مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی
سال:1389 | دوره:11 | شماره:3 |تعداد مقالات:8

خشکسالی کشاورزی در سال های اخیر خسارات زیادی به کشور وارد ساخته است که باید تلاش کرد تا با استفاده از مدیریت منطقی، حتی الامکان خسارات ناشی از آن را کاهش داد. بدین منظور لازم است تا مناطق متاثر از این بلا مقایسه شوند و در اولویت اقدامات مدیریتی قرار گیرند. در این مقاله برای تحلیل ریسک خشکسالی کشاورزی و مقایسه آن در شهرستان های استان کرمانشاه یک روش شناسی بر پایه آمار و اطلاعات کشت دیم گندم توسعه داده شده است. بدین منظور با استفاده از روش های رگرسیون و سیستم فازی - عصبی (ANFIS) مدلی برای براورد عملکرد محصول با ورودی شاخص های خشکسالی تهیه شد که پس از بررسی های لازم، شاخص های خشکسالی SPI و Z-index به عنوان ورودی و مدل ANFIS انتخاب شدند. سپس جهت براورد توزیع احتمالاتی عملکرد، از شبیه سازی مونت کارلو استفاده و ریسک خشکسالی در شهرستان های منطقه مورد مطالعه که استان کرمانشاه بود، براورد شد. نتایج نشان داد که به طور نسبی شهرستان هرسین بیشترین و شهرستان سنقر کمترین ریسک را در مواجهه با خشکسالی دارد.

محصولات و مواد کشاورزی در دوران رشد خود در معرض بارگذاری های طبیعی قرار دارند و به هنگام برداشت و پس از آن نیروهای مکانیکی مختلف به آنها وارد می شود. یکی از این محصولات نیشکر است که برای برداشت آن نیروی برشی زیادی مورد نیاز است. بهینه سازی و ساخت ابزار برش در ماشین های برداشت نیشکر نیاز به مطالعات اساسی پارامترهای مکانیکی و فیزیکی محصول و ماشین دارد. در این خصوص شناخت خصوصیات فیزیکی محصول از قبیل قطر، رطوبت، جرم مخصوص، جرم واحد طول، و خصوصیات مکانیکی برش محصول از قبیل حداکثر نیروی برش، مقاومت برش، انرژی مورد نیاز برای برش و انرژی ویژه برش اهمیت ویژه ای دارد. در این تحقیق ساقه دو رقم نیشکر (Cp69 و Cp57) از مزارع تحقیقاتی کشت و صنعت امیرکبیر واقع در جنوب غربی خوزستان تهیه شد و پس از حمل با شرایط حفظ رطوبت، با دو نوع تیغه صاف و مضرس در سه سرعت 0.2، 0.5 و 1.35 متر بر دقیقه تحت برش شبه استاتیکی قرار گرفت. داده ها به کمک نرم افزار آماری SPSS تحلیل شد. نتایج نشان داد که تاثیر رقم بر حداکثر نیروی برش ساقه طبق آزمون دانکن فاقد تفاوت معنی داری اما بر مقاومت برشی در سطح احتمال 1 درصد، دارای اختلاف معنی دار است، همچنین اثر تغییرات سرعت بر حداکثر نیروی برش در سطح احتمال 1 درصد و بر مقاومت برشی در سطح احتمال 5 درصد و تاثیر نوع تیغه (صاف و مضرس) در نیروی برش و مقاومت برشی در سطح احتمال 1 درصد معنی دار است. نتایج نشان داد که افزایش سرعت از 0.2 تا 1.35 متر بر دقیقه خصوصا در تیغه صاف بر بهبود عملکرد برش موثر است، اما تغییر سرعت از 0.5 به 1.35 متر بر دقیقه برای تیغه مضرس نه تنها به کاهش مقاومت برشی نمی انجامد بلکه آن را نیز افزایش می دهد. تیغه مضرس در سرعت های پایین به دلیل نفوذ اولیه بهتر در پوسته ساقه و کاهش مرحله فشردگی ساقه مقدار نیروی برشی کمتری نیاز دارد و متعاقب آن مصرف انرژی و مقاومت برشی می شود.

