مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی
سال:1390 | دوره:12 | شماره:4 |تعداد مقالات:9

آلودگی محیط زیست با فلزات سنگین مشکل جهانی در حال گسترش است. فلزات سنگین عمدتا در لایه سطحی خاک رسوب می کنند و در دراز مدت با افزایش غلظت آنها در خاک جذب گیاهان می شوند و در اندام های مختلف آنها تجمع پیدا می کنند. کادمیوم خاک از معادل 0.001 تا 1 میلی گرم بر کیلوگرم وزن خشک متغیر است ولی حد نرمال آن باید کمتر از 1 میلی گرم بر کیلوگرم خاک باشد. مقدار جذب و تجمع فلزات سنگین در گونه های مختلف گیاهی و در پخش های مختلف گونه ها متفاوت و متاثر از غلظت فلز و مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک است. در زمینه استفاده از آب های آلوده و پساب های حاوی فلزات سنگین در کشاورزی بررسی های زیادی شده است، ولی اطلاعات در زمینه مقدار جذب و تجمع فلزات سنگین در دوره های مختلف رشد بسیار محدود است. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر سطوح مختلف غلظت کادمیوم خاک محیط ریشه بر مقدار جذب و تجمع آن در اندام های مختلف گوجه فرنگی در دوره های مختلف رشد، به صورت یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تیمار شامل غلظت های صفر، 50، و 100 میلی گرم کادمیوم در کیلوگرم خاک، در سه تکرار اجرا شد. خاک مورد استفاده از نوع لومی بود که از مزرعه چهارصد هکتاری موسسه تحقیقات اصلاح و تهیه نهال و بذر (کرج) انتخاب و بهد از دو بار الک کردن با مش دو میلی متر و افزودن نیترات کادمیوم  (Cd(NO3)2)و مخلوط کردن آن، آماده شد. برای کاشت از بشکه های پلاستیکی به قطر 80 و ارتفاع 120 سانتی متر استفاده شده است. در دوره تحقیق از محلول خاک در عمق های مختلف ساعت به ساعت و از اندام های مختلف گوجه فرنگی در دوره های مختلف رشد جهت سنجش مقدار تجمع کادمیوم نمونه برداری شد. نتایج حاصل، پس از تجزیه و تحلیل آماری با استفاده از نرم افزار SPSS، نشان می دهد که در تمام اندام های گوجه فرنگی اثر تیمار بر مقدار کادمیوم تجمع یافته در سطح احتمال یک درصد معنی دار است و اندام های مختلف گوجه فرنگی از نظر جذب و تجمع کادمیوم رفتار هایی متفاوت دارند بدین معنا که غلظت کادمیوم تجمع یافته در برگ، ریشه، ساقه، میوه و پوست میوه تا دانه روندی کاهشی دارد. نتایج همچنین نشان می دهد که از کل کادمیوم اضافه شده به خاک میزان ناچیزی در اندام مختلف گوجه فرنگی تجمع می یابد، به طوری که میزان کل کادمیوم تجمع یافته در توده سلولی در تیمار شاهد، 50 و 100 ppm به ترتیب معادل 0.0384، 0.564، و  0.678گرم است. مقایسه نتایج نشان می دهد که افزایش غلظت کادمیوم کاهش رشد گوجه فرنگی و به ویژه میزان تولید محصول را به همراه دارد. نتایج بیانگر کاهش 20 و 35 درصدی کاهش محصول تولیدی در تیمار 50 و 100ppm، نسبت به تیمار شاهد است. به رغم کاهش شدید غلظت کادمیوم در محلول خاک در دوره های مختلف رشد، از میزان کادمیوم جذب شده در اندام های گوجه فرنگی کاسته نمی شود.

