مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی
سال:1384 | دوره:6 | شماره:22 |تعداد مقالات:12

تامین نیاز آبی چغندرقند با روش های نوین آبیاری نظیر آبیاری بارانی، آبیاری قطره ای، و آبیاری زیرسطحی موضوعی است که به دلیل طولانی بودن دوره رشد این گیاه و نیاز آبی نسبتا زیاد آن درخور اهمیت فراوان است. این تحقیق با هدف بررسی تاثیر روش های آبیاری سطحی (جویچه ای) و آبیاری بارانی روی عوامل کمی و کیفی محصول چغندرقند و همچنین مقایسه میزان آب مصرفی و کارایی مصرف آب در روش های آبیاری مذکور در سال 1380 در منطقه کمال آباد کرج در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش عبارت بودند از: 1- آبیاری بارانی در کرت هایی به ابعاد72×30 متر، 2- آبیاری جویچه ای معمولی در کرت هایی به ابعاد 82×4 متر و 3- آبیاری جویچه ای با کاهش دبی جریان در کرت های به ابعاد 82×4 متر. میزان آب آبیاری در هر نوبت در تیمار آبیاری بارانی با روش پنمن -مانتیت برای چغندرقند در منطقه کرج برآورد و اعمال گردید. تیمار آبیاری جویچه ای معمولی بر اساس عرف کشاورزان محلی در نظر گرفته شد. در تیمار آبیاری جویچه ای با کاهش دبی جریان، دبی جریان ورودی به جویچه ها به اندازه 0.8- 0.7 دبی جویچه ای معمولی بعد از رسیدن آب به انتهای شیار بود. نتایج نشان داد که صفات عیار قند ناخالص، ناخالصی های ریشه (پتاسیم، سدیم، و نیتروژن آلفا)، عیار قند خالص، ضریب استحصال، قند ملاس، وزن اندام هوایی، وزن ریشه، شکر ناخالص، و شکر خالص تحت تاثیر سه روش آبیاری اختلاف معنی داری در سطح 5 درصد ندارند. میزان آب مصرفی، کارایی مصرف آب برای وزن ریشه، و کارایی مصرف آب برای شکر ناخالص تحت اثر روش های آبیاری در سطح 5 درصد اختلاف معنی داری نشان داد و روش آبیاری بارانی بر دو روش دیگر برتری داشت. آبیاری بارانی نسبت به آبیاری جویچه ای معمولی 31 درصد کاهش در میزان مصرف آب آبیاری و 55 درصد افزایش در کارایی مصرف آب (بر اساس وزن ریشه) نشان داد. روش آبیاری جویچه ای با کاهش دبی جریان در وزن ریشه و کارایی مصرف آب (بر اساس وزن ریشه) در سطح 5 درصد با روش آبیاری بارانی اختلاف معنی داری نداشته لذا قابلیت رقابت با آن را دارد.