استفاده تلفیقی از آب های سطحی و زیرزمینی در شبکه های آبیاری، بر بهره برداری از کانال های آبیاری تاثیر می گذارد. جهت مدیریت بهینه کانال های آبیاری، مدل شبیه سازی - بهینه سازی ICSS-SCE توسعه یافت. از مدل تهیه شده در بهینه سازی بهره برداری از کانال L8 شبکه آبیاری قزوین استفاده شد که دارای 5 چاه تلفیقی است. بدین منظور دو حالت حدودا 25 و 40 درصد افزایش مجموع نیاز جانبی کانال در نظر گرفته شد به طوری که این افزایش نیازها از چاه های تلفیقی موجود در مسیر کانال تامین می شود. برای هر حالت، ورود جریان آب زیرزمینی به طور همزمان و دو گزینه بهره برداری و تنظیم سازه ها به صورت معمول و بهینه، جمعا 4 گزینه مورد بررسی قرار گرفت. مدیریت بهینه کانال تعیین و عملکرد کانال در هر یک از گزینه ها به کمک مدل ICSS-SCE تعیین شد. نتایج نشان می دهد که تنظیم سازه های کنترل و آبگیر طبق دستورالعمل بهره برداری بهینه موجب بهبود شاخص های عملکرد کانال و آبگیرهای متاثر از جریان تلفیقی می شود. تابع هدف برای کل کانال در دو حالت به میزان 40 تا 48 درصد بهبود یافته است. در مجموع می توان گفت که در حالت استفاده تلفیقی از آب سطحی و زیرزمینی، مدل تهیه شده قابلیت تعیین دستورالعمل بهینه بهره برداری از کانال های آبیاری را به خوبی دارد.

مقاومت برشی، انرژی لازم برای برش به ازای واحد سطح، همچنین نیرو و انرژی مورد نیاز برای کندن گل پارامترهایی مهم در طراحی و توسعه مکانیزم های برداشت هستند. در این تحقیق تاثیر سرعت برش و زاویه تیزی تیغه بر مقاومت برشی و انرژی لازم برای برش به ازای واحد سطح ساقه زعفران (.Crocus sativus L) در رطوبت های مختلف برش تعیین شد. تاثیر سرعت کندن گل و سطوح مختلف سن گیاه بر نیرو و انرژی مورد نیاز برای کندن گل زعفران نیز بررسی شد. آزمایش ها روی نمونه های جمع آوری شده از مزارع شهرستان کاشمر با استفاده از دستگاه کشش - فشار مواد بیولوژیک اجرا شد. تحلیل داده ها با استفاده از آزمایش های فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی انجام شد. نتایج نشان داد که اثر زاویه تیزی و سرعت برش بر مقاومت برشی و انرژی مورد نیاز برای برش به ازای واحد سطح در سطح احتمال 1 درصد معنی دار است ولی اثر متقابل این عوامل معنی دار نیست. با افزایش زاویه تیزی از 17 به 24 درجه، مقاومت برشی از 0.130 به 0.190 مگاپاسکال و انرژی لازم به ازای واحد سطح برای برش ساقه از 0.305 به 0.443 میلی ژول بر میلی متر مربع افزایش می یابد. با افزایش سرعت برش از 20 به 200 میلی متر بر دقیقه میانگین مقاومت برشی از 0.179 به 0.158 مگاپاسکال و انرژی لازم برای برش به ازای واحد سطح ساقه گل از 0.467 به 0.340 میلی ژول بر میلی متر مربع کاهش می یابد. با افزایش بیشتر سرعت برش (از 200 به 500 میلی متر بر دقیقه)، مقاومت برشی و انرژی لازم برای برش کاهش پیدا نمی کند و بنابراین زاویه تیزی 17 درجه و سرعت برش 200 میلی متر بر دقیقه برای برش ساقه زعفران توصیه می شود. نتایج همچنین نشان می دهد که با افزایش سرعت کندن از 50 تا 500 میلی متر بر دقیقه، میانگین نیروی کندن از 0.339 به 0.459 نیوتن و مقاومت کششی از 0.169 به 0.229 مگاپاسکال و انرژی مصرفی به ازای واحد سطح از 0.473 به 1.914 میلی ژول بر میلی متر مربع افزایش می یابد، اما اثر سن گیاه بر نیروی کندن، مقاومت کششی، و انرژی لازم برای کندن گل به ازای واحد سطح معنی دار نیست. داده های به دست آمده از این تحقیق در طراحی و توسعه مکانیزم های برداشت زعفران کاربرد دارد.

