مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی
سال:1387 | دوره:9 | شماره:3 |تعداد مقالات:17

در سال های اخیر پدیده خشکسالی خسارت های فراوانی به بخش کشاورزی کشور وارد آورده که وجود یک سیستم پیش آگاهی از تاثیر آن بر محصولات کشاورزی را برای کمک به سیاستگذاران و ذی نفعان ضروری می سازد. در این تحقیق، مدلی برای ارزیابی پیش بینی آسیب ناشی از خشکسالی کشاورزی بر استان کرمانشاه با استفاده از روش های آماری و هوشمند توسعه یافته است. این مدل به طور خاص برای محصول گندم دیم است و می تواند خود را همراه با رشد گیاه و در مراحل مختلف فنولوژیک بهنگام کند. در فرایند توسعه مدل، از شاخص های خشکسالی PDSI، Z-index، CMI، SPI و EDI استفاده و جهت انتخاب متغیرهای مناسب، روش های الگوریتم ژنتیک، و شبکه مصنوعی عصبی به کار گرفته شد. نتایج نشان می دهد که شاخص Z-index نسبت به بقیه شاخص ها آسیب ممکن را بهتر پیش بینی می کند. همچنین، مدل با گذشت زمان در مراحل مختلف بحرانی رشد از برازش بهتری برخوردار می شود و به خصوص از مرحله سوم به بعد، سطح معنی داری روابط به 1 درصد رسیده و نتایج پیش بینی قابل اتکا می شود. همچنین، اتصال مدل به محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی قابلیت های آن را برای تحلیل های لازم مکانی و ارایه کارآمدتر نتایج ارتقا نمود.

به منظور تعیین مقاومت مکانیکی دانه زیره، در این تحقیق اثر عوامل مختلف شامل رطوبت، اندازه دانه، سرعت و جهت بارگذاری بر نیرو و انرژی لازم برای شکست دانه زیره تحت بارگذاری شبه استاتیکی مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که رطوبت و جهت بارگذاری در سطح احتمال 1 درصد تاثیری معنی دار بر نیرو و انرژی لازم برای شکست دانه دارند. تاثیر اندازه دانه و سرعت بارگذاری به ترتیب بر نیرو و انرژی لازم برای شکست دانه در سطح احتمال 1 درصد معنی دار است. افزایش رطوبت سبب کاهش مقاومت مکانیکی دانه و افزایش قابلیت شکل پذیری آن در مقابل نیروهای وارده می شود ظرفیت جذب انرژی دانه های مرطوب نسبت به دانه های خشک بیشتر است و این موضوع، مقاومت به شکست و از هم گسیختگی دانه را در حین اعمال نیرو افزایش می دهد. بیشترین انرژی جذب شده توسط دانه های زیره تا نقطه شکست 15.31) میلی مگاژول) متعلق به دانه های ریز با رطوبت 15 درصد در بارگذاری افقی و کمترین 1.73) میلی مگاژول) متعلق به دانه های درشت با رطوبت 5.7 درصد در بارگذاری عمودی است همچنین بیشترین نیروی لازم برای شکست مربوط به دانه های ریز با رطوبت 5.7 درصد در بارگذاری افقی و کمترین آن متعلق به دانه های درشت با رطوبت 15 درصد در بارگذاری عمودی است.

