مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی
سال:1384 | دوره:6 | شماره:23 |تعداد مقالات:13

در این تحقیق ضمن طراحی، ساخت، و پیاده سازی یک سیستم کنترل و مانیتورینگ کامپیوتری برای گلخانه¬، مدل، رفتار حرارتی، و رطوبتی درون گلخانه در شرایط مختلف جوی نیز بررسی شده است. برای آزمایش¬های میدانی، یک گلخانه به مساحت 8 متر مربع (4 2 متر) طراحی و ساخته شد. برای پوشش گلخانه از دو لایه نازک پلاستیکی با ضخامت 200 میکرومتر استفاده شد. چندین سنسور، یک کنترلر، چندین عمل کننده، و یک سیستم پردازش و جمع آوری و ثبت داده عناصر اصلی این سیستم را تشکیل می دهند. چندین عمل¬کننده شامل سیستم¬های گرمایشی، مه¬پاش، آبیاری و تهویه و چهار سنسور دما و رطوبت داخل و خارج گلخانه نصب و اطلاعات آنها به واسطة یک میکروکنترلر از طریق پورت RS232 به یک سیستم جمع آوری داده مبتنی بر یک کامپیوتر شخصی متصل شد. برای اجرای الگوریتم کنترل و نیز مانیتورینگ لحظه¬ای اطلاعات، یک رابط گرافیکی کاربر طراحی گردید. برای ارزیابی میدانی کنترلر، سیستم طراحی شده همراه با کلیة تجهیزات مربوط به عمل کننده¬ها و غیره در گلخانة مدل نصب و آزمایش¬های میدانی متعددی در آذرماه 1382 در دانشکده کشاورزی کرج اجرا شد. این نتایج حکایت از عملکرد صحیح بخش¬های مختلف سیستم، مانیتورینگ، و کنترل دارد. ضمناً کارایی سیستم برای تثبیت دما بسیار مطلوب و ثابت زمانی برای ثابت نگه داشتن دما در محدوه تنظیمی در حدود 10 دقیقه بود.

موز (Banana) از میوه های گرمسیری است که به علت مطلوبیت و خواص تغذیه ای بالایی که دارد تولید آن در مناطق جنوبی کشور در حال توسعه است. موز میوه ای فرازگراست که در مرحله بلوغ سبزرنگ برداشت و سپس رسانده می شود. در این تحقیق، اثر تیمارهای فیزیکی و شیمیایی بر عمر نگهداری میوه موز رقم دوارف کاوندیش بررسی می شود. هنگام برداشت موز شاخص رسیدگی (Fullness) که عبارت از وزن میوه به طول آن است، و محققان فرانسوی آن را پیشنهاد کرده اند، اندازه گیری شد و سپس دو تیمار جداگانه اِعمال شد؛ یکی تیمار گرما درمانی (غوطه وری در آب گرم 58 درجه سانتی گراد به مدت 2 دقیقه) و دیگری تیمار ضدعفونی در محلول قارچ کش رورال تی اس (غوطه وری هر دست موز در محلول قارچ کش به غلظت 2 در هزار به مدت 5 دقیقه). پس از آن دو نوع بسته بندی یکی شامل جعبة کارتن که درون آن یک لایه از پلاستیک پلی اتیلن قرار داده شد و دیگری جعبة کارتن که بین میوه ها پوشال قرار داده شده استفاده گردید. سپس بسته ها در دو زمان 25 و 30 روز در دمای 13-14 درجه سانتی گراد نگهداری شدند. میوه ها در تیمار شاهد بدون ضدعفونی بسته بندی شدند. نتایج طرح نشان می دهد که شاخص F برای میوه های موزکاوندیش در این منطقه عددی بین 6.5-7.3 و کمتر از شاخص پیشنهادی برای موز دوارف کاوندیش (7.9-8.3) است. همچنین نتایج بیانگر این است که فقط تیمار ضدعفونی با قارچ کش رورال تی اس سبب سالم بودن میوه می شود و در سایر تیمارها بیماری قارچی مشاهده شد. میوه هایی که بعد از 25 روز در انبار سرد به محیط آزمایشگاه منتقل شدند بعد از 2 تا 3 روز کاملاً تغییر رنگ دادند و رسیده شدند. نتایج تجزیه کیفی میوه نشان می دهد که کل مواد جامد انحلال پذیر و قند موز در فرایند رسیدن افزایش می یابد و تبدیل نشاسته به قند در فرایند رسیدن سریع است.

