ (Drone SOP — उड़ान ऊँचाई 2–3 मीटर, गति 3–5 m/s, जल मात्रा 25–40 L/ha, बूंद आकार 100–250 माइक्रोन, पवन गति <10 km/h) को कंठस्थ करना।
  • कीट विज्ञान में कृत्रिम बुद्धिमत्ता (Artificial Intelligence — CNN/Deep Learning इमेज पहचान, IoT स्मार्ट ई-फेरोमोन ट्रैप, अनाज भंडारण व तना छेदकों हेतु एकॉस्टिक/ध्वनि सेंसर और मौसम-आधारित कीट प्रकोप पूर्वानुमान मॉडल) की कार्यप्रणाली को समझना।

03 प्रस्तावना एवं विषय प्रवेश (Introduction)

मूल सामग्री (Core Course Content): पारंपरिक कीट प्रबंधन में दो सबसे बड़ी कमियाँ रही हैं: पहली—जब तक किसान को अपनी आँखों से खेत के अंदर कीट का प्रकोप (जैसे धान के तने के निचले भाग में छिपा भूरा फुदका BPH या गन्ने का पायरिला) दिखाई देता है, तब तक 20–30% फसल नष्ट हो चुकी होती है; और दूसरी—ऊँची फसलों (गन्ना, कपास, अरहर, आम व नारियल के बागों) या कीचड़ भरे धान के खेत में पीठ पर स्प्रेयर टाँगकर छिड़काव करना अत्यंत कठिन, धीमा और किसान के स्वास्थ्य के लिए खतरनाक होता है।

आधुनिक ‘डिजिटल कीट विज्ञान’ (Digital Entomology / Agriculture 4.0) में ड्रोन (UAVs) और कृत्रिम बुद्धिमत्ता (Artificial Intelligence – AI) के संगम ने इस पूरी प्रक्रिया को स्वचालित कर दिया है। आज ड्रोन मात्र 7 से 10 मिनट में 1 एकड़ खेत का छिड़काव कर देता है, 90% पानी बचाता है और AI-आधारित स्मार्ट फेरोमोन ट्रैप खेत में बैठे-बैठे किसान के मोबाइल पर प्रतिदिन पकड़े गए पतंगों की संख्या और छिड़काव की चेतावनी (ETL Alert) भेज देते हैं।

04 प्रमुख वैज्ञानिक परिभाषाएँ (Important Definitions)

कृषि ड्रोन / मानवरहित हवाई वाहन (Agricultural Drone / Unmanned Aerial Vehicle – UAV)
जीपीएस (RTK-GPS), स्वचालित उड़ान नियंत्रक, मल्टीस्पेक्ट्रल कैमरों या ULV छिड़काव टैंक (10–20 लीटर पेलोड) और रोटरी/प्रेशर नोजल से सुसज्जित एक स्वायत्त बहु-रोटर (Multi-rotor) उड़ने वाला यंत्र, जिसका उपयोग फसल स्वास्थ्य निगरानी, कीट हॉटस्पॉट मैपिंग, बायो-एजेंट विमोचन और सटीक कीटनाशक छिड़काव में किया जाता है।
प्रोपेलर डाउनवाश प्रभाव (Propeller Downwash Effect in Drone Spraying)
ड्रोन के घूमते हुए पंखों (Propellers) द्वारा नीचे की ओर फेंकी जाने वाली तीव्र वायु धारा (Air vortex), जो फसल की पत्तियों को हिलाकर और पलटकर कीटनाशक की सूक्ष्म बूंदों को पौधे के सबसे निचले तने (जैसे धान में BPH के स्थान) और पत्तियों की निचली सतह (सफेद मक्खी के स्थान) तक पहुँचा देती है।
आईओटी स्मार्ट फेरोमोन पाश (IoT-Enabled Smart / Automated e-Pheromone Trap)
सौर बैटरी, फेरोमोन ल्यूर, हाई-रिज़ॉल्यूशन कैमरा और 4G/क्लाउड कनेक्टिविटी से युक्त आधुनिक पाश, जो ट्रैप में फँसने वाले प्रत्येक कीट की तस्वीर खींचकर AI (CNN) द्वारा उसकी प्रजाति और संख्या की गणना करता है और संख्या ETL से ऊपर जाते ही किसान को मोबाइल अलर्ट भेजता है।
एकॉस्टिक / ध्वनि कीट संवेदन (Acoustic / Bio-acoustic Pest Detection)
अत्यंत संवेदनशील पीजोइलेक्ट्रिक/अल्ट्रासोनिक माइक्रोफोन और मशीन लर्निंग की सहायता से अनाज के बोरे के अंदर (जैसे सूँड घुन या खपड़ा भृंग) या पेड़ के तने के अंदर (जैसे नारियल का लाल ताड़ घुन – RPW) छिपे लार्वा के चबाने और चलने की सूक्ष्म ध्वनि तरंगों (0.5–10 kHz) को पकड़कर कीट की पहचान करने की तकनीक।

05 विस्तृत विषय व्याख्या (Detailed Topic Explanation)

1. कीट प्रबंधन में ड्रोन (UAV) के 4 प्रमुख अनुप्रयोग (4 Core Applications of Drones in Pest Management)

1. कीट तनाव एवं हॉटस्पॉट का हवाई संवेदन (Aerial Pest Surveillance & Mapping)

