مهندسی بیوسیستم ایران
سال:1391 | دوره:43 | شماره:2 |تعداد مقالات:16

هدف اصلی این پژوهش، بررسی اثر برنامه های توسعه بر تحولات مکانیزاسیون و اشتغال در بخش کشاورزی ایران است. برای این منظور از رهیافت الگوسازی سری زمانی استفاده شده است. بر اساس نتایج برازش الگوی VEC، جانشینی میان نهاده های ماشین و نیروی کار تایید می شود. به طور کلی یک واحد ضریب مکانیزاسیون معادل اشتغال یک میلیون نفر نیروی کار در بخش کشاورزی ایران است. همچنین نتایج الگو بیانگر آن است که اجرای برنامه های توسعه مکانیزاسیون بر بهبود وضعیت آن موثر بوده، اما فاصله زیاد هدف های برنامه با عملکرد آن گویای ناکارآمدی در دستیابی به چشم انداز برنامه هاست. با وجود این، اجرای صحیح برنامه های توسعه و دستیابی به اهداف آن، یکی از راه های رسیدن به مکانیزاسیون در سطح مطلوب خواهد بود.

به کارگیری مدیریت موضعی محصولات زراعی (SSCM) در اعمال نهاده ها به صورت نرخ-متغیر (VRA) رهیافتی مفید به منظور بهینه سازی مصرف نهاده های زراعی و حفظ محیط زیست است. بر این اساس در این پژوهش طراحی، ساخت و ارزیابی یک سامانه سمپاشی نرخ-متغیر بر مبنای نقشه خاک مورد توجه قرار گرفت. در ابتدا یک نمونه سامانه اعمال علف کش با استفاده از رهیافت تزریق مستقیم (DI) طراحی و ساخته شد. این سامانه بر اساس تعیین موقعیت مکانی سمپاش در مزرعه توسط یک گیرنده سامانه مکان یاب جهانی (GPS)، مقایسه آن با داده های نقشه مدیریتی و اندازه گیری سرعت پیشروی سمپاش در مزرعه، میزان اعمال ماده موثر علف کش را متناسب با هر ناحیه مدیریتی توسط کنترل تزریق کننده ها تعیین می کند. مهمترین عامل موثر بر عملکرد سامانه تزریق مستقیم زمان پاسخ سامانه در انتقال محلول سم از محل تزریق تا نوک افشانک ها تعیین شد. به منظور اندازه گیری زمان تاخیر (زمان پاسخ) در انتقال محلول سم از نقطه تزریق تا نوک افشانک ها از عامل هدایت الکتریکی محلول در محل افشانک ها استفاده شد. در طی انجام آزمون های کارگاهی، عوامل کنترلی سامانه شامل چرخه وظیفه، سرعت پیشروی، فشار سیال حامل، فشار ماده موثر علف کش (و در نتیجه دبی آن)، میزان ماده موثر مورد نیاز بر اساس نقشه مدیریتی اعمال علف کش و نیز محل تزریق ماده موثر علف کش درون سیال حامل تغییر یافت. هر آزمون کارگاهی در سه تکرار انجام گرفت. به منظور تجزیه و تحلیل و مقایسه نتایج کارگاهی از تجزیه واریانس به همراه آزمون دانکن با سطح احتمال %5 استفاده شد تا اثر تغییر پارامترهای مختلف بر زمان تاخیر سامانه تعیین شود. به منظور بررسی اثر بر هم کنش عوامل مختلف از آزمایش فاکتوریل با طرح بلوک کامل تصادفی استفاده شد. بررسی نتایج نشان داد که زمان پاسخ سامانه به طور معنی داری به دو عامل میزان فشار سیال حامل و محل تزریق ماده موثر علف کش بستگی دارد که با در نظر گرفتن این دو عامل در طراحی سامانه، می توان به دقت بالاتری در اعمال علف کش در محل مورد نظر در مزرعه دست یافت.