تعیین قطر وعمق خاک مرطوب شده (پیاز رطوبتی) در زمان های مختلف پس از شروع آبیاری در طراحی آبیاری قطره ای اهمیت ویژه ای دارد. شکل و ابعاد پیاز رطوبتی به عواملی چند از قبیل بافت خاک، ضریب هدایت هیدرولیکی، و دبی قطره چکان وابسته است . در این تحقیق به منظور تعیین ابعاد پیاز رطوبتی و گسترش آن در زمان های مختلف یک مدل فیزیکی از جنس پلاکسی گلاس شفاف با چهارچوب فلزی و به ابعاد 90×120×180 سانتی متر به شکل مکعب مستطیل که یک چهارم آن حذف شده است ساخته شد. سپس قطر و عمق پیاز رطوبتی درزمان های مختلف پس از شروع آبیاری با ترسیم جبهه رطوبتی روی دیواره های شفاف مدل، اندازه گیری شد. به منظور نمون سازی جبهه رطوبتی نیز، روابطی با دخالت عوامل فیزیکی مؤثر در حجم خاک مرطوب شده در زیر منبع تغذیه و با استفاده از قضیه باکینگهام و آنالیز ابعادی به دست آمد. در نهایت، این روابط با داده های اندازه گیری شده واسنجی شدند و یک سری روابط علمی- تجربی به دست آمد که همخوانی بسیار خوبی با نتایج آزمایش ها نشان داد. از این روابط می توانند در طراحی آبیاری قطره ای-نواری به خوبی استفاده کرد.

تولید محصولات زراعی و باغی در ایران عمدتاً با آبیاری است، به طوری که در حال حاضر حدود 93 درصد کل آب استحصالی کشور در بخش کشاورزی و باغداری مصرف می شود. حاکم بودن وضعیت اقلیمی خشک و نیمه خشک در اکثر دشت های کشاورزی و کمبود آب برای آبیاری در این دشت ها باعث شده است تا نیازهای آبی گیاهان زراعی و باغی محاسبه شده در اختیار کشاورزان قرار گیرد. نیاز آبی معمولاً با استفاده از داده های ایستگاه های هواشناسی سینوپتیک و با روش فائو- پنمن- مانتیث برآورد می شود. در این روش باید از داده هایی استفاده شود که از ایستگاه های کاملاً آبیاری شده (ایستگاه مرجع) برداشت شده باشند، اما اکثر ایستگاه های معتبر هواشناسی ایران در مناطق خوب آبیاری شده احداث نشده اند، از این رو داده های برداشت شده در آنها از لحاظ استفاده در محاسبات نیاز آبی دقت مطلوبی ندارد. در این مطالعه، 153 ایستگاه سینوپتیک که سطح کشور را تا حد مطلوبی پوشش می دهند، انتخاب و از داده های دما، رطوبت، سرعت باد، ساعات آفتابی، و بارندگی آنها استفاده شده است. سپس مقادیر فرابرآورد تبخیر- تعرق مرجع پس از اصلاح داده های دما برای هر ایستگاه به صورت سالانه و فصلی محاسبه و در نهایت سطح کشور بر اساس میزان این فرا برآورد به صورت سالانه و فصلی پهنه بندی شده است. حداکثر مقدار فرابرآورد سالانه برابر با 41 درصد در مناطق جنوب شرقی کشور، برای فصل بهار و تابستان برابر با 68 درصد در نواحی مرکزی و غرب کشور و برای فصل پاییز و زمستان برابر با 65 درصد در نواحی مرکزی و جنوب شرقی کشور است.