जब रसचूसक कीट (माहू, BPH, सफेद मक्खी, लाल मकड़ी) पौधे का रस चूसते हैं, तो क्लोरोफिल घटने से Near-Infrared (NIR) और Red-Edge स्पेक्ट्रम का परावर्तन तुरंत गिर जाता है और रंध्र बंद होने से पत्ती का तापमान 1 ext–3∘extC बढ़ जाता है। ड्रोन पर लगे Multispectral (NDVI/NDRE) और Thermal कैमरे नग्न आँखों को दिखने से 5–7 दिन पहले ही खेत में ‘कीट हॉटस्पॉट मैप’ (Pest Stress Map) तैयार कर देते हैं।

2. सटीक ULV कीटनाशक छिड़काव (Precision ULV / LV Aerial Spraying)

• समय की बचत: मात्र 5–7 मिनट में 1 एकड़ (15–20 मिनट में 1 हेक्टेयर) का छिड़काव।
• जल की 90% बचत: पारंपरिक 500 L/ha पानी के स्थान पर मात्र 25 से 40 L/ha पानी लगता है।
• डाउनवाश भेदन: पंखों की हवा से धान के भूरे फुदके (BPH) व कपास की सफेद मक्खी पर 2 गुना बेहतर कवरेज。
• ऊँची फसलों व बागों में वरदान: गन्ना, आम, नारियल, सुपारी और दलदली धान में बिना खेत में घुसे सुरक्षित स्प्रे।

3. जैविक नियंत्रण कारकों का हवाई विमोचन (Aerial Release of Bio-agents — ‘entomo-copters’)

ड्रोन में लगे विशेष ‘बायो-डिस्पेंसर’ (Trichocapsule / Bio-agent dispenser) द्वारा गन्ने, मक्का और कपास के बड़े खेतों में अंड परजीवी Trichogramma से भरे बायोडिग्रेडेबल कैप्सूल (Trichoballs), परभक्षी माइट्स (Phytoseiulus) और ग्रीन लेसविंग (Chrysoperla) के अंडों को मात्र 10 मिनट में पूरे खेत में समान रूप से बिखेरा जाता है।

4. रेगिस्तानी टिड्डी दल नियंत्रण (Desert Locust Swarm Control)

वर्ष 2019–20 के टिड्डी आक्रमण के दौरान भारत (राजस्थान, गुजरात, म.प्र.) में ऊँचे पेड़ों और दुर्गम रेतीले टीलों पर बैठे टिड्डी दलों पर मैलाथियान 96% ULV और डेल्टामेथ्रिन का छिड़काव करने में ड्रोन अत्यंत सफल सिद्ध हुए।

2. भारत सरकार (कृषि मंत्रालय एवं CIB&RC) के अनुसार ड्रोन कीटनाशक छिड़काव के मानक पैरामीटर (Standard SOP for Drone Spraying)

  • फसल के छत्र (Canopy) से ड्रोन की उड़ान ऊँचाई:2.0 extसे3.0 extमीटर।
  • ड्रोन की उड़ान गति (Flying Speed):3.0 extसे5.0 extm/s (10 ext–18 extkm/hr)।
  • प्रति हेक्टेयर आवश्यक जल आयतन (Water Volume):20 extसे40 extLitres/ha (10–16 L/acre)।
  • नोजल प्रकार एवं बूंद का आकार (Droplet Size – VMD): सेंट्रीफ्यूगल रोटरी अटोमाइजर या फ्लैट-फैन एंटी-ड्रिफ्ट नोजल; बूंद व्यास 100 extसे250 μextm (ताकि हवा में ड्रिफ्ट न हो और वाष्पीकरण भी न हो)।
  • सुरक्षित मौसम सीमाएँ (Weather Limits): पवन की गति <10 extkm/hr (<2.8 extm/s), तापमान <35∘extC, आपेक्षिक आर्द्रता >50%।
  • बफर जोन (Buffer Zone): जलाशयों, मधुमक्खी बक्सों और आवासीय क्षेत्रों से कम से कम 10 से 100 मीटर की दूरी।

3. नाशीकीट प्रबंधन में कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) एवं मशीन लर्निंग के 4 स्तंभ

  1. कंप्यूटर विजन एवं डीप लर्निंग द्वारा त्वरित कीट पहचान (CNN-Based Automated Pest Identification):
    • कन्वोल्यूशनल न्यूरल नेटवर्क (CNN — जैसे ResNet, Inception, MobileNet, YOLO) करोड़ों कीटों और क्षति लक्षणों की तस्वीरों पर प्रशिक्षित होते हैं। किसान अपने स्मार्टफोन (जैसे ICAR के AI ऐप्स, Plantix, Wadhwani AI ‘CottonAce’) से पत्ती या ट्रैप की फोटो खींचता है और AI 95%+ सटीकता के साथ तुरंत कीट का वैज्ञानिक नाम, अवस्था, ETL की स्थिति और अनुशंसित उपचार बता देता है।
  2. IoT-आधारित स्मार्ट ऑटोमैटिक ट्रैप एवं ई-निगरानी (IoT Smart Traps for Real-Time ETL Monitoring):
    • पारंपरिक फेरोमोन या लाइट ट्रैप में किसान को रोज खेत में जाकर हाथ से कीट गिनने पड़ते हैं। AI-युक्त स्मार्ट ट्रैप में लगा कैमरा प्रतिदिन पकड़े गए Helicoverpa, Spodoptera या Pectinophora पतंगों की स्वतः गिनती कर क्लाउड सर्वर पर भेजता है और ETL पार होते ही SMS अलर्ट जारी करता है (उदाहरण: कपास में पिंक बॉलवर्म हेतु Wadhwani AI एवं TrapView)।
  3. मौसम एवं जलवायु आधारित कीट पूर्वानुमान मॉडल (AI Predictive Pest Outbreak Forecasting):
    • मशीन लर्निंग (Random Forest, LSTM Neural Networks) ऐतिहासिक कीट आँकड़ों, तापमान, आर्द्रता, वर्षा और सैटेलाइट NDVI का विश्लेषण करके 10 से 15 दिन पहले ही पूर्वानुमान (Forewarning) जारी कर देता है कि किस जिले में सरसों का माहू, धान का BPH या मक्का का फॉल आर्मीवर्म फैलने वाला है।
  4. बायो-एकॉस्टिक सेंसर एवं स्मार्ट गोदाम निगरानी (Bio-Acoustic & E-Nose Sensors in Storage & Orchards):
    • नारियल के तने के अंदर छिपे लाल ताड़ घुन (Red Palm Weevil — Rhynchophorus ferrugineus) और अनाज के साइलो में छिपे सूँड घुन व खपड़ा भृंग के लार्वा के चबाने की सूक्ष्म आवाज (Acoustic signature) को AI सेंसर बाहरी शोर से अलग कर प्रारंभिक अवस्था में ही पकड़ लेते हैं।