در این تحقیق با استفاده از فیلترهای گابور، روشی برای استخراج ویژگی های مناسب از تصاویر پسته و بازشناسی رقم آن، ارائه شده است. برخلاف روش های موجود دسته بندی ارقام پسته که بر اساس پردازش تک تک دانه های پسته انجام شده اند، در روش حاضر، تصویر مجموعه ای از دانه های پسته به عنوان بافت مورد پردازش قرار می گیرد که این امر موجب کارآیی و افزایش سرعت می گردد. روش ارائه شده روی مجموعه ای شامل 1000 زیرتصویر از 5 رقم متداول پسته آزمایش شده است. برای طبقه بندی، طبقه بند k همسایه نزدیکتر به کار رفته است. نتایج آزمایش، متوسط نرخ طبقه بندی صحیح برای مجموعه آزمایشی را معادل %94.8 نشان می دهد که مناسب بودن روش پیشنهادی برای بازشناسی پسته را تایید می کند.

تعیین غیرمخرب، سریع و کم هزینه مقدار رطوبت خرما یکی از اقدامات بسیار مهم در تعیین رسیدگی و فرآوری این محصول ارزشمند محسوب می شود. از طرف دیگر، روش اسپکتروسکوپی NIR یکی از روش های توانمند در تخمین غیرمخرب خواص درونی محصولات کشاورزی است. در این تحقیق، اثر سه روش متداول بازتابشی، عبوری و تقابلی در اندازه گیری طیف NIR بر توانایی مدل های PLS در تخمین مقدار رطوبت خرماهای مضافتی مورد مطالعه قرار گرفت. طیف NIR خرماها با استفاده از یک اسپکترومتر PDA در محدوده طول موج 1700- 900 نانومتر و در هر سه وضعیت بازتابشی، عبوری و تقابلی جمع آوری گردید. از الگوریتم ساویتسکی- گولای برای یکنواخت کردن، پیش پردازش تصحیح پراکنش افزاینده (MSC) برای حذف اطلاعات اضافی از طیف ها و روش حداقل مربعات نسبی (PLS) برای مدل سازی مقدار رطوبت از روی داده های NIR استفاده شد. مقایسه نتایج به دست آمده نشان داد که وضعیت تقابلی بهترین حالت برای اندازه گیری طیف NIR خرمای مضافتی می باشد، به طوری که مدل PLS به دست آمده در این وضعیت توانست مقدار رطوبت خرماهای مضافتی را با یک ضریب تبیین (R2cv) برابر 0.922، ریشه میانگین مربعات خطای (RMSECV) برابر %1.57 و انحراف پیشگوی باقیمانده (RPD) برابر 3.60 پیش بینی کند. از جمله علل این برتری را می توان تاثیر کمتر عوامل مزاحم مانند تغییر در فاصله نمونه با فیبر و همچنین اثر کمتر ناهمواری های سطحی پوست خرما در وضعیت تقابلی دانست.