این تحقیق به منظور بررسی اثر کاربرد روغن¬های گیاهی برافزایش عمر انبارمانی سیب در مدت زمان نگهداری در سردخانه در مرکز تحقیقات کشاورزی‎ و منابع طبیعی خراسان انجام شد. طرح آماری، آزمایش فاکتوریل چهار عاملی درقالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار، فاکتور A رقم سیب در دو سطح (گلدن دلیشس و رد دلیشس)، فاکتور B نوع روغن با سه سطح (کانولا، ذرت، و آفتابگردان)، فاکتور C میزان روغن با 6 سطح (صفر،25 /0، 0.5، 1، 2، و3 درصد)، و فاکتور D زمان نمونه‎برداری از انبارسرد با 6 سطح (صفر، 45، 90، 120،150، و180روز ) بود. میوه سیب پس از تیمار به سردخانه با دمای صفر تا 1 درجة سانتی¬گراد و رطوبت نسبی 85 درصد منتقل و به مدت شش ماه نگهداری شد. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که نوع روغن گیاهی بر pH و میزان پوسیدگی تأثیر معنی¬داری دارد و pH، مواد جامد انحلال پذیر، کسر رسیدگی (مواد جامد محلول به اسید قابل تیتر کردن)، سفتی بافت میوه، و میزان پوسیدگی نیز تحت تأثیر غلظت روغن گیاهی قرار می¬گیرد. نتایج آزمایش¬های حسی نشان داد که نوع روغن گیاهی تأثیر معنی¬داری بر بو و مزه دارد و بافت میوه تحت تأثیر غلظت روغن قرار می¬گیرد. به طور کلی نتایج نشان می¬¬دهد که کاربرد روغن ذرت 2 درصد در ارقام رد و گلدن دلیشس، در مقایسه با سایر تیمارها، سبب حفظ خصوصیات کمی، کیفی، و صفات حسی میوه پس از 6 ماه نگهداری در سردخانه خواهد شد.

به منظور بررسی تاثیر محلول های گرم قارچ کش ایمازالیل در کاهش پوسیدگی قارچی سیب رقم گلدن دلیشس در سردخانه، این تحقیق در سال 1381 در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان به اجرا درآمد. از آزمایش فاکتوریل چهار عاملی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار، فاکتور A غلظت قارچ کش در سه سطح (0، 500 و 1000 میلی گرم در لیتر)، فاکتور B دمای محلول با سه سطح (25، 38 و 45 درجه سانتی گراد)، فاکتور C مدت زمان غوطه وری در محلول قارچ کش با دو سطح (1 و 2 دقیقه) و فاکتور D زمان نمونه برداری از انبار سرد با 6 سطح (0، 45، 90، 120، 150 و 180 روز) استفاده شد. میوه سیب پس از تیمار به سردخانه به دمای صفر تا 1 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 85 درصد منتقل و به مدت شش ماه نگهداری شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که غلظت قارچ کش تاثیر معنی داری بر سفتی بافت، پوسیدگی، مواد جامد قابل انحلال، و کسر رسیدگی (مواد جامد به اسید قابل تیتر کردن) داشت. همچنین کاهش وزن، سفتی بافت، و اسید قابل تیتر کردن به طور معنی داری تحت تاثیر دمای محلول قارچ کش قرار گرفت. نتایج آزمایش های ارزیابی حسی نشان داد که غلظت و دمای محلول قارچ کش تاثیر معنی داری بر بافت، رنگ، بو، و مزه دارد. به طور کلی نتایج نشان می دهد که استفاده از محلول با دمای 38 درجه سانتی گراد، قارچ کش ایمازالیل به غلظت 500 میلی گرم در لیتر به مدت 2 دقیقه سبب حفظ خصوصیات کیفی و صفات حسی میوه سیب رقم گلدن دلیشس پس از 6 ماه نگهداری در سردخانه می شود.