با توجه به ارزش آب در کشاورزی و محدودیت این منبع مهم و حیاتی و وجود خشکسالی های متناوب در کشور، صرفه جویی در مصرف و استفاده بهینه از آب موجود امری ضروری است. هدف از این تحقیق بهینه سازی مصرف آب و الگوی کشت به کمک تکنیک کم آبیاری است. در این تحقیق، اثر درصدهای مختلف کاهش آب مصرفی در دوره های مختلف رشد به عنوان سناریوهای آبیاری بر الگوی کشت غالب (گندم، جو، برنج، چغندرقند، ذرت دانه ای، و ذرت علوفه ای) در منطقه درودزن استان فارس بررسی شد. پس از آن با استفاده از این اقدامات و تابع تولید، تابع هدف تعریف و در غالب یک مدل برنامه ریزی خطی بر اساس حداکثر کردن درآمد، طرح بهینه شد. نتایج مدل نشان می دهد که محصول موثر برای کشت اول سال زراعی، گندم و در کشت دوم سال زراعی، ذرت دانه ای است و سایر محصولات به نسبت های کمتری در بهینه سازی مصرف آب نقش دارند. از دیگر نتایج این تحقیق می توان به بررسی اثر محدودیت آب در دوره های مختلف رشد بر سطح زیر کشت گندم و ذرت دانه ای در کشت های اول و دوم اشاره کرد. نتایج این بررسی همچنین نشان می دهد که بهترین زمان جهت اعمال کم آبیاری برای گندم به ترتیب در اواخر دوره رویشی، دوره شکل گیری، و دوره رسیدن و برای ذرت دانه ای در دوره استقرار و دوره رسیدن است.

شناخت خواص گسیختگی دانه برنج و اثر رطوبت و دما بر آن در تحلیل و پیش بینی رفتار شکستگی آنها در هنگام انتقال و فراوری، مهم است. مقادیر این خواص همچنین برای طراحی دقیق ماشین آلات برنج کوبی به منظور کمینه کردن صدمات ضروری است. در این تحقیق، خواص مکانیکی فشاری دانه های دو رقم برنج قهوه ای هاشمی و خزر در رطوبت ها و دماهای متفاوت مطالعه شد. آزمایش ها در دو حالت بارگذاری فشاری شامل آزمون فشار دانه کامل و آزمون فشار محوری روی نمونه های استوانه ای از دانه در سه سطح رطوبت 10.2)، 12.2، و 13.25 درصد بر پایه تر) و چهار سطح دمای دانه 35)، 45، 55، و 65 درجه سانتی گراد) بررسی شد. در آزمون فشاری دانه کامل، پارامترهای نیروی لازم برای شکست دانه، تغییر شکل در نقطه شکست، انرژی شکست، و مدول الاستیسیته ظاهری اندازه گیری شدند. در آ‍زمون فشار محوری نمونه استوانه ای نیز تنش و کرنش گسیختگی، مدول چغرمگی، و مدول الاستیسیته فشاری تعیین شدند. نتایج نشان می دهند که رطوبت و دمای دانه اثری معنی دار بر مقادیر خواص مکانیکی فشاری برنج قهوه ای دارند. مقادیر کلیه خواص مکانیکی، به جز کرنش گسیختگی فشاری، با کاهش رطوبت و دمای دانه افزایش نشان می دهد. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان می دهد که رقم تاثیری معنی دار بر کلیه خواص گسیختگی فشاری ندارد. برای هر دو رقم مورد مطالعه، مقدار متوسط نیروی لازم برای شکست دانه های برنج قهوه ای در محدوده 37.01 تا 89.96 نیوتن متغیر بود. در ضمن، در این شرایط تغییرات تنش گسیختگی فشاری دانه های این دو رقم در محدوده 16.43 تا 42.42 مگاپاسکال متغیر بود.