06 प्रकार एवं वैज्ञानिक वर्गीकरण (Types and Classification)

कीट प्रबंधन में प्रयुक्त डिजिटल तकनीकों का वर्गीकरण:

  • 1. हवाई प्लेटफॉर्म (Aerial Platforms): मल्टी-रोटर ड्रोन (स्पॉट स्प्रे व बायो-एजेंट विमोचन हेतु सर्वश्रेष्ठ) एवं फिक्स्ड-विंग ड्रोन (बड़े क्षेत्र के सर्वेक्षण हेतु)।
  • 2. AI एवं IoT उपकरण: (a) इमेज-आधारित (CNN मोबाइल ऐप्स व स्मार्ट कैमरा ट्रैप), (b) ध्वनि-आधारित (Bio-acoustic sensors for hidden borers/storage pests), (c) मौसम-आधारित (Machine Learning Forewarning Models)।

07 महत्वपूर्ण सिद्धांत एवं अवधारणाएँ (Important Principles & Concepts)

  • ‘कैलेंडर स्प्रे के स्थान पर डेटा-संचालित स्प्रे’ का सिद्धांत (Principle of Data-Driven Precision Spraying over Calendar Spraying): बिना कीट देखे हर 10 दिन पर अंधाधुंध छिड़काव करने के बजाय, ड्रोन रिमोट सेंसिंग और IoT स्मार्ट ट्रैप से प्राप्त वास्तविक समय के डेटा के आधार पर केवल प्रभावित हॉटस्पॉट (Spot application) में ही छिड़काव करना।

08 वैज्ञानिक एवं व्यावहारिक उदाहरण व केस स्टडी (Scientific & Practical Examples)

हल किया गया संख्यात्मक उदाहरण: ड्रोन छिड़काव की कार्य-क्षमता एवं जल बचत की गणना

प्रश्न: एक 10 extहेक्टेयर के गन्ने के फार्म में पायरिला के नियंत्रण हेतु पारंपरिक नैपसैक स्प्रेयर से छिड़काव करने पर 600 extL/ha पानी और प्रति हेक्टेयर 2 extमजदूर−दिन (कुल 20 मजदूर-दिन) लगते हैं। यदि किसान कृषि स्प्रेयर ड्रोन का उपयोग करता है जो 30 extL/ha पानी लेता है और मात्र 18 extमिनटप्रतिहेक्टेयर में छिड़काव पूरा कर देता है, तो कुल बचाया गया पानी (लीटर व प्रतिशत में) और कुल लगने वाला समय ज्ञात कीजिए।

हल (Solution):

  • 1. पारंपरिक छिड़काव में कुल पानी:10 extha×600 extL/ha=6,000 Litres।
  • 2. ड्रोन छिड़काव में कुल पानी:10 extha×30 extL/ha=300 Litres।
  • 3. कुल जल की बचत:6,000−300=5,700 Litres (प्रतिशत बचत =57006000×100=95.0%)।
  • 4. पूरे 10 हेक्टेयर में ड्रोन द्वारा लगा कुल समय:10 extha×18 extmin/ha=180 extminutes=3.0 घंटे (20 मजदूर-दिनों का काम मात्र 3 घंटे में संपन्न!)।

09 तुलनात्मक सारणियाँ (Comparative Tables)

तुलनात्मक सारणी 5.1: पारंपरिक नैपसैक छिड़काव बनाम कृषि ड्रोन (UAV) छिड़काव
तुलना का आधार (Parameter) पारंपरिक नैपसैक स्प्रेयर (Manual Knapsack Sprayer) कृषि स्प्रेयर ड्रोन (Agricultural UAV Sprayer)
1. कार्य-क्षमता (Coverage Capacity) 0.4 ext–0.5 extha/day (1 हेक्टेयर में 2 दिन) 10 ext–15 extha/day (1 हेक्टेयर मात्र 15–20 मिनट में)
2. आवश्यक जल की मात्रा (Water Requirement) 400 ext–800 extLitres/ha (High Volume) 20 ext–40 extLitres/ha (90–95% जल की बचत)
3. बूंद का आकार एवं छत्र भेदन (Droplet & Penetration) बड़ी व असमान बूंदें (250 ext–500 μextm); निचले तने तक कम पहुँच समान सूक्ष्म बूंदें (100 ext–250 μextm) + प्रोपेलर डाउनवाश से गहरा भेदन
4. ऑपरेटर सुरक्षा (Operator Safety) किसान सीधे जहरीली फुहार के संपर्क में आता है (उच्च जोखिम) किसान खेत से बाहर दूर खड़ा रहकर रिमोट से चलाता है (100% सुरक्षित)
5. ऊँची एवं दलदली फसलों में उपयुक्तता गन्ने, बागों और कीचड़ भरे धान में चलाना अत्यंत कठिन ऊपर से उड़कर किसी भी ऊँचाई व कीचड़ वाली फसल में सुगम छिड़काव