محدودیت منابع آب، نبود برنامه ریزی آبیاری، و استفاده نامطلوب و غیراقتصادی از آب عامل اصلی محدود کننده توسعه کشاورزی و افزایش تولیدات غذایی در ایران است. در استفاده بهینه از منابع آب موضوعاتی متفاوت وجود دارد که در میان آنها می توان به بهبود بهره وری آب با استفاده از برنامه ریزی آبیاری و بهبود مدیریت آب در مزرعه و افزایش سودمندی آب اشاره کرد. در این تحقیق ضمن بررسی وضعیت موجود بهره وری آب برای تولید گندم، راهکارهای افزایش بهره وری آب در شرایط مختلف کمی آب شبکه آبیاری آبشار اصفهان، تعیین و تجزیه و تحلیل می شود. بدین منظور با در نظر گرفتن وضعیت موجود بهره برداری از منابع آب از جمله توزیع گردشی آب بین حقابه داران، کمیت های مختلف آب آبیاری و بهره گیری از تلفیق اطلاعات مزرعه ای و مدل شبیه سازی AquaCrop، برنامه آبیاری (زمان و عمق)، توابع تولید-آب کاربردی برای محصول گندم تعیین شد و عملکرد محصول، بهره وری مصرف آب در شرایط مدیریت زارع، راهکارهای پیشنهادی و آبیاری در زمان مناسب وبه عمق بهینه به کمک مدل شبیه سازی مقایسه گردید. نتایج اندازه گیری های مزرعه ای در سال زراعی 83-1382 در شبکه آبیاری مورد مطالعه نشان داد که در شرایط موجود میزان آب کاربردی برای گندم 800 میلی لیتر و متوسط عملکرد حدود 5000 کیلوگرم در هکتار است و با حذف آبیاری های نوبت دوم، سوم، و هفتم در شرایط موجود (کاهش 38 درصد آب آبیاری)، عملکرد محصول فقط 4 درصد کاهش و کارایی مصرف آب بیش از 45 درصد افزایش می یابد. با بهبود مدیریت زراعی و کاهش 50 درصد عمق آب آبیاری اول، عملکرد محصول تغییر نمی کند. این نتایج حاکی از آن است که با برنامه ریزی صحیح آبیاری به کمک مدل AquaCrop همراه با  بهبود مدیریت زراعی و کاهش عمق آب آبیاری اول به میزان 50 درصد، می توان ضمن کاهش 38 درصد آب آبیاری، عملکرد گندم و کارایی مصرف آب را به ترتیب 16 و 79 درصد افزایش داد.

در مناطق خشک و نیمه خشک که محدودیت منابع آبی وجود دارد، کشاورزان باید شیوه ای از مدیریت را برگزینند که با آب کمتر محصول بیشتری تولید کنند. هدف از این مطالعه، کاهش تلفات آب آبیاری و افزایش کارایی مصرف آب (WP) سه هیبرید ذرت بود. این آزمایش در مرکز تحقیقات کشاورزی صفی آباد طی دو سال زراعی 7-1386 اجرا و در آن تاثیرات متقابل سه رقم تجارتی ذرت شامل هیبریدهای Sc-704، Bc-666 و  Ossk-602و سیستم های مختلف آبیاری سطحی و قطره ای طی آزمایش کرت های نواری یک بار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه بار تکرار آزمایش شد. کرت اصلی آزمایش شش تیمار مدیریت زراعی و آبیاری مشتمل بود بر: (1) کشت روی پشته های 75 سانتی متری و آبیاری کامل (تیمار شاهد منطقه)، (2) کشت روی پشته های 75 سانتی متری و آبیاری یک در میان متغیر، (3) کشت دو ردیف روی پشته های 75 سانتی متری و آبیاری کامل، (4) کشت یک ردیف درون جویچه های 75 سانتی متری و با تغییر جوی و پشته ها در زمان دو تا چهار برگی شدن ذرت، (5) کشت یک ردیف درون جویچه های 75 سانتی متری با جوی پشته ثابت تا پایان فصل رشد و (6) کشت روی پشته های 75 سانتی نتری و آبیاری قطره ای کامل، در هر آبیاری حجم آب ورودی و در آبیاری های سطحی رواناب خروجی اندازه گیری شد. پس از رسیدگی فیزیولوژیکی، با اندازه گیری عملکرد اندام های هوایی و عملکرد دانه، کارایی مصرف آب گیاه (CWP) و کارایی مصرف آب آبیاری (IWP) هر سه هیبرید ذرت ارزیابی شد. نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین عملکرد هیبریدهای مورد آزمایش وجود ندارد. در تیمار شاهد، تلفات آب آبیاری غالبا به صورت رواناب سطحی است. با کاهش 31 درصد از مصرف آب در تیمار 5 تولید دانه ذرت بالاتر از روش رایج (در سطح 5 درصد)، امکان پذیر شد. در دوسال اجرای آزمایش، کارایی مصرف آب گیاه(CWP)  در تیمارهای شش گانه اختلاف معنی داری وجود نداشت و متوسط این شاخص 1.45 کیلوگرم به ازای هر مترمکعب آب مصرفی به دست آمد. نتایج همچنین نشان داد که با اعمال مدیریت کشت کف جوی می توان کارایی مصرف آب آبیاری (IWP) را به طور متوسط تا 45 درصد افزایش داد. استفاده از سامانه آبیاری قطره ای موجب شد تلفات آب کاهش یابد و در نتیجه کارایی مصرف آب گیاه (CWP) و کارایی مصرف آب آبیاری ذرت (IWP) به یکدیگر نزدیک شوند.