کمبود آب یکی از مهمترین عوامل محدود کننده توسعه سطح زیر کشت چغندرقند در استان اصفهان است. ازسوی دیگر، با توجه به مصرف قابل توجه آب در دوره رشد رویشی این گیاه، استفاده کارآمدتر از منابع آبی موجود ضرورت بیشتری می یابد. یکی از راه های کاهش مصرف آب، مدیریت مناسب آبیاری در مزرعه است. به همین منظور، شش تیمار به مدت دو سال در ایستگاه تحقیقات کشاورزی کبوترآباد واقع در شرق استان اصفهان به شرح زیر مطالعه شد: 1- کاشت یک ردیفه، فاصله خطوط کاشت 50 سانتیمتر، آبیاری از طریق تمام جویچه ها 2- کاشت یک ردیفه، فاصله خطوط کاشت 50 سانتیمتر، آبیاری جویچه ها به صورت یک در میان متناوب 3- کاشت یک ردیفه، فاصله خطوط کاشت 60 سانتیمتر، آبیاری از تمام جویچه ها 4- کاشت یک ردیفه، فاصله خطوط کاشت 60 سانتیمتر، آبیاری جویچه ها یک در میان متناوب 5- کاشت دو ردیفه، فاصله خطوط کاشت در طرفین جویچه 50 سانتیمتر و فاصله خطوط کاشت روی پشته 40 سانتیمتر 6- کاشت دو ردیفه، فاصله خطوط کاشت در طرفین جویچه 60 سانتیمتر و فاصله خطوط کاشت روی پشته 40 سانتیمتر. نتایج نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار آب مصرفی به میزان 22693 و 15300 مترمکعب در هکتار به ترتیب مربوط به تیمارهای شماره 2 و 6 است. بیشترین عملکرد ریشه به میزان 45.85 تن در هکتار در تیمار شماره 5 به دست آمد. در همین تیمار بیشترین عملکرد قند ناخالص و قند قابل استحصال به ترتیب به میزان 6.88 و 4.78 تن در هکتار مشاهده شد که ناشی از زیادتر بودن عملکرد ریشه در تیمار مذکور بوده است. در مجموع، تیمارهای کشت دو ردیفه نسبت به یک ردیفه، به علت بیشتر بودن بازده مصرف آب برای عملکرد ریشه و قند در تیمارهای کشت دو ردیفه نسبت به یک ردیفه و همچنین سهولت بیشتر آبیاری در این تیمارها نسبت به تیمارهای یک ردیفه، این دو روش کاشت می تواند قابل توصیه باشد.

به منظور بررسی تاثیر تنش آبی در مراحل مختلف رشد گوجه فرنگی بر خصوصیات کمی و کیفی محصول گوجه فرنگی آزمایشی در قالب طرح اسپلیت اسپلیت پلات با سه فاکتور در اراضی مرکز تحقیقات کشاورزی سمنان (شاهرود) از سال 1379 به مدت دو سال زراعی اجرا شد. ارقام گوجه فرنگی (موبیل و کال جی) به صورت دو نوار در هر بلوک قرار گرفتند. تیمار اصلی شامل سه سطح مختلف آب آبیاری (50، 75 و 100 درصد آب مورد نیاز گیاه) و تیمار فرعی شامل مراحل رشد گیاه در چهار سطح (نشا تا گل دهی، گل دهی تا میوه دهی، تشکیل میوه ها تا اولین برداشت، و پس از برداشت اول تا انتهای فصل) بود. آب مورد نیاز گیاه بر اساس داده های تشتک تبخیر کلاسA  و سطوح آبیاری 50، 75 و 100 درصد محاسبه شد و با روش آبیاری شیاری (فارو) در اختیار گیاه قرار گرفت. نتایج نشان داد که ارقام گوجه فرنگی از نظر عملکرد با هم تفاوتی ندارند. اثر متقابل مقدار آب و مرحله رشد گیاه در سطح یک درصد معنی دار شد، به طوری که تنش ملایم (75 درصد نیاز آبی) و شدید (50 درصد نیاز آبی) در مرحله گل دهی تا میوه دهی عملکرد محصول را به میزان 13 تن در هکتار کاهش می دهد. تنش آبی در سایر مراحل رشد تاثیر معنی داری بر عملکرد محصول نداشت. تیمارهای آبی 50، 75 و100 درصد به ترتیب با میانگین عملکرد 58.3، 57،62  تن در هکتار اختلاف معنی داری با یکدیگر نداشتند. بنابراین به غیر از مرحله گل دهی تا میوه دهی می توان میزان آب مصرفی را تا 50 درصد، بدون کاهش قابل توجه در عملکرد، تقلیل داد. ارقام از نظر پارامتر های pH و مواد جامد انحلال پذیر(بریکس) تفاوت نداشتند اما رقم کال- جی (با نسبت گوشت به آب 0.22) در مقایسه با رقم موبیل (با نسبت 0.17) دارای میوه های سفت تری بود. تنش آبی، پارامترهای