10 महत्वपूर्ण सूत्र एवं गणितीय गणनाएँ (Formulas and Calculations)

ड्रोन छिड़काव SOP एवं स्पेक्ट्रल संवेदन के मानक सूत्र
  • 1. ड्रोन की क्षेत्रीय कार्य-क्षमता (Aerial Field Capacity of Drone):
    Field Capacity (ha/hr)=Swath Width W (m)×Flying Speed S (m/s)×360010,000×Field Efficiency (η)
  • 2. कीट तनाव पहचान हेतु रेड-एज सूचकांक (Normalized Difference Red-Edge Index – NDRE):
    NDRE=NIR−RedEdgeNIR+RedEdge
    (सघन खड़ी फसल में रसचूसक कीटों द्वारा क्लोरोफिल ह्रास को पकड़ने में NDRE साधारण NDVI से भी अधिक संवेदनशील होता है।)
  • 3. मानक ड्रोन उड़ान मानदंड (CIB&RC SOP):
    Height above Canopy=2–3 m|Speed=3–5 m/s|Water=25–40 L/ha|Wind<10 km/hr

11 लेक्चर माइंड मैप (Lecture-Specific Mind Map)

Lecture 05: कीट प्रबंधन में ड्रोन (UAV) एवं कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI)
ड्रोन (UAV) के 4 अनुप्रयोग
  • 1. रिमोट सेंसिंग: Multispectral (NDVI/NDRE) व Thermal से हॉटस्पॉट पहचान
  • 2. सटीक ULV स्प्रे: 90% पानी बचत, 15 min/ha, डाउनवाश प्रभाव
  • 3. बायो-एजेंट विमोचन: Trichogramma कैप्सूल (Trichoballs) का हवाई वितरण
  • 4. आपातकालीन नियंत्रण: रेगिस्तानी टिड्डी दल व ऊँचे बागों में स्प्रे
CIB&RC ड्रोन छिड़काव SOP
  • फसल से ऊँचाई: 2 से 3 मीटर | उड़ान गति: 3 से 5 m/s
  • जल की मात्रा: 20 से 40 लीटर/हेक्टेयर (10-16 L/acre)
  • बूंद आकार (VMD): 100 से 250 माइक्रोन (एंटी-ड्रिफ्ट)
  • अधिकतम पवन गति: <10 km/hr | तापमान: <35°C
कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI & ML)
  • कंप्यूटर विजन (CNN – YOLO/ResNet): पत्ती/कीट की फोटो से तुरंत पहचान
  • IoT स्मार्ट फेरोमोन ट्रैप: स्वचालित कीट गिनती व मोबाइल ETL अलर्ट
  • भारतीय AI उदाहरण: Wadhwani AI ‘CottonAce’ (पिंक बॉलवर्म हेतु)
  • मौसम-आधारित मशीन लर्निंग पूर्वानुमान मॉडल (Forewarning)
बायो-एकॉस्टिक एवं स्मार्ट सेंसर
  • एकॉस्टिक सेंसर: तने के अंदर रेड पाम वीविल (RPW) की आवाज पकड़ना
  • गोदाम साइलो में घुन के लार्वा के चबाने की ध्वनि (0.5-10 kHz) पकड़ना
  • ई-नोज (E-Nose): कीट-संक्रमित पौधे के VOCs सूंघकर पहचान

12 प्रक्रिया प्रवाह चित्र एवं आरेख (Flowcharts and Diagrams)

ड्रोन एवं AI-एकीकृत स्मार्ट कीट प्रबंधन चक्र (Smart AI + UAV Pest Management Workflow)
Step 1
चरण 1 (IoT & Aerial Sensing): खेत में लगे IoT स्मार्ट फेरोमोन ट्रैप और मल्टीस्पेक्ट्रल ड्रोन द्वारा साप्ताहिक फसल स्कैनिंग
⬇
Step 2
चरण 2 (AI Cloud Analytics): क्लाउड पर CNN और मशीन लर्निंग द्वारा कीट की संख्या की गिनती एवं NDRE मैप से प्रभावित हॉटस्पॉट जोन का निर्धारण
⬇
Step 3
चरण 3 (Smart ETL Alert): जैसे ही किसी ब्लॉक में कीट संख्या ETL छूती है, किसान के मोबाइल पर सटीक जीपीएस मैप के साथ अलर्ट आता है
⬇
Step 4
चरण 4 (Bio-agent / Spot Drone Action): प्रारंभिक अवस्था में ड्रोन से Trichogramma कैप्सूल का विमोचन, या हॉटस्पॉट पर 25–30 L/ha पानी के साथ ULV स्पॉट स्प्रे
⬇
Step 5
चरण 5 (परिणाम): 90% जल बचत, 50% कीटनाशक बचत, ऑपरेटर की विष से 100% सुरक्षा और त्वरित नियंत्रण

13 परीक्षा उपयोगी महत्वपूर्ण तथ्य एवं टिप्स (Important Facts & Exam Tips)