به منظور اندازه گیری نیروی برش دینامیکی ساقه برنج، یک دستگاه آزمایشگاهی با مکانیزم برش رفت و برگشتی طراحی و ساخته شد. تأثیر سرعت برشی تیغه در چهار سطح 0.6، 0.9، 1.2، و 1.5 متر بر ثانیه و زاویه لبه تیغه در سه سطح 25، 30، و 35 درجه روی مقاومت برشی ساقه چهار رقم برنج شامل خزر، فجر، بی نام و هاشمی مطالعه شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که تأثیر رقم برنج، سرعت برشی، و زاویه لبه تیغه عوامل اصلی و اثر متقابل رقم برنج و سرعت برشی بر مقاومت برش ساقه در سطح 1 درصد معنی دار بود. بیشترین و کمترین مقدار مقاومت برشی به ترتیب مربوط به ارقام خزر و هاشمی با میانگین 0.0210 و 0.181 مگاپاسکال به دست آمد. با توجه به نتایج آزمون دانکن تفاوت بین میانگین مقاومت برشی در ارقام فجر، بی نام و هاشمی در سطح 1 درصد معنی دار نبود ولی مقدار مقاومت برشی رقم خزر در مقایسه با ارقام بی نام و هاشمی بیشتر بود. مقاومت برشی ساقه در سرعت برشی 0.6متر بر ثانیه با میانگین 0.226 مگاپاسکال بیشترین و در سرعت برشی 1.5 متر بر ثانیه با میانگین 0.155مگاپاسکال کمترین مقدار بود. سرعت برشی تیغه در سطوح 0.6 و 0.9 متر بر ثانیه و همچنین در سطوح 1.2 و 1.5 متر بر ثانیه روی مقاومت برشی ساقه تفاوت معنی دار نبود ولی در سطوح دیگر تفاوت معنی دار بود. مقایسه میانگین ها نشان داد که مقادیر مقاومت برشی بین زوایای لبه تیغه در سطح 1 درصد معنی دار نیست. اثر متقابل رقم برنج و سرعت برشی تیغه روی مقاومت برشی ساقه در سطح 1 درصد معنی دار بود و در مقایسه میانگین ها، بیشترین مقدار مقاومت برشی ساقه ها با میانگین 0.234 مگاپاسکال در سرعت 0.6 متر بر ثانیه در رقم فجر و کمترین مقدار آن با میانگین 0.137 مگاپاسکال در رقم بی نام و در سرعت برش 1.5 متر بر ثانیه به دست آمد.

در مناطق مرطوب، ایجاد سطح ایستابی و حفظ آن در طول دوره رشد به منظور استفاده بهینه از آب آبیاری و ایجاد رطوبت در منطقه ریشه ها روشی متداول است. اما در مناطق خشک و نیمه خشک، بالا آمدن نمک به همراه آب در اثر جریان مویینه ای به دلیل تبخیر و تعرق زیاد، می تواند عامل بازدارنده ای برای استفاده از این روش محسوب شود. در این تحقیق امکان استفاده از روش های کنترل سطح ایستابی (زهکشی کنترل شده و آبیاری زیرزمینی) با اعمال مدیریت آبشویی در مناطق خشک و نیمه خشک (مانند ایران) بررسی شد. به این منظور سه تیمار با شرایط مختلف کنترل سطح ایستابی شامل زهکشی آزاد، زهکشی کنترل شده، و آبیاری زیرزمینی در چهار تکرار در 12عدد لایسیمتر (ارتفاع 90 و قطر 57 سانتی متر) در نظر گرفته شد. سطح ایستابی با EC آب برابر 5.1 دسی زیمنس بر متر در عمق 55 سانتی متری از سطح خاک در دو تیمار زهکشی کنترل شده و آبیاری زیرزمینی ایجاد شد. گیاه آزمایشی گوجه فرنگی بود. آبشویی خاک زمانی در نظر گرفته شده که میزان تجمع نمک در منطقه ریشه به حد آستانه شوری می رسید. نتایج نشان دهنده امکان استفاده از این روش ها در شرایط خشک و نیمه خشک است. پروفیل خاک از نظر شوری (عصاره اشباع) بررسی و مشاهده شد که توزیع نمک در عمق بین 10 تا 50 سانتی متر در هر سه تیمار حدودا نزدیک به هم و کمتر از 3 دسی زیمنس بر متر است. فقط در تیمار آبیاری زیرزمینی میزان شوری یا ECe در سطح خاک بسیار بالا بود. این افزایش تاثیر منفی بر میزان محصول نداشت بلکه محصول بیشتری نیز نسبت به زهکشی آزاد به دست آمد. در مجموع، مقدار محصول در تیمار زهکشی کنترل شده 73 درصد بیشتر از زهکشی آزاد و 12 درصد بیشتر از آبیاری زیرزمینی بود. ولی متوسط وزن میوه در روش آبیاری زیرزمینی بالاتر بود که نشان از یکنواختی وزن میوه ها دارد. تعداد میوه نیز در هر تیمار به دست آمد که در تیمار زهکشی کنترل شده نسبت به دو تیمار دیگر بیشتر بود. از نظر میزان آب مصرفی، در آبیاری زیرزمینی نصف دو تیمار دیگر آب مصرف شود و بنابراین کارایی مصرف آب در آن بیشتر بود. با توجه به اینکه میزان شوری در منطقه ریشه و در آبیاری زیرزمینی کمتر از 3 دسی زیمنس بر متر بود هیچگونه شستشویی صورت نگرفت. لذا نتایج فوق کارایی این سیستم را در مناطق خشک و نیمه خشک مشخص می کند. اما در دراز مدت در این روش نیاز به آبشویی ادواری در طول فصل رشد وجود دارد.