pH و مواد جامد انحلال پذیر میوه را تحت تاثیر قرار داد (در سطح یک درصد). با افزایش تنش آبی، میزانpH  و مواد جامد انحلال پذیر افزایش یافت، به طوری که حداکثر pH و مواد جامد انحلال پذیر به ترتیب 3.47 و 4.9 از تیمار 50 درصد مصرف آب حاصل شد. همچنین نسبت گوشت به آب میوه با افزایش تنش افزایش یافت. حداکثر کارایی مصرف آب 9.6 و 9.5 کیلوگرم بر مترمکعب در هکتار به ترتیب مربوط به تیمار های سطوح آبیاری 75 درصد در مرحله پس از برداشت اول تا انتهای فصل و 50 درصد در مرحله نشا تا گل دهی بود. مقایسه نتایج به دست آمده با سایر گزارشها نشان می دهد که چنانچه برنامه ریزی صحیحی جهت تنش آبی برای گیاه اعمال شود، در روش آبیاری شیاری هم می توان کارایی مصرف آب را تا حد زیادی بالا برد. اما به دلیل حساسیت گیاه به تنشهای یکنواخت در طول فصل، این گونه تنشها توصیه نمی شود.

یکی از پارامترهای مهم خاک برای استفاده در مدل محاسباتی Plaxis، برای تحلیل رفتار سازه های خاکی و مکانیزم گسیختگی آنها، مدول برش الاستیسیته است. برای برآورد این پارامتر و سایر خصوصیات، خاک، حفاری ها و آزمایش های ژئوتکنیکی متعددی روی بدنه یک سیل بند و زمین کنار آن در پایین دست اجرا شد. با استفاده از نتایج آزمایش ها، مدول برش الاستیسیته از نه روش متفاوت محاسبه شد. به علت اختلاف زیاد در مقادیر به دست آمده، با استفاده از روش آماری، مقدار مشخصه ای برای هر لایه تعیین گردید. جهت تشخیص صحت مقادیر مشخصه و مناسب ترین روش تعیین مدول برش، کالیبراسیون تنش ها و کرنش ها که به کار گرفته شد که هر دو منجر به مقادیری بیش از مقادیر مشخصه مدول برش شد. مقایسه نتایج کالیبراسیون با نتایج روش های قبلی نشان دادند که مقادیر مشخصه به دلیل کم بودن تعداد داده ها قابل اعتماد نیست و در مجموع استفاده از آزمایش سه محوری برای محاسبه مدول برش الاستیسیته مناسب تر از سایر روش هاست.

ضایعات تبدیل شالی از معضلات کارخانه های برنج کوبی کشور است. کاربرد غیر علمی ماشین های تبدیل، از جمله سفید کن، از مهمترین عوامل موثر در میزان شکستگی برنج و ایجاد ضایعات کیفی است. هدف از این پژوهش، تعیین اثر دور توپی و سطح مقطع خروجی به عنوان پارامترهای عملکردی دستگاه سفیدکن تیغه ای بر میزان شکست برنج رقم دانه بلند خزر است. دستگاه سفید کن تیغه ای در کلیه کارخانه های برنج کوبی کشور رواج دارد و برنج دانه بلند خرد در استان های شمالی کشور متداول است. این پژوهش همچنین به منظور بهینه کردن و اصلاح سیستم موجود جهت کاهش ضایعات در مرحله سفیدکنی برنج قهوه ای انجام شده است. در این تحقیق پارامتر دور توپی در شش سطح: 650، 700، 750، 800، 850 و900 دور در دقیقه و سطح مقطع خروجی دستگاه در پنج سطح: 615، 660، 705، 750 و 795 میلیمترمربع در نظر گرفته شد و جمعا30 تیمار به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی و در سه تکرار آزمایش و میزان شکستگی برنج اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که افزایش دور توپی از 650 تا 900 دور در دقیقه باعث افزایش شکستگی دانه برنج می شود. همچنین مشخص شد که سطح مقطع خروجی مهمترین عامل تاثیرگذار بر شکستگی برنج است و با افزایش آن میزان برنج شکسته شده کاهش پیدا می شود. نتایج حاصل از مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون چند دامنه ای دانکن نشان می دهد که بیشترین درصد شکستگی (35.69 درصد) مربوط به ترکیب دو پارامتر دور با 900 دور در دقیقه و سطح مقطع با 615 میلیمتر مربع و کمترین درصد شکستگی (7.12 درصد) مربوط به ترکیب دو پارامتر دور با 800 دور در دقیقه و سطح مقطع با 705 میلیمتر مربع است.