  • कृषि मंत्रालय एवं CIB&RC के मानक SOP के अनुसार कीटनाशक छिड़काव करते समय फसल के छत्र से ड्रोन की ऊँचाई ‘2 से 3 मीटर’, गति ‘3 से 5 m/s’ और पानी की मात्रा ’20 से 40 लीटर/हेक्टेयर’ होनी चाहिए।
  • ड्रोन के घूमते हुए पंखों (Propellers) से नीचे की ओर बनने वाली हवा की धारा को ‘डाउनवाश प्रभाव’ (Downwash effect) कहते हैं, जो धान के निचले तने में छिपे भूरे फुदके (BPH) तक दवा पहुँचाने में अत्यंत सहायक है।
  • ड्रोन द्वारा गन्ने और मक्का में अंड परजीवी ‘Trichogramma’ के कैप्सूल (Trichoballs) बिखेरने की तकनीक जैविक नियंत्रण में एक बड़ी क्रांति है।
  • कपास में गुलाबी गूलर छेदक (Pink bollworm) और अमेरिकन बॉलवर्म की फेरोमोन ट्रैप फोटो से स्वतः गिनती कर ETL बताने वाला भारत का प्रसिद्ध AI ऐप ‘Wadhwani AI (CottonAce)’ है।
  • नारियल के तने के अंदर छिपे लाल ताड़ घुन (Red Palm Weevil) और गोदाम के दानों के अंदर छिपे घुन की पहचान के लिए ‘बायो-एकॉस्टिक सेंसर’ (Acoustic / Sound sensors) का प्रयोग किया जाता है।

14 त्वरित पुनरावृत्ति सारांश (Quick Revision Summary)

त्वरित पुनरावृत्ति सारांश (Quick Revision Summary):

  • ड्रोन (UAV) के 4 कार्य: मल्टीस्पेक्ट्रल/थर्मल कीट हॉटस्पॉट मैपिंग, सटीक ULV छिड़काव (25–40 L/ha), Trichogramma बायो-एजेंट विमोचन और टिड्डी दल नियंत्रण।
  • CIB&RC ड्रोन SOP: ऊँचाई 2 ext–3 extm, गति 3 ext–5 extm/s, पवन गति <10 extkm/hr, बूंद आकार 100 ext–250 μextm।
  • AI अनुप्रयोग: CNN इमेज पहचान, IoT स्मार्ट फेरोमोन ट्रैप (स्वचालित ETL गणना), बायो-एकॉस्टिक सेंसर व पूर्वानुमान मॉडल।

15 बहुविकल्पीय प्रश्नोत्तरी — 10 MCQs (With Answers & Explanations)