گندم دیم یکی از محصولات مهم در غرب ایران به ویژه استان همدان می باشد که معمولا در تناوب با آیش یا حبوبات (عمدتا نخود) کشت می شود. اطلاعات کمی در خصوص موفقیت آمیز بودن به کارگیری سامانه های بی خاک ورزی و کم خاک ورزی در کاشت نخود - گندم در شرایط دیم وجود دارد. به منظور تعیین اثر پنج سامانه خاک ورزی بر برخی خواص فیزیکی خاک و عملکرد گندم، تحقیقی در ایستگاه تحقیقاتی تجرک (شهرستان کبودر آهنگ) در یک خاک لوم رسی سیلت دار به مدت چهار سال (87-1384) انجام شد. سامانه های خاک ورزی شامل: T1- گاوآهن برگرداندار+ دیسک به عنوان خاک ورزی مرسوم، T2- گاوآهن قلمی + غلتک به عنوان کم خاک ورزی، T3- هرس دوار عمودی (سیکلوتیلر)+ غلتک به عنوان کم خاک ورزی، T4- پنجه غازی + غلتک به عنوان کم خاک ورزی و T5- کاشت مستقیم با خطی کار به عنوان بی خاک ورزی بود. این تحقیق به صورت طرح آماری بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد. در حین آزمایش برخی خواص فیزیکی خاک شامل: جرم ویژه ظاهری خاک و سرعت نفوذ آب به خاک اندازه گیری شد. همچنین عملکرد و اجزا عملکرد گندم تعیین شد. نتایج نشان داد که اثر روش های خاک ورزی بر جرم ویژه ظاهری خاک و سرعت نفوذ آب به خاک در سطح احتمال 1% معنی دار بود و تیمار T2 کمترین جرم ویژه ظاهری و بیشترین سرعت نفوذ آب به خاک را در بین تیمارها داشت. نتایج سه ساله نشان داد که اثر روش های مختلف خاک ورزی بر عملکرد دانه و کاه معنی دار نبود. متوسط عملکرد دانه گندم در سه سال فصل زراعی برای تیمار T2 (1050 کیلو گرم در هکتار)، t3 (1030 کیلو گرم در هکتار)، T4 (982 کیلو گرم در هکتار)، T5 (974 کیلو گرم در هکتار) و T1 (932 کیلوگرم در هکتار) بود. می توان نتیجه گرفت که سامانه های کم خاک ورزی و بی خاک ورزی موجب افزایش جزیی در عملکرد دانه گندم نسبت به خاک ورزی مرسوم شد. بنابراین، دامنه وسیعی از سامانه های مختلف کم خاک ورزی و بی خاک ورزی برای تولید گندم دیم در تناوب نخود- گندم در اراضی دیم استان همدان بدون کاهش در عملکرد، می تواند جایگزین روش مرسوم (شخم با گاوآهن برگرداندار) شود.

یکی از مهم ترین تنظیم ها برای ماشین های کشاورزی، به ویژه ادوات خاک ورز، برقراری حالت تراز در حین کار است. در تحقیق حاضر با استفاده از مدارهای الکترونیکی و هیدرولیکی به کار گرفته شده، سامانه هوشمندی طراحی، ساخته و ارزیابی شد که به وسیله آن بتوان تراز طولی و عرضی گاوآهن برگردان دار سوار شونده را به صورت خودکار در ابتدای مسیر شخم و در حین عملیات شخم همزمان با ثبت و درج عمق شخم انجام داد. در این تحقیق از طرح کرت های نواری خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی (3´2´3) و در سه تکرار استفاده شد. تراز گاوآهن در سه سطح (طولی، عرضی و مرسوم)، عمق اولیه شخم در دو سطح (15 و 20 سانتی متر) و سرعت پیشروی در سه سطح (3، 5 و 8 کیلومتر بر ساعت) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمون تجزیه واریانس عمق های اندازه گیری شده نشان داد که اثرات متقابل سه متغیر تراز گاوآهن، عمق اولیه شخم و سرعت پیشروی در سطح 5 درصد، معنی دار شده است. نتایج حاصل از مقایسه میانگین عمق های اندازه گیری شده سه متغیر فوق الذکر (LSD%5)، لزوم به کارگیری دو سامانه کنترل تراز طولی و عرضی گاوآهن را نشان می دهد. در یک نگاه کلی لزوم افزایش سرعت واکنش (به معنای کاهش زمان واکنش) سامانه در سرعت های بالاتر نیز مشهود می باشد. به عبارت دیگر افزایش سرعت واکنش بایستی تابعی از سرعت پیشروی باشد.