به دلیل نبود مدل ریاضی و اینکه عوامل تاثیرگذار بر افت انتهای کمباین ماهیت غیرخطی دارند، در این تحقیق با بهره گیری از دانش شخص خبره، سیستمی هوشمند مبتنی بر کنترل کننده منطق فازی برای تنظیمات خودکار کمباین طراحی، پیاده سازی، و ارزیابی شد. این سیستم هوشمند قادر بود بر اساس اطلاعات دریافتی از مقدار تلفات در الک ها و کاه پران ها به اجرای تنظیمات خودکار سرعت دورانی کوبنده، فاصله کوبنده و ضدکوبنده، سرعت دورانی دمنده، و سرعت پیشروی دست زند. به منظور اجرای طرح، در ابتدا مکانیزم های تغییر وضعیت این واحدها در کمباین ها جاندیر مدل 955 از حالت مکانیکی به هیدرولیکی تغییر داده شدند. برای این کار، چهار حسگر برای اندازه گیری پارامترهای کاری کمباین شامل: سرعت دورانی کوبنده، فاصله کوبنده و ضد کوبنده، سرعت دورانی دمنده، و سرعت پیشروی و سه حسگر برای اندازه گیری تلفات انتهای کمباین شامل دو حسگر برای اندازه گیری تلفات کاه پران ها و یک حسگر برای اندازه گیری تلفات الک ها نصب شدند. ورودی های سیستم شامل تلفات الک ها و کاه پران ها و خروجی های سیستم شامل سرعت دورانی کوبنده، فاصله کوبنده و ضد کوبنده، سرعت دورانی دمنده، و سرعت پیشروی هستند. برای هر یک از ورودی های سیسم سه تابع تعلق ذوزنقه ای و برای هر یک از خروجی ها، فازی ساز منفرد در نظر گرفته شد. برای منطق فازی در مجموع شش قاعده با اپراتور منطقی AND و موتور استنتاج مینیمم ممدانی طراحی شد. الگوریتم طراحی شده، درون یک کنترل کننده منطقی برنامه پذیر برنامه ریزی و در داخل کابین کمباین تعبیه شد. به منظور ارزیابی سیستم، آزمون های میدانی متعددی در تابستان 1385 در شهرستان اراک به اجرا درآمد. نتایج تجزیه و تحلیل آماری داده ها نشان می دهد که میانگین تلفات برداشت با کمباین مجهز به منطق فازی و کمباین فاقد کنترل کننده تفاوت معنی داری در سطح احتمال 1 درصد دارد.

برداشت نیمه مکانیزه و چند مرحله ای برنج در استان خوزستان، ضایعات و افت زیادی به دنبال دارد. برای برداشت برنج در منطقه، بسته به شرایط و امکانات، یکی از روش های مستقیم یا غیرمستقیم یا استفاده از یکی از کوبنده های میخی یا سوهانی (کمباین های دارای کوبنده های میخی و یا سوهانی) معمول است. به منظور بررسی اثر روش های مختلف برداشت (و نیز نوع کوبنده) و رقم شلتوک بر میزان ضایعات، آزمایشی به صورت کرت های نواری در قالب طرح بلوک ها کامل تصادفی با دو عامل (روش برداشت و رقم) و سه تکرار در سال های 80 و 81 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی شاوور (خوزستان) اجرا شد. روش های برداشت شامل برداشت غیرمستقیم به علاوه کوبش با کمباین دارای کوبنده سوهانی، برداشت غیرمستقیم به علاوه کوبش با کمباین دارای کوبنده دندانه میخی، برداشت مستقیم با کمباین دارای کوبنده سوهانی، و برداشت مستقیم با کمباین دارای کوبنده دندانه میخی به عنوان فاکتور عمودی و ارقام شلتوک شامل رقم پرمحصول LD183 و رقم محلی کیفی عنبوری قرمز به عنوان سطوح فاکتور افقی در نظر گرفته شدند. نتایج تجزیه دوساله مربوط به افت کمی نشان می دهد که بین سال، روش های برداشت، و اثر متقابل بین آنها تفاوت بسیار معنی دار وجود دارد، در حالی که بین ارقام اختلافی مشاهده نمی شود. با توجه به مقایسه میانگین ها، افت مربوط به سال اول 3.34) درصد) بیش از سال دوم 2.08) درصد) و افت کمی رقم عنبوری 2.71) درصد) کمتر از رقم LD183، 2.74) درصد) است. افت برداشت با کمباین دارای کوبنده دندانه میخی به طور متوسط 1.73 درصد به دست آمد که نسبت به کوبنده سوهانی (با افت متوسط 3.68 درصد) پایین تر است. در هر دو رقم برنج، کمترین افت مربوط به کمباین دندانه میخی است. برداشت غیرمستقیم رقم LD183 و کوبش با کمباین سوهانی با افت متوسط 5.42 درصد در سال اول و برداشت غیرمستقیم رقم عنبوری قرمز با کوبش توسط کمباین میخی و میانگین افت 1.48 درصد در سال دوم به ترتیب بیشترین و کمترین میزان افت کمی را نشان می دهند. از نظر افت کیفی (میزان خرد برنج) بین روش های برداشت اختلاف معنی دار مشاهده نمی شود ولی بین سال اختلاف بسیار معنی دار است و افت مربوط به سال دوم (با 45.6 درصد) از سال اول (با 18.9 درصد) بیشتر است. بین ارقام نیز افت معنی دار است. رقم LD183 (با متوسط 34.2 درصد) میزان خرد برنج بیشتری نسبت به رقم عنبوری قرمز (با متوسط 27.6 درصد) به دست داده است. در تمام روش های برداشت، رقم LD183 به طور نسبی میزان خرد برنج بیشتری به همراه داشته است.