نقش انرژی در توسعه و کارایی کشاورزی بسیار با اهمیت است. در سال های گذشته مصرف انرژی، به ویژه سوخت‏های فسیلی و کودهای شیمیایی در کشاورزی افزایش چشمگیری داشته است و انرژی وارد شده در واحد سطح برای تولید محصول بسیار بیش از گذشته شده است. عوامل اصلی افزایش مصرف انرژی در بخش کشاورزی، افزایش جمعیت، محدودیت زمین‏های قابل کشت، ارزان بودن سوخت و کود، و افزایش سطح زندگی و توقعات مردم است. در این مقاله، انرژی مورد نیاز در بخش کشاورزی به ویژه کشت محصول برنج و تبدیل شلتوک به برنج سفید بررسی می شود و ضمن تعیین چگونگی محاسبه انرژی مصرفی و تولیدی در کشت محصول برنج و عوامل موثر بر آن، شاخص کارایی انرژی (نسبت انرژی خروجی به انرژی ورودی) در دو روش کشت سنتی و نیمه مکانیزه برای تولید برنج در استان گیلان محاسبه شده است. داده های مورد نیاز با بررسی های میدانی و مصاحبه به دست آمده و انرژی مصرفی در دو روش سنتی و نیمه مکانیزه تولید برنج رقم خزر و همچنین شاخص کارایی انرژی محاسبه و تعیین شده است. نتایج بررسی‏ها نشان می دهد که روش نیمه مکانیزه از نظر کارایی انرژی نسبت به روش سنتی کاراتر است. کل انرژی مورد نیاز برای تولید شلتوک و تبدیل آن به برنج سفید در هر هکتار از یک رقم برنج متداول در استان گیلان برای دو روش سنتی و نیمه مکانیزه با احتساب آب مصرفی به ترتیب 72488.7 و 68633.8 مگاژول و شاخص کارایی در دو روش سنتی و نیمه مکانیزه به ترتیب 2.09 و 2.21 است. بنابراین با توجه به کارا بودن و کم هزینه بودن روش نیمه مکانیزه باید اعتبارات لازم را برای کشاورزان و صاحبان کارخانه های برنجکوبی جهت خرید ماشین ‏آلات مورد نیاز و اصلاح ساختار فراهم کرد.