1. भारत सरकार के कृषि मंत्रालय एवं CIB&RC की मानक संचालन प्रक्रिया (SOP) के अनुसार ड्रोन द्वारा कीटनाशक छिड़काव करते समय फसल के छत्र (Canopy) से ड्रोन की उड़ान ऊँचाई कितनी होनी चाहिए?
(A) 2 से 3 मीटर
(B) 50 से 100 मीटर
(C) 500 मीटर
(D) जमीन को छूते हुए
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) 2 से 3 मीटर
व्याख्या: फसल के ठीक 2 से 3 मीटर ऊपर उड़ने से प्रोपेलर का डाउनवाश प्रभाव उत्तम रहता है और हवा में ड्रिफ्ट नहीं होता।
2. पारंपरिक नैपसैक स्प्रेयर (500 L/ha पानी) की तुलना में कृषि ड्रोन से 1 हेक्टेयर खेत में छिड़काव करने के लिए औसतन कितने पानी की आवश्यकता होती है?
(A) मात्र 20 से 40 लीटर प्रति हेक्टेयर (90–95% जल की बचत)
(B) 1000 लीटर/हेक्टेयर
(C) 5000 लीटर/हेक्टेयर
(D) 2000 लीटर/हेक्टेयर
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) मात्र 20 से 40 लीटर प्रति हेक्टेयर (90–95% जल की बचत)
व्याख्या: ड्रोन अल्ट्रा-लो/लो वॉल्यूम सिद्धांत पर सूक्ष्म बूंदें बनाता है जिससे 20–40 L/ha (10–16 L/acre) पानी ही पर्याप्त होता है।
3. ड्रोन छिड़काव में ‘प्रोपेलर डाउनवाश प्रभाव’ (Propeller Downwash Effect) का मुख्य लाभ क्या है?
(A) पंखों की तेज हवा पत्तियों को हिलाकर कीटनाशक की बूंदों को निचले तने (जैसे धान में BPH) और पत्तियों की निचली सतह तक पहुँचा देती है
(B) यह पौधों को उखाड़ देता है
(C) यह बादलों को भगाता है
(D) यह मिट्टी खोदता है
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) पंखों की तेज हवा पत्तियों को हिलाकर कीटनाशक की बूंदों को निचले तने (जैसे धान में BPH) और पत्तियों की निचली सतह तक पहुँचा देती है
व्याख्या: डाउनवाश एयर-वॉर्टेक्स के कारण सघन छत्र वाली फसलों में भी दवा नीचे तने तक समान रूप से पहुँच जाती है।
4. स्मार्टफोन या स्मार्ट ट्रैप के कैमरे द्वारा खींची गई तस्वीर से कीट की प्रजाति और पत्ती पर क्षति के लक्षणों को स्वतः पहचानने के लिए किस कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है?
(A) कन्वोल्यूशनल न्यूरल नेटवर्क (Convolutional Neural Networks — CNN / Deep Learning)
(B) साधारण वर्ड प्रोसेसर
(C) थर्मामीटर
(D) बैरोमीटर
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) कन्वोल्यूशनल न्यूरल नेटवर्क (Convolutional Neural Networks — CNN / Deep Learning)
व्याख्या: CNN (जैसे YOLO, ResNet) छवि प्रसंस्करण द्वारा कीट के आकार, रंग और पंखों के पैटर्न से उसकी सटीक पहचान करता है।
5. खेत में लगे फेरोमोन पाश में फँसने वाले पतंगों की प्रतिदिन स्वतः फोटो खींचकर गिनती करने और संख्या ETL पार होते ही किसान के मोबाइल पर संदेश भेजने वाले उपकरण को क्या कहते हैं?
(A) आईओटी-सक्षम स्मार्ट / स्वचालित ई-फेरोमोन ट्रैप (IoT-enabled Smart Pheromone Trap)
(B) साधारण मिट्टी का घड़ा
(C) बांस की खूँटी
(D) हाथ का जाल
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) आईओटी-सक्षम स्मार्ट / स्वचालित ई-फेरोमोन ट्रैप (IoT-enabled Smart Pheromone Trap)
व्याख्या: IoT स्मार्ट ट्रैप में कैमरा, सोलर पैनल और क्लाउड AI जुड़ा होता है जो रियल-टाइम कीट निगरानी करता है।
6. नारियल के तने के अंदर छिपे ‘लाल ताड़ घुन’ (Red Palm Weevil) या गोदाम के अनाज के अंदर छिपे घुन के लार्वा के चबाने की सूक्ष्म आवाज पकड़कर संक्रमण का पता लगाने वाली तकनीक कौन-सी है?
(A) बायो-एकॉस्टिक / ध्वनि संवेदन (Bio-acoustic Pest Detection Sensors)
(B) लिटमस परीक्षण
(C) चुंबकीय सुई
(D) साधारण दर्पण
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) बायो-एकॉस्टिक / ध्वनि संवेदन (Bio-acoustic Pest Detection Sensors)
व्याख्या: बायो-एकॉस्टिक सेंसर 0.5–10 kHz आवृत्ति पर लार्वा के चबाने और हिलने की आवाज को AI द्वारा पहचान लेते हैं।
7. ड्रोन से कीटनाशक का छिड़काव करते समय हवा में बहाव (Spray drift) को रोकने के लिए पवन की गति (Wind speed) किस सीमा से अधिक नहीं होनी चाहिए?
(A) 10 km/hr (लगभग 2.8 m/s) से अधिक नहीं होनी चाहिए
(B) 100 km/hr
(C) 80 km/hr
(D) तूफान में छिड़काव करना चाहिए
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) 10 km/hr (लगभग 2.8 m/s) से अधिक नहीं होनी चाहिए
व्याख्या: CIB&RC ड्रोन SOP के अनुसार 10 km/hr से तेज हवा चलने पर ड्रोन स्प्रे रोक देना चाहिए ताकि ड्रिफ्ट न हो।
8. गन्ने और मक्का जैसी ऊँची फसलों में जैविक कीट नियंत्रण के लिए ड्रोन से किस अंड-परजीवी के कैप्सूल (Trichoballs) सफलतापूर्वक बिखेरे जाते हैं?
(A) ट्राइकोग्रामा (Trichogramma spp.)
(B) केंचुआ
(C) मेंढक
(D) मछली
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) ट्राइकोग्रामा (Trichogramma spp.)
व्याख्या: ड्रोन पर लगे बायो-डिस्पेंसर से Trichogramma से युक्त बायोडिग्रेडेबल कैप्सूल पूरे खेत में समान रूप से गिराए जाते हैं।
9. नग्न आँखों से लक्षण दिखने से पहले ही ड्रोन द्वारा खेत में रसचूसक कीटों (जैसे माहू व BPH) से ग्रसित ‘हॉटस्पॉट’ पहचानने के लिए किन कैमरों का उपयोग होता है?
(A) मल्टीस्पेक्ट्रल (NDVI / NDRE) एवं थर्मल इंफ्रारेड कैमरे
(B) केवल सादा ब्लैक एंड व्हाइट कैमरा
(C) माइक्रोफोन
(D) लाउडस्पीकर
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) मल्टीस्पेक्ट्रल (NDVI / NDRE) एवं थर्मल इंफ्रारेड कैमरे
व्याख्या: रसचूसक कीटों के प्रकोप से पत्ती का NIR/Red-Edge परावर्तन घटता है और तापमान बढ़ता है जिसे मल्टीस्पेक्ट्रल व थर्मल कैमरे पकड़ लेते हैं।
10. भारत में कपास के किसानों को गुलाबी गूलर छेदक (Pink Bollworm) की फेरोमोन ट्रैप फोटो से AI द्वारा तुरंत ETL और छिड़काव सलाह देने के लिए विकसित प्रसिद्ध मोबाइल समाधान कौन-सा है?
(A) वाधवानी एआई ‘कॉटन-ऐस’ (Wadhwani AI — CottonAce)
(B) रेल सारथी
(C) डिजिलॉकर
(D) पबजी
उत्तर एवं व्याख्या देखें (Show Answer)
सही उत्तर: (A) वाधवानी एआई ‘कॉटन-ऐस’ (Wadhwani AI — CottonAce)
व्याख्या: Wadhwani AI का CottonAce ऐप कपास में पिंक और अमेरिकन बॉलवर्म की तस्वीर से स्वतः गिनती कर ETL सलाह देता है।