به منظور ارزیابی روش های تسریع در خشک شدن آلوچه با استفاده از خشک کن آفتابی موجود در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد که تیمارهای آزمایش شامل روش تسریع در خشک شدن آلوچه در چهار سطح: -1 شاهد (بدون تیمار خاصی)، -2 سوراخ کردن مکانیکی، -3 بلانچینگ، و -4 استفاده از روغن استرالیایی سرد و زمان خشک شدن آلوچه در 5 سطح: -1 زمان آغاز خشک شدن (زمان صفر)، -2 پس از گذشت 72 ساعت، -3 پس از گذشت 144 ساعت، -4 پس از گذشت 288 ساعت، -5 پس از گذشت 336 ساعت بودند. در پایان هر تیمار زمانی، مواد جامد انحلال پذیر، درصد رطوبت، درصد اسیدیته، و تغییر وزن میوه اندازه گیری شد. آزمون کمی رنگ آلوچه و ارزیابی حسی رنگ، طعم، ظاهر، و مقبولیت کلی در محصول نهایی و ارزیابی حسی رنگ و ظاهر پس از دو ماه و پس از یک سال انبارمانی انجام شد. اندازه گیری های دما در قسمت های مختلف خشک کن نشان داد که بالاترین دمای هوای ورودی، خروجی و داخل میوه به ترتیب 70، 60، و 51 درجه سانتی گراد است. بررسی ها نشان داد که تیمار سوراخ کردن مکانیکی و شاهد روندی مشابه در خشک کردن میوه دارند در حالی که تیمار روغن استرالیایی سرد سرعت بیشتری به خشک شدن میوه می دهد. تیمار بلانچینگ به نامطلوب شدن کیفیت میوه منجر شد. مقایسه میانگین های شاخص های کمی رنگ میوه نشان داد که محصول تیمارهای شاهد و سوراخ کردن مکانیکی بیشترین تیرگی، تیمار بلانچینگ بیشترین قرمزی، و تیمار روغن استرالیایی بیشترین زردی را دارد. نتایج آزمون های حسی نشان داد که از نظر طعم و مقبولیت کلی، داوران به روش روغن استرالیایی سرد بهترین امتیاز را داده اند. نتایج آزمون های حسی پس از دو ماه انبارمانی نشان داد که از نظر رنگ، روش سوراخ کردن مکانیکی بیشترین امتیاز را به خود اختصاص داده است.

پسته مهم ترین محصول صادراتی غیرنفتی ایران محسوب می شود، وجود پسته های پوک در میان پسته های مغز دار، باعث افت کیفیت و قیمت محصول می شود. در پایانه های فراوری پسته، معمولا پسته های پوک را از پسته های مغز دار با روش شناوری در آب یا با استفاده از دستگاه های مکانیکی جدا می کنند که روش های مکانیکی دقت بالایی ندارند و روش شناوری نیز احتمال انتقال قارچ را از پسته های آلوده به پسته های غیرآلوده بالا می برد. در مقاله حاضر روشی مبتنی بر آنالیز انعکاس صدای برخورد پسته با صفحه ای فولادی در دو حوزه زمان و فرکانس پیشنهاد شده است. برای این کار، دستگاهی مرکب از یک جعبه آکوستیک متصل به رایانه شخصی تهیه شد. ابتدا نمونه هایی از دانه های پسته بر اساس اندازه به سه گروه درشت، متوسط، و ریز تفکیک و سپس هر گروه بر اساس وزن به دو گروه پوک و مغزدار تقسیم شد. انعکاس صدای هر برخورد از طریق میکروفن به رایانه منتقل و در دو حوزه زمان و فرکانس آنالیز شد. شناسایی رایانه ای بر اساس روش نزدیک ترین فاصله به میانگین صورت گرفت. بهترین نتایج برای گروه درشت به دست آمد. در این جداسازی دقت 98.75 درصد برای تشخیص پسته های درشت پوک و 82.50 درصد برای تشخیص پسته های درشت مغزدار به دست آمد. نتایج به دست آمده از دقت تشخیصی برای گروه های دیگر نیز نسبتا مناسب بود. حداقل دقت جداسازی برای دانه های متوسط مغزدار، معادل 62.75 درصد به دست آمد.