دوغ - نوشیدنی مشهور ایرانی- حاصل تخمیر لاکتیکی شیر است و ماده خشک آن از راه رقیق کردن ماست دوغ سازی (پس از تخمیر) یا شیر دوغ سازی (پیش از تخمیر) استاندارد می گردد. از مشکلات اساسی که حین زمان نگهداری این فراورده رخ می دهد، جدا شدن سرم است. داشتن قوام مناسب و جدا نشدن سرم در زمان نگهداری از ویژگی های مطلوب دوغ به شمار می آیند. پکتین با متوکسیل بالا جهت جلوگیری از جدا شدن سرم و اصلاح ویژگی های رئولوژیک نوشیدنی های بر پایه شیر تخمیری پیشنهاد می گردد. از آنجایی که نیروهای الکترواستاتیک در مکانیزم پایدارسازی دوغ با HMP دخالت دارند، غلظت نمک و قدرت یونی سامانه، رفتار پایدارکنندگی HMP را تحت تاثیر قرار می دهند. از سوی دیگر، همگن کردن با تغییر اندازه ذرات دوغ پایدار شده، در پایداری آن تاثیر دارد. در این مطالعه، 0.25 درصد HMP به آب نمک (0.5 و 1 درصد) اضافه شد، سپس محلول حاصل به ماست افزوده تا نهایتا دوغ با مواد جامد بدون چربی شیری %4 (وزنی/وزنی، بر پایه مرطوب) آماده شد. فراورده های نهایی در فشار 150 یا 250 بار همگن شده و سپس به لحاظ توزیع اندازه ذرات و ویژگی های رئولوژیک مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که نمک اثر قابل ملاحظه بر رفتار پایدار پایدارکنندگی HMP دارد و توزیع اندازه ذرات دوغ پایدارشده با HMP را به صورت معنا داری تحت تاثیر قرار می دهد.

در این پژوهش اسیدولیز آنزیمی روغن کلزا با اسیدهای چرب کاپریلیک و کاپریک به منظور تولید لیپید بازساخته مورد بررسی قرار گرفت. لیپوزیم تی ال آی ام که یک نوع لیپاز یک، سه ویژه ترمومایسس لانوگینوزا می باشد به عنوان کاتالیزور در واکنشگاه بچ استفاده گردید. شرایط واکنش با در نظر گرفتن نسبت مولی اسید چرب به روغن (1:1، 1:2 و 1:3)، مقدار آنزیم (8، 4 و 12 درصد)، دما (45، 55 و 65 درجه سلسیوس) و زمان (15، 30 و 45 ساعت) به روش تاگوچی طرح ریزی شد. پروفیل اسیدهای چرب محصولات واکنش با استفاده از کروماتوگرافی گازی، آزمون و تغییرات عدد یدی از روی ترکیب درصد اسید چرب نمونه ها تعیین گردید. محصولات واکنش در شرایط بهینه از نظر چگونگی توزیع اسیدهای چرب مقایسه شدند. نتایج نشان داد که ترکیب درصد اسیدهای چرب روغن کلزا در اثر واکنش تغییر می کند. واکنش اسیدولیز در حضور لیپوزیم تی ال آی ام در 55، نسبت مولی اسید چرب به روغن 1:3 و %12 آنزیم بالاترین درصد مولی اسیدهای چرب کاپریلیک (%37.2) و کاپریک (%38.9) را بعد از 15 ساعت گرماگذاری در روغن کلزا وارد نمود. تفاوت بین دو اسید چرب کاپریلیک و کاپریک در جریان واکنش اسیدولیز با هر یک از آنزیم ها معنی دار نبود و عدد یدی روغن از 118.5 به 78.5 کاهش یافت. بررسی توزیع اسیدهای چرب در تری آسیل گلیسرول ها در اثر واکنش اسیدولیز با استفاده از لیپوزیم تی ال آی ام به ترتیب حضور 49.5 و 53.4 درصد مولی از اسید کاپریلیک و اسید کاپریک را در جایگاه sn-1, 3 نشان داد.