یکی از عوامل مهم در دقت شبیه سازی مدل های DEM، انطباق شکل المان های به کار رفته در مدل کامپیوتری با شکل ذرات یا اجسام در سیستم حقیقی است. مطالعات انجام شده به کمک مدل های DEM در زمینه سیستم های حاوی مواد دانه ای، تاکنون مدل هایی بوده اند که المان های به کار رفته در آنها کروی یا بیضی مانند بوده است. از آنجا که شکل اکثر میوه ها و سبزی ها غیر کروی و نامنظم اند مدل های حاوی این گونه المان ها نمی تواند بیان کننده رفتار دقیق آنها باشد. مقاله حاضر مدلی را ارایه می کند که المان های آن می تواند کروی یا غیر کروی باشد. در این مدل، شکل هر المان با ترکیبی از گویها (کرات در سیستم های سه بعدی و دوایر در دو بعدی) با اندازه های مختلف، با هم پوشانی دلخواه بین آنها تعیین می شود به طوری که شکل نهایی آنها بسیار نزدیک به شکل واقعی میوه یا محصول مورد نظر باشد. نتایج ارزیابی تئوری مدل نشان دهنده تنها 0.07 درصد خطاست که این امر دلالت بر صحت فرموله شدن مدل و الگوریتم های موجود در آن است. همچنین، نتایج ارزیابی تجربی مدل برای بررسی دقت پیش بینی رفتار یک سیستم فیزیکی مشابه نشان می دهد که مدل توانسته است با دقت 82 درصد رفتار سیستم را پیش بینی کند. این میزان خطا می تواند به میزان دقت در اندازه گیری خصوصیات فیزیکی و مکانیکی مورد نیاز سیستم ربط داده شود. به منظور نشان دادن توانایی مدل در شبیه سازی انتقال و فراوری محصولات کشاورزی، نمونه هایی از کاربرد مدل در این زمینه ارایه شده است. نتایج این شبیه سازی ها به صورت نمودارهای تغییرات نیروهای عمودی وارد بر جسم (که باعث لهیدگی آنها هستند) و نیروهای مماسی (که منشا خراشیدگی هستند) ارایه شده است. علاوه بر این، تصاویر ارایه شده در این مقاله که برگرفته شده از انیمیشن های حاصل از نتایج مدل هستند توانایی مدل را در شبیه سازی فرایندهای مختلف محصولات کشاورزی بیان می کنند.

شلتوک یکی از غلات عمده است و پیش از انبارداری و در ابتدای فرآیند تبدیل نیاز به خشک کردن دارد. بخش مهمی از ضایعات برنج (بروز ترک های اولیه)، در مرحله خشک کردن روی می‏دهد. برای بررسی ثاثیر عوامل مختلف بر ضایعات برنج در هنگام خشک کردن، فرآیند خشک کردن در قالب طرح آماری کرت‏های دوبار خرد شده با چهار پارامتر: رقم شلتوک (بینام و کاظمی)، دمای هوای خشک کن (در سه سطح 40، 50 و 60 درجه سانتی گراد، رطوبت نهایی شلتوک بر اساس وزن تر (در سه سطح 10،12، و 14 درصد) و ضخامت لایه شلتوک در مخزن خشک کن ( در سه سطح 0-10، 10-20 و 20-30 سانتی متر)، اجرا شد تا اثر اصلی و همچنین اثر متقابل پارامترهای مذکور بر میزان ترک ایجاد شده طی خشک کردن و درصد خرده برنج پس از تبدیل بررسی شود. طی این تحقیق مشخص شد که رقم کاظمی نسبت به رقم بینام حساسیت بیشتری به عوامل ایجاد ترک دارد. همچنین میزان برنج خرد شده پس از تبدیل برای رقم کاظمی بیشتر از رقم بینام است. طبق بررسی‏های آماری، دمای 40 درجه سانتی گراد هوای خشک کن، دمای مناسبی برای خشک کردن شلتوک از نظر میزان ترک ایجاد شده در این مرحله و کاهش خرده برنج پس از تبدیل است. رطوبت مناسب شلتوک برای اجرای عملیات تبدیل برای این دو رقم، 14 درصد تشخیص داده شد. با افزایش ضخامت لایه شلتوک درون مخزن خشک کن، میزان ترک و خرده برنج ایجاد شده به طور معنی داری کاهش می‏یابد.