ویژگی های کمی و کیفی (راندمان استخراج عصاره گرم، راندمان استخراج عصاره سرد، قدرت دیاستاتیک، پروتئین کل و پروتئین انحلال پذیر، شاخص تغییرات اصلاحی نیتروژن یا شاخص کلباچ، میزان رنگ و فعالیت بتاگلوکاناز) مالت های تهیه شده از دانه های غلاتی جو رقم صحرا، گندم رقم تجن، و تریتیکاله و نیز مخلوط های مالتی تهیه شده از آنها در قالب طرح کاملا تصادفی با هشت تیمار به منظور تعیین تیمارهای بهینه از نظر قدرت دیاستاتیک و راندمان تولید عصاره و تولید ماده اولیه مناسب صنایع نوشابه های مالتی و صنایع پخت بررسی و مشخص شد که مالت تریتیکاله و مالت جو صحرا به ترتیب حاوی بیشینه و کمینه شاخص کلباچ هستند (0.05>P). مالت تریتیکاله و مالت حاصل از مخلوط مالت جو - مالت تریتیکاله (90 به 10 درصد) حاوی بیشینه و مالت حاصل از مخلوط مالت جو - مالت گندم (90 به 10 درصد) حاوی کمینه (0.05>P) راندمان استخراج عصاره گرم هستند. مالت حاصل از مخلوط مالت جو - مالت گندم - مالت تریتیکاله (80:10:10) و مالت حاصل از مخلوط مالت جو - مالت گندم (80 به 20 درصد) به ترتیب بیشینه و کمینه (0.05>P) قدرت دیاستاتیک را دارند. نتایج همچنین نشان داد که افزودن مالت تریتیکاله (10درصد)، و افزودن مالت گندم و مالت تریتیکاله (هر یک 10 درصد) به ترتیب منجر به تولید ماده اولیه مناسب صنایع نوشابه های مالتی و صنایع پخت می شود.

روش های دقیق و کاربردی در جداسازی تبخیر - تعرق، اطلاعاتی سودمند برای مدیریت آب در مزرعه در جهت بهبود کارایی مصرف آب فراهم می کند. شناخت این روش ها بالاخص در مورد سیستم های نوین آبیاری که با هزینه ای بالا اجرا می شوند با اهمیت است. به این منظور در تحقیقی که در تابستان 1388 در مزرعه موسسه تحقیقات فنی و مهندسی کرج اجرا شد، تبخیر - تعرق گیاه ذرت و جزء تبخیر خاک به طور همزمان به روش بیلان انرژی نسبت بوون اندازه گیری و از تفاضل این دو، تعرق گیاه محاسبه شد. بافت خاک مزرعه محل آزمایش لوم بود و مزرعه با سیستم آبیاری قطره ای زیرسطحی آبیاری شد که در عمق 15 سانتیمتری از سطح خاک نصب شده بود. در زمینه مدیریت آبیاری تلاش شد تا گیاه ذرت دچار تنش نشود. اطلاعات مورد نیاز روش بیلان انرژی نسبت بوون از بالای آسمانه گیاهی، آسمانه گیاهی، و سطح خاک برداشت شد. نتایج نشان داد که برای یک روز نمونه در مرحله میانی رشد گیاه ذرت، از کل انرژی موجود در مزرعه (Rn-G) که می تواند صرف تبخیر - تعرق شود تنها 15 درصد صرف گرمای محسوس هوا شده و بقیه صرف تبخیر - تعرق شده است. شار گرمای ورودی به سطح خاک کمتر از 10 درصد شار تابش خالص است و 93 درصد از انرژی موجود در سطح خاک صرف تبخیر از سطح خاک شده است. در سطح آسمانه گیاهی، حدود 19 درصد از انرژی صرف گرمای محسوس (Hc) شده است. از مقایسه مقادیر ساعتی تبخیر - تعرق به روش بیلان انرژی نسبت بوون و روش پنمن - مانتیث مشخص شد که بین این دو همبستگی خوبی وجود دارد (0.95 = R2) و تغییرات تبخیر - تعرق به روش بیلان انرژی نسبت بوون نسبت به روش پنمن - مانتیث برابر 10 درصد است.

مدیریت جایگزینی ماشین (به ویژه تراکتور) یکی از فاکتورهای کلیدی در انجام دادن به موقع عملیات زراعی می باشد. بنابراین باید با دقت هزینه های تعمیر و نگهداری تراکتور پیش بینی شود. این تحقیق برای ارزیابی تکنیک رگرسیونی در پیش بینی هزینه های تعمیر و نگهداری تراکتور اجرا شد. در این مطالعه از داده های واقعی 60 تراکتور دو چرخ محرک موجود در کشت و صنعت آستان قدس رضوی استفاده شده است. تجزیه رگرسیونی انجام شد. متغیر پاسخ عبارت بود از مقدار هزینه تعمیر و نگهداری و متغیر مستقل ساعات کارکرد تجمعی. مدل های چند جمله ای درجه دوم و درجه سوم و مدل های توانی و نمایی آزمایش شدند. نتایج حاصل نشان می دهد که مدل رگرسیونی درجه سوم بر اساس ضریب تبیین و معنی داری ضرایب رگرسیونی، بهترین مدل جهت پیش بینی هزینه تعمیر، روغن، و سوخت است. همچنین، عملکرد مدل رگرسیونی درجه سوم در مرحله آزمون برای پیش بینی هزینه تعمیرات با متوسط قدرمطلق خطا 3.72 بسیار بهتر از هزینه روغن و سوخت به ترتیب با متوسط قدرمطلق خطا 5.21 و 9.51 است.