مطالعه حاضر برای ارزیابی عملکرد مدیریت فعلی آبیاری جویچه ای و نواری هشت مزرعه در شبکه آبیاری دز با کشت های ذرت، چغندرقند، کاهو، کنجد، ماش، و گندم طی چهار فصل زراعی به اجرا درآمد. بر اساس این مطالعه، بازده کاربرد آب آبیاری در پنج مزرعه با روش آبیاری جویچه ای (25 نوبت آبیاری) و سه مزرعه با آبیاری نواری (4 نوبت آبیاری) به ترتیب معادل 25.8 و 32.7 درصد برآورد شد. همچنین مشخص شد که به طور متوسط عمده تلفات آب در درجه اول مربوط به رواناب سطحی از انتهای مزرعه و سپس نفوذ عمقی آب به زیر عمق توسعه ریشه است. با استفاده از اطلاعات موجود اجزای مختلف معادله نفوذ پیشنهادی موسسه حفاظت خاک آمریکا، محاسبه شد. ضمن شبیه سازی شرایط مزارع مورد بررسی با روش مذکور در هر مزرعه با در نظر گرفتن عوامل موثر در مدیریت آبیاری شامل دبی ورودی، کاهش آب ورودی، طول مزارع، و زمان قطع آبیاری، شرایط بهینه با بازده بالاتر، بازده کاربرد محاسبه و پیشنهاد شد.

این بررسی به منظور ارزیابی تاثیر خمیرترش در جلوگیری از فساد قارچی و باکتریایی و بهبود خواص حسی نان بربری با استفاده از سه نوع کشت آغازگر اختصاصی شامل لاکتوباسیلوس پلانتاروم، لاکتوباسیلوس سانفرانسیس، و مخلوط دو سویه لاکتوباسیل، در دماها 28)، 32 و 36 درجه سانتی گراد) و زمان های مختلف تخمیر 8)، 16 و 24 ساعت) انجام شد. پس از فراوری یکسان نمونه ها، میزان آلودگی به کپک و باکتری طی هفت روز متوالی با استفاده از آزمون کشت میکروبی تعیین شد. ویژگی های حسی نمونه ها را نیز بر اساس روش AOAC در تناوب های زمانی 1، 24، 48، و 72 ساعت پس از پخت، ارزیابان آموزش دیده بررسی و با نمونه شاهد مقایسه کردند. این آزمایش ها در قالب طرح پایه کاملا تصادفی، به روش فاکتوریل و با چهار تکرار اجرا و جهت بررسی رابطه بین عوامل موثر بر تخمیر با زمان ماندگاری میکروبی و خواص حسی نان از رگرسیون چند متغیره استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که تاثیر خمیر ترش در بهبود زمان ماندگاری میکروبی و خواص حسی نان بربری در مقایسه با نمونه شاهد، معنی دار است (p£0.05). علاوه بر این، بیشترین زمان ماندگاری میکروبی در نمونه فراوری شده با لاکتوباسیلوس پلانتاروم در دمای تخمیر 32 درجه سانتی گراد و زمان تخمیر 24 ساعت مشاهده شد. همچنین، در فاصله زمانی 72 ساعت پس از پخت، نمونه فراوری شده با مخلوط دو سویه لاکتوباسیل در دمای تخمیر 28 درجه سانتی گراد و زمان تخمیر 16 ساعت، بیشترین امتیاز پذیرش کلی را کسب کرد.