16 संपूर्ण परीक्षा प्रश्न बैंक (One-Liners, VSA, SA & Long Answer Questions)

(A) 5 महत्वपूर्ण वन-लाइनर तथ्य (5 Important One-Liners)

  1. CIB&RC SOP के अनुसार ड्रोन छिड़काव में फसल से ऊँचाई 2–3 मीटर, गति 3–5 m/s और जल मात्रा 20–40 L/ha रखी जाती है।
  2. ड्रोन के पंखों की हवा से निचले तने तक दवा पहुँचना ‘प्रोपेलर डाउनवाश प्रभाव’ (Propeller downwash effect) कहलाता है।
  3. ड्रोन छिड़काव से पारंपरिक नैपसैक स्प्रेयर की तुलना में 90% से 95% तक पानी की बचत होती है।
  4. स्मार्टफोन और स्मार्ट फेरोमोन ट्रैप में कीट की फोटो से स्वतः पहचान के लिए ‘CNN’ (Convolutional Neural Network) प्रयुक्त होता है।
  5. तने के अंदर रेड पाम वीविल और अनाज के अंदर घुन के लार्वा की आवाज पकड़ने के लिए ‘बायो-एकॉस्टिक सेंसर’ प्रयुक्त होते हैं।

(B) 5 अति लघु उत्तरीय प्रश्न (5 Very Short Answer Questions — VSA)

1. कीट प्रबंधन में ड्रोन (UAV) के कोई तीन प्रमुख उपयोग लिखिए।
उत्तर: (1) मल्टीस्पेक्ट्रल कैमरों से कीट हॉटस्पॉट मैपिंग, (2) कम पानी (25–40 L/ha) में त्वरित कीटनाशक छिड़काव, और (3) अंड परजीवी Trichogramma कैप्सूल का हवाई विमोचन।
2. ड्रोन छिड़काव के लिए मानक उड़ान ऊँचाई, उड़ान गति और प्रति हेक्टेयर पानी की मात्रा लिखिए।
उत्तर: फसल से ऊँचाई: 2–3 मीटर; उड़ान गति: 3–5 m/s; पानी की मात्रा: 20–40 लीटर/हेक्टेयर।
3. ड्रोन छिड़काव में ‘डाउनवाश प्रभाव’ (Downwash effect) क्या है?
उत्तर: ड्रोन के पंखों (Propellers) से नीचे की ओर फेंकी जाने वाली तेज हवा की धारा जो पत्तियों को हिलाकर दवा की बूंदों को पौधे के निचले भाग और पत्तियों के नीचे तक पहुँचाती है।
4. स्मार्ट फेरोमोन ट्रैप में कीट पहचान के लिए किस AI तकनीक का उपयोग होता है?
उत्तर: कंप्यूटर विजन और कन्वोल्यूशनल न्यूरल नेटवर्क (Convolutional Neural Networks — CNN / Deep Learning) का।
5. बायो-एकॉस्टिक सेंसर (Bio-acoustic sensors) किन कीटों की पहचान में सर्वाधिक उपयोगी हैं?
उत्तर: तने के अंदर छिपे छेदकों (जैसे नारियल का रेड पाम वीविल) और गोदाम में अनाज के दानों के अंदर छिपे घुन के लार्वा की चबाने की आवाज पकड़ने में।

(C) 5 लघु उत्तरीय प्रश्न (5 Short Answer Questions — SA)