نان بربری یکی از نان های مسطح رایج در ایران است که زمان ماندگاری نسبتا پایینی دارد. در این پژوهش تاثیر نانو کامپوزیت های پلی اتلین سبک- خاک رس با غلظت های مختلف نانوذرات رس جهت بسته بندی و نگهداری نان در شرایط متفاوت از نظر دما و رطوبت نسبی محیط نگهداری بررسی شد. نانو کامپوزیت های حاوی دو غلظت 2 و 6 درصد نانوذرات خاک رس و نیز پلی اتلین معمولی به عنوان نمونه شاهد مورد استفاده قرار گرفت. نان بسته بندی شده در بسته های فوق الذکر در دمای 10، 25، و 40 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 30 و 75 درصد نگهداری و طی 4 روز تغییرات غلظت گاز اکسیژن درون بسته های نان و ویژگی های کیفی نان ارزیابی شد. با فزایش غلظت نانوذرات، میزان نفوذپذیری نانوکامپوزیت های پلی اتلین- خاک رس به گاز اکسیژن به صورت معنی داری کاهش یافت. افزایش غلظت نانوذرات رس به کاهش نفوذپذیری فیلم های چلی اتلینی در برابر بخار آب انجامید که رطوبت و نرمی نان را در دوره نگهداری حفظ کرد. افزایش دما موجب افزایش میزان نفوذپذیری و کاهش کیفیت نان شد. افزایش دما هم موجب افزایش سرعت ورود اکسیژن به بسته نان و خروج رطوبت ار آن شد که این عمل سفتی بافت نان بربری را افزایش داد.

به منظور طراحی تجهیزات نگهداری و انبارداری میوه انار، گرمای ویژه و هدایت گرمایی قسمت های مختلف (پوست، پی، دانه و هسته) انار (رقم آلک) در گستره رطوبتی 34.2 درصد تا 80.1 درصد (بر پایه تر) و چهار دمای (3، 8، 13 و 18) درجه سلسیوس بررسی شد. روش مخلوط برای اندازه گیری گرمای ویژه، روش پراب برای تعیین هدایت حرارتی پوست و پی انار، و روش سیم داغ برای اندازه گیری هدایت حرارتی دانه انار به کار گرفته شد. بررسی ها نشان داد که با افزایش دما و رطوبت، گرمای ویژه به طور خطی برای دانه، پوست، و پی انار در محدوده 1.127 تا 2.789، 1.516 تا 3.411، 0.931 تا 3.066 کیلوژول بر کیلو گرم درجه سلسیوس افزایش می یابد. مقادیر هدایت گرمایی برای پوست، پی، و دانه به ترتیب در محدوده 0.1524 تا 0.4218، 0.1481 تا 0.451، و 0.131 تا 0.4204 وات بر متر کلوین تعیین شد، آنالیز واریانس نشان داد که مقدار رطوبت و دما تاثیر معنی دار بر گرمای ویژه و هدایت گرمایی تمامی قسمت های انار دارند، هر چند اثر مقدار رطوبت، در مقایسه با دما، بیشتر است. برای پیش بینی تغییرات گرمای ویژه و هدایت حرارتی انار بر حسب تابعی از دما و رطوبت، از مدل های رگرسیون یا مقادیر بالای R2 استفاده شد.

علف چای Hypericum perforatum L. یکی از گیاهان دارویی است که مهم ترین ویژگی گونه های ایرانی آن، بالا بودن درصد هیپریسین در برگ و گل های آن است. منحنی های هم دما، رابطه تعادلی بین فعالیت آبی و مقدار رطوبت محصول در دمای ثابت را نشان می دهند و آگاهی از آن ها در فرآیند انبارمانی و خشک کردن محصول ضروری است. در این تحقیق، رطوبت تعادلی هم دمای جذب و دفع گل گیاه علف چای در چهار دمای 40، 50، 60، و 70 درجه سلسیوس و در محدوده فعالیت آبی 0.11 تا 0.84 به روش وزن سنجی ایستا تعیین شد. از مدل های هندرسون، هالسی، ازوین، چانگ فاست و گاب برای برازش داده های حاصل از آزمایش استفاده شد. در تعیین منحنی های هم دمای جذب و دفع رطوبت، به ترتیب، مدل های چانگ فاست و هالسی دارای بهترین برازش بودند.