رساندن پنیر یکی از مهمترین مراحل طی آماده سازی پنیر می باشد. در پنیر UF حضور پروتئین های آب پنیر در داخل دلمه، موجب بروز صفات و رفتارهای غیر عادی در این محصول می گردد که از جمله آنها می توان به رسیدن کند، عطر و طعم ضعیف و بافت نرم و نامطلوب اشاره کرد. با توجه به اینکه دما و زمان از مهمترین عوامل بیرونی قابل کنترل در رسیدن پنیر محسوب می شوند، در این تحقیق سعی شده است به مطالعه اثر این عوامل بر روی رساندن پنیر سفید ایرانی تهیه شده به روش UF پرداخته شود و از تکنیک مدلسازی برای پیش بینی تغییرات کمی و کیفی ایجاد شده به عنوان تابعی از عوامل مذکور در طی رسیدن پنیر با هدف کنترل فرایند استفاده گردد. برای این منظور، نمونه های پنیر تولیدی در دماهای مختلف (5، 10، 15 و 20 درجه سلسیوس) قرار داده شد و در پایان هر مقطع زمانی (1، 3، 6 و 9 هفته) نمونه ها مورد آنالیز قرار گرفتند. متغیرهای PH4/6-SN و NPn (به عنوان شاخص شدت پروتئولیز) و ADV (شاخص میزان لیپولیز)، برآورد گردید و مدلسازی داده ها به کمک نرم افزارهای MatLab وExcel انجام شد. از معادلات سینتیکی درجه صفر، درجه اول و ویبل وهمچنین معادله آرنیوس به منظور توصیف تغییرات ویژگی های اندازه گیری شده به عنوان تابعی از عوامل بیرونی استفاده شد و در نهایت مدل با بیشترین انطباق برای هر یک از ویژگی ها مشخص شد. افزایش دما موجب بالا رفتن شاخص های TCA/TN، TCA/SN و ADV شد و Q10 مربوط به آنها به ترتیب 1.403011، 4.724578 و 1.426353 برآورد گردید. اثر افزایش دما بر روی شاخص SN/TN متفاوت از بقیه بود.

یکی از عوامل شکستگی دانه های برنج در هنگام سفید شدن، حرارت ایجاد شده بر اثر مالش و سایش دانه ها به یکدیگر و به توری و توپی دستگاه سفید کن می باشد. در این پژوهش تاثیر اعمال دماهای مختلف برنج قهوه ای بر میزان شکستگی دانه های برنج در فرآیند سفید شدن بررسی شده است. به این منظور ابتدا شلتوک رقم خزر تا رطوبت 11-10 درصد خشک گردید. پوست گیری تا 90±2 درصد توسط پوست کن غلتک لاستیکی انجام شد. نمونه ها پس از بسته بندی در داخل بسته های پلاستیکی در دماهای 13-، 5، 18، 25، 35، 45 و 55 درجه سلسیوس نگه داری شدند. فرآیند سفید کردن با سه تیمار زمانی 30، 35 و 40 ثانیه توسط سفید کن مالشی آزمایشگاهی انجام شد. این آزمون براساس طرح کامل تصادفی در قالب فاکتوریل با دو فاکتور دمای برنج قهوه ای و زمان سفید شدن در 6 تکرار انجام شد. نتایج نشان داد بالا رفتن دما تا 25 درجه سلسیوس اثر معنی داری بر ضریب تبدیل برنج قهوه ای به برنج سفید نداشت اما دماهای بالاتر موجب کاهش ضریب تبدیل گردید. به نحوی که در دمای 55 درجه سلسیوس ضریب تبدیل تا 1.94 درصد کاهش نشان داد. با افزایش دما، درصد شکستگی افزایش پیدا کرد، به ویژه زمانی که دما از 25 به 55 درجه سلسیوس رسید، میزان خردشدن حدود 3.7 درصد افزایش یافت. شاخص درجه سفیدی در محدوده 5 تا 25 درجه سلسیوس کمترین مقدار را داشت. در دمای 13- و بالاتر از 25 درجه سلسیوس برنج سفید تر و روشن تر به دست آمد.