پسته یکی از مهمترین محصولات باغی کشور است که ارزش اقتصادی بالا دارد و صادرات آن بر اهمیت فرآوری و بسته بندی این محصول می افزاید. یکی از مراحل مهم در فرآوری پسته، خشک کردن و رساندن رطوبت محصول به محدوده مجاز 4 تا 6 درصد (بر پایه وزن خشک) مناسب برای انبارمانی است. برای طراحی بهینه سیستم خشک کن، نیاز به آگاهی از رفتار محصول در شرایط مختلف رطوبتی و دمایی در محیط است که با استفاده از منحنی های هم دما میسر خواهد شد. در این تحقیق، برای به دست آوردن رطوبت تعادلی پسته در دماهای خشک کردن، برای دو رقم از پسته های خندان ایران به نام های کله قوچی و فندقی، منحنی های هم دمای دفعی در دماهای 45، 60 ، 75، و 90 درجه سانتی گراد به دست آمد. برای این منظور از روش استاتیک و محلول نمک های اشباع ذکر شده در دستور العمل COST-90 استفاده شد. پس از آن داده ها با مدل های GAB ، هندرسون، اسمیت، هالسی و ازوین برازش و ضرایب مربوطه تعیین شد. نتایج نشان می دهد که در هر دو رقم با افزایش دما مقدار رطوبت تعادلی کاهش می یابد. همچنین در بین مدل های به کار رفته در تحقیق، مدل های GAB و اسمیت نسبت به سایر مدل ها دارای بهترین برازش بودند. علاوه بر آن، نتایج نشان داد که با افزایش دما مقدار رطوبت تک لایه در پسته کاهش می یابد. همچنین، معادله رگرسیون تغییرات رطوبت تک لایه با تغییرات دما در محدوده دمایی ذکر شده برای هر دو رقم به دست آمد.