1. पारंपरिक नैपसैक स्प्रेयर की तुलना में कृषि ड्रोन (UAV) से कीटनाशक छिड़काव के पाँच प्रमुख लाभ लिखिए।
उत्तर: (1) अत्यधिक समय व श्रम बचत: 1 हेक्टेयर खेत का छिड़काव मात्र 15–20 मिनट में पूरा हो जाता है। (2) 90–95% जल की बचत: 500 लीटर के बजाय मात्र 25–40 लीटर/हेक्टेयर पानी लगता है। (3) प्रोपेलर डाउनवाश प्रभाव: पंखों की हवा से दवा पौधे के सबसे निचले तने (धान में BPH) और पत्ती की निचली सतह तक पहुँचती है। (4) ऑपरेटर की विष से 100% सुरक्षा: किसान खेत से बाहर दूर खड़ा रहकर रिमोट से ड्रोन चलाता है। (5) गन्ना, कपास, बागवानी और कीचड़ भरे धान में बिना फसल कुचले सुगम छिड़काव।
2. भारत सरकार (CIB&RC) द्वारा निर्धारित ड्रोन कीटनाशक छिड़काव के मानक SOP मापदंड क्या हैं?
उत्तर: सुरक्षित और प्रभावी ड्रोन छिड़काव के लिए प्रमुख SOP मानदंड हैं: (1) फसल छत्र (Canopy) से ऊँचाई: 2.0 से 3.0 मीटर; (2) उड़ान गति: 3.0 से 5.0 मीटर/सेकंड; (3) जल की मात्रा: 20 से 40 लीटर/हेक्टेयर; (4) बूंद का आकार (VMD): 100 से 250 माइक्रोन (एंटी-ड्रिफ्ट नोजल द्वारा); (5) पवन गति: 10 km/hr से कम तथा तापमान 35°C से कम होना चाहिए; और (6) केवल CIB&RC द्वारा अनुमोदित संरूपणों (SC, SL, WG, EC) का ही प्रयोग करना तथा जलाशयों व मधुमक्खी पालकों से बफर दूरी रखना।
3. ड्रोन रिमोट सेंसिंग द्वारा खेत में कीट प्रकोप (Pest hotspots) का प्रारंभिक अवस्था में पता कैसे लगाया जाता है?
उत्तर: जब रसचूसक कीट (माहू, BPH, सफेद मक्खी, माइट) पौधे का रस चूसते हैं, तो पत्तियों में क्लोरोफिल और जल की मात्रा घट जाती है तथा रंध्र बंद होने से पत्ती का तापमान बढ़ जाता है। ड्रोन पर लगे मल्टीस्पेक्ट्रल कैमरे NIR और Red-Edge प्रकाश परावर्तन से NDVI और NDRE सूचकांक बनाते हैं तथा थर्मल कैमरे ताप वृद्धि पकड़ते हैं। इससे नग्न आँखों को लक्षण दिखने से 5–7 दिन पहले ही खेत के प्रभावित हिस्सों का जीपीएस ‘प्रिस्क्रिप्शन मैप’ बन जाता है जहाँ स्पॉट-स्प्रे किया जा सकता है।
4. कीट प्रबंधन में ‘IoT स्मार्ट फेरोमोन ट्रैप’ और ‘कंप्यूटर विजन (CNN)’ किस प्रकार कार्य करते हैं?
उत्तर: IoT स्मार्ट फेरोमोन ट्रैप में फेरोमोन ल्यूर के साथ एक हाई-रिज़ॉल्यूशन कैमरा, सोलर बैटरी और मोबाइल सिम/क्लाउड ट्रांसमीटर लगा होता है। जब नर पतंगे (जैसे Helicoverpa या Pink bollworm) ट्रैप की चिपचिपी शीट पर फँसते हैं, तो कैमरा प्रतिदिन उनकी तस्वीर खींचकर क्लाउड सर्वर को भेजता है। वहाँ डीप लर्निंग (CNN) एल्गोरिदम पतंगों को पहचानकर उनकी सटीक संख्या गिनता है और जैसे ही संख्या आर्थिक दहलीज स्तर (ETL) को पार करती है, किसान के मोबाइल पर छिड़काव की चेतावनी भेज देता है।
5. जैविक नियंत्रण कारकों (Biological control agents) के वितरण में ड्रोन की भूमिका स्पष्ट कीजिए।
उत्तर: गन्ने, मक्का और कपास के बड़े खेतों में हाथ से जाकर ‘ट्राइकोकार्ड’ (Trichogramma अंड परजीवी) लगाना अत्यंत श्रमसाध्य होता है। आधुनिक ड्रोनों में एक विशेष ‘बायो-एजेंट डिस्पेंसर’ लगाया जाता है जो परजीवीकृत अंडों से युक्त छोटे बायोडिग्रेडेबल कैप्सूल (Trichoballs) या परभक्षी माइट्स और क्राइसोपर्ला के अंडों को जीपीएस ग्रिड के अनुसार मात्र 10–15 मिनट में पूरे हेक्टेयर में समान दूरी पर गिरा देता है, जिससे जैविक नियंत्रण की दक्षता कई गुना बढ़ जाती है।

(D) 3 दीर्घ उत्तरीय / निबंधात्मक प्रश्न (3 Long Answer Questions — LA)

1. कीट प्रबंधन में मानवरहित हवाई वाहनों / ड्रोन (UAVs) के अनुप्रयोगों (रिमोट सेंसिंग हॉटस्पॉट पहचान, सटीक ULV छिड़काव, जैविक परजीवी विमोचन एवं टिड्डी नियंत्रण), CIB&RC के मानक छिड़काव मापदंडों (SOP) तथा पारंपरिक स्प्रेयर से इसकी तुलना का सविस्तार वर्णन कीजिए।
उत्तर रूपरेखा: ड्रोन के चारों अनुप्रयोगों, तुलनात्मक सारणी 5.1, डाउनवाश प्रभाव, CIB&RC SOP मानकों और 10 हेक्टेयर गन्ने के फार्म में 95% जल बचत के न्यूमेरिकल को विस्तार से लिखें।
2. ‘कृत्रिम बुद्धिमत्ता (Artificial Intelligence – AI) और इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) आधुनिक कीट विज्ञान का भविष्य हैं’—इस कथन की पुष्टि करते हुए CNN इमेज पहचान, स्मार्ट ऑटोमैटिक फेरोमोन ट्रैप, बायो-एकॉस्टिक सेंसर और कीट पूर्वानुमान मॉडलों की कार्यप्रणाली समझाइए।
उत्तर रूपरेखा: प्रवाह चित्र सहित चारों डिजिटल AI/IoT तकनीकों, कॉटन-ऐस (Wadhwani AI), रेड पाम वीविल व अनाज साइलो में एकॉस्टिक सेंसिंग और मौसम आधारित मशीन लर्निंग पूर्वानुमान का विस्तृत वर्णन करें।
3. भारत में छोटे किसानों तक ड्रोन और AI-आधारित कीट प्रबंधन पहुँचाने के लिए सरकार द्वारा चलाई जा रही योजनाओं (जैसे नमो ड्रोन दीदी, कस्टम हायरिंग सेंटर) और इसके सामने आने वाली तकनीकी व आर्थिक चुनौतियों की विवेचना कीजिए।
उत्तर रूपरेखा: ड्रोन दीदी योजना, FPO व KVK के माध्यम से किराये पर ड्रोन सेवा (Spray-as-a-Service), बैटरी क्षमता, DGCA पायलट प्रशिक्षण और ग्रामीण इंटरनेट/डेटासेट चुनौतियों का विश्लेषण करें।

Similar Posts