ایران یکی از مهمترین کشورهای تولید کننده گردو در دنیاست و بررسی ها نشان می دهد یکی از مراکز پراکنش گردو به سایر نقاط دنیا بوده است. در ایران، برداشت و شکستن گردو هنوز به صورت دستی است که این امر باعث افزایش قیمت و اتلاف زمان می شود. بنابراین به منظور طراحی و توسعه دستگاه هایی جهت برداشت و توسعه ماشین گردوشکن، آشنایی با خواص مکانیکی گردو مورد نیاز خواهد بود. برای تعیین خواص مکانیکی، آزمون فشار توسط دستگاه آزمون جامع کشش- فشار با استفاده از دو فک تخت در تیمارهای مختلف روی انواع گردو اجرا شد. آزمایش ها برای سه رقم گردو، در دو سرعت بارگذاری 30 و 50 میلی متر بر دقیقه و در سه جهت بارگذاری عمودی (در جهت قطر بزرگ) و دو جهت دیگر به صورت افقی و افقی در راستای شیار در ده تکرار انجام شد. پارامترهای به دست آمده شامل نیرو، انرژی شکست و چغرمگی (انرژی شکست در واحد حجم) بودند. نتایج نشان می دهد که اثر رقم و اثر جهت بارگذاری برای کلیه شاخص ها در سطح اطمینان 99 درصد معنی دار و اثر سرعت، به جز نیرو، برای بقیه شاخص ها در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار است. همچنین کلیه اثرهای متقابل، به جز اثر متقابل سرعتxجهت بارگذاری، برای شاخص نیرو در سطح اطمینان 95 درصد معنی دار هستند. ولی اثر سه گانه سرعتxرقمxجهت بارگذاری برای هیچ یک از شاخص ها معنی دار نیست. با افزایش سرعت، نیروی مصرفی افزایش خواهد یافت و انرژی شکست و چغرمگی کاهش می یابند.

در تحقیق حاضر، عملکرد دستگاه پف ساز طراحی و ساخته شده، در مقایسه با سایر روش های مرسوم در برداشت یونجه به روش خشک شدنی، ارزیابی شد. پارامترهای مورد ارزیابی شامل تاثیر روش های مختلف بر سرعت خشک شدن، تلفات ریزش، و کیفیت یونجه برداشت شده بود. یونجه با یک دستگاه دروگر- ساقه کوب خودرو درو شد. آزمایش ها در قالب طرح آزمایشی بلوک های کامل تصادفی با سه تیمار (پف سازی یونجه درو شده با دستگاه پف ساز، شانه زنی، و بدون جابه جا شدن یونجه درو شده) و در چهار تکرار اجرا شد. رطوبت نمونه ها بلافاصله پس از درو در حدود 70 و رطوبت زمان بسته بندی 20 درصد بر پایه تر به دست آمد. رطوبت تیمارها در بازه های زمانی 3 ساعت پس از چیده شدن اندازه گیری شد. مقادیر به دست آمده بر مدل نمایی معروف خشک شدن برازش شد و ضریب خشک شدن در شرایط مختلف به دست آمد. نتایج سینتیک خشک شدن نشان داد که سرعت خشک شدن یونجه شانه زده شده و عمل آوری شده با دستگاه پف ساز نسبت به یونجه دست نخورده بیشتر است به طوری که حداقل یک روز عملیات بسته بندی را جلو می اندازد. مقدار متوسط ثابت خشک شدن در روز اول پس از شانه زدن و جابه جایی برای تیمارهای شانه کن، دستگاه پف ساز، و دروگر- ساقه کوب بدون جابه جایی به ترتیب برابر با 0.068، 0.068، و 0.043 و در روز دوم به ترتیب 0.087، 0.064، و 0.06 به دست آمد. تجزیه واریانس داده های حاصل از آزمایش برای تعیین مقدار ریزش، درصد پروتئین و وزن ماده خشک نشان داد که تاثیر تیمارها بر متغیرهای اندازه گیری شده معنی دار نیست.