تعیین هدایت هیدرولیکی اشباع و تخلخل موثر خاک در زهکشی اهمیت ویژه و در کنترل کردن عمق سطح ایستابی بین زهکش ها نقش مهم دارند. در حال حاضر، فاصله بین زهکش ها بر مبنای مقادیر متوسط اندازه گیری شده این دو عامل طراحی می شود که در محدوده مورد طراحی به دست می آید. هدف از این پژوهش، ارائه روشی نوین است که بر مبنای آن بتوان مقادیر بهینه هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر را به طور همزمان به دست آورد. در این روش، ارتفاع سطح ایستابی در فواصل مختلف از زهکش و در زمان های متفاوت اندازه گیری می شود. سپس، با استفاده از مدل جریان غیرماندگار گلور- دام و به کارگیری بهینه سازی غیرخطی، مقادیر هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر بهینه برآورد می شود. به منظور واسنجی مدل گلور- دام از راه بهینه سازی غیرخطی، افزون بر داده های حاصل از آزمایش برخی داده های موجود دیگر نیز به کار گرفته شد. برای اجرای آزمایش ها، مدلی فیزیکی به طول 2.5، عرض 0.3، و ارتفاع 0.5 متر تهیه و یک زهکش سوراخ دار به قطر 4.5 سانتی متر در کف یکی از دو انتهای طولی و عمود بر زهکش آن تعبیه شد. برای اندازه گیری تغییرات سطح ایستابی در اعماق و زمان های مختلف، 16 پیزومتر در امتداد طولی نصب و قرائت ها در دوره های زمانی مشخص انجام شد. روش پیشنهادی، در دو حالت با تخلخل ثابت و متغیر، ارزیابی و مقادیر بهینه هدایت هیدرولیکی و تخلخل موثر به دست آمد. نتایج نشان داد که روش پیشنهادی در پیش بینی نیمرخ های سطح ایستابی دقت مناسبی دارد. همچنین، اعمال مقادیر بهینه با لحاظ کردن تخلخل متغیر باعث افزایش دقت پیش بینی روش پیشنهادی می شود.

هدایت هیدرولیکی یکی از خصوصیات هیدرودینامیک خاک¬هاست که نقش تعیین کننده¬ای در حرکت و انتقال آب و املاح در خاک دارد. در پروژه های زهکشی، مقدار هدایت هیدرولیکی اشباع خاک ضروری است. این مقدار تقریباً ثابت است. روش¬های مختلفی برای اندازه¬گیری هدایت هیدرولیکی خاک¬ها وجود دارد که در مجموع می¬توان آنها را به دو دسته بالا و زیر سطح ایستابی تقسیم کرد. بررسی¬های اولیه نشان می¬دهد که بین نتایج حاصل از این دو روش تفاوت قابل توجهی وجود دارد. به همین دلیل، این بررسی برای دستیابی به اهداف زیر برنامه¬ریزی شده است: 1- مقایسة نتایج هدایت هیدرولیکی موجود برای روش¬های زیر و بالای سطح ایستابی در پروژه های مطالعاتی و تحقیقاتی در داخل و خارج کشور، 2- دلایل متفاوت بودن نتایج روش¬های یاد شده و 3- راه حل¬های عملی برای نزدیک کردن نتایج اندازه¬گیری شده از روش¬های تعریف شده. بررسی¬ها نشان داد که نتایج روش¬های بالای سطحی ایستابی عموماً از روش¬های زیر سطح ایستابی کمتر است به نحوی که می¬توان گفت نتایج روش¬های زیر سطح ایستابی 0.05تا 32 برابر نتایج روش¬های بالای سطح ایستابی بوده است. علت این تفاوت مربوط به عوامل مختلفی است که از جمله می¬توان به متفاوت بودن کیفیت آب مصرفی با آب زیرزمینی، محبوس شدن حباب¬های هوا در خلل و فرج درون خاک در شرایط بالای سطح ایستابی، و متفاوت بودن الگوی جریان در روش¬های فوق اشاره کرد. کمتر بودن نتایج روش¬های بالای سطح ایستابی در مقایسه با روش¬های زیر سطح ایستابی، شاید این موضوع را تأیید کند که دستیابی به هدایت هیدرولیکی اشباع در روش¬های بالای سطح ایستابی مقدور نیست، لذا ضروری است که نتایج این نوع روش¬ها تعدیل و به عبارتی با روش¬های زیرسطح ایستابی متوازن شود. در این خصوص روش¬های مناسب به ترتیب اولویت: روش مدل¬های طبیعی، روش مدل¬های صحرایی، روش زمین آماری، روش مکنیل، و روش همبستگی بین بافت و ساختمان توصیه شده است.