به منظور بررسی اثر خشک کردن چند مرحله ای بر بازده تبدیل و مدت زمان خشک کردن شلتوک، از رقم خزر و آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار با دو فاکتور استفاده شد: یکی رطــوبت اولیه شلتــوک در دو سطح (0.7 ±16.3 درصد و 20.5±1.5 درصد بر پایه تر) و دیگری روش خشک کردن در سه سطح (خشک کردن یک، دو و سه مرحله ای). فاکتورهای مورد بررسی در این تحقیق، بازده تبدیل، درصد برنج قهوه ای، درصد برنج سالم، درصد خرده برنج و مدت زمان خشک کردن بوده است. نتایج نشان داد که مراحل خشک کردن اثر قابل توجهی بر درصد برنج قهوه ای و بازده تبدیل ندارد اما درصد برنج سالم طی خشک کردن سه مرحله ای در هر دو سال بیشترین و روش های دو و یک مرحله ای به ترتیب کمترین مقدار را داشته اند. روش خشک کردن یک مرحله ای در شلتوک با رطوبت اولیه 19.6 درصد با میزان برنج سالم 39.3 درصد کمترین و سه مرحله ای با میزان برنج سالم (42.9 درصد) بیشترین مقدار را در سال اول داشت. خشک کردن شلتوک با رطوبت اولیه 15.7 درصد به روش یک مرحله ای کمترین و روش های دو و سه مرحله ای بیشترین مقدار برنج سالم را به دست می دهند اما بین این دو تفاوت قابل توجهی مشاهده نمی شود. نتایج سال دوم نشان می دهد که خشک کردن سه مرحله ای شلتوک با رطوبت اولیه 21.8 درصد با مقدار برنج سالم 56.6 درصد بیشترین و روش یک مرحله ای با 52.7 درصد کمترین مقدار برنج سالم را به دست می دهند. به کارگیری روش خشک کردن یک مرحله ای در شلتوک با رطوبت اولیه 16.2 درصد با 52.5 درصد کمترین و سه مرحله ای با 55.8 درصد بیشترین نسبت برنج سالم را به خود اختصاص می دهند. با توجه به نتایج حاصل برای رطوبت 19-22 درصد شلتوک خزر، خشک کردن سه مرحله ای و برای رطوبت 15.5-17 درصد، خشک کردن دو مرحله ای پیشنهاد می شود.

میوه‏ و سبزی به شدت فساد پذیرند و به همین جهت نیازمند عملیات پس از برداشت و اعمال روش های حمل و نقل، بسته بندی، و انبارداری مناسب برای به حداقل رسیدن ضایعات هستند. این تحقیق با هدف کاهش ضایعات میوه تازه (زردآلو) و افزایش زمینه صادرات آن در سه مرحله اصلی شامل: فرآیندهای بعد از برداشت و قبل از بسته بندی؛ فرآیندهای مربوط به بسته بندی، و فرآیندهای بعد از بسته بندی انجام پذیرفت. فرآیندهای قبل از بسته بندی شامل سرد کردن اولیه؛ ضدعفونی و خشک کردن قطره های آب سطحی از روی میوه است که برای تمام تیمارها یکسان بود . تیمارهای بسته بندی شامل:1- استفاده از ظروف غیر قابل انعطاف و تعیین مناسب ترین انباشتگی لایه های میوه 2- تعیین بهترین نوع پوشش از نوع پلی اتیلن با دانسیته پایین 3- تعیین مناسب ترین تعداد منفذ بسته جهت نگهداری میوه بود. فرآیندهای بعد از بسته بندی نیز برای تمام تیمارها یکسان و شامل: سردخانه 0.5- درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 90-95 درصد؛ گرمخانه 40 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 70 درصد؛ سردخانه گذاری 0.5- تا 0.5 و رطوبت نسبی 95 درصد بود. نمونه ها آزمون کیفی فیزیکی و شیمیایی و ارزیابی حسی شدند و در مجموع پس از تجزیه آماری و با در نظر گرفتن مسایل اقتصادی و در دسترس بودن پوشش، تیماری که در آن از ظرف 500 گرمی استفاده شده بود، میوه به صورت دو لایه چیده شده بود، ضخامت فیلم 25 میکرو مترو تعداد منافذ 100 و هر یک به قطر دو میلی متر بود به عنوان تیمار بهینه بسته بندی برای زردآلو انتخاب شد.