تحقیقات سامانه ها و مکانیزاسیون کشاورزی
سال:1397 | دوره:19 | شماره:70 |تعداد مقالات:10

طراحی و بومی سازی ادوات و ماشین های کشاورزی نیاز به تعیین دقیق خواص فیزیکی و مکانیکی خاک از جمله ضریب اصطکاک خارجی آن دارد. در این تحقیق اثر سرعت لغزشی (در سه سطح 5/0، 5/2، و 5/3 سانتی متر بر ثانیه) چهار قطعه ی لغزنده ی فولادی، چدنی، لاستیکی و تفلونی بر ضریب اصطکاک خارجی سه نوع خاک لومی، لومی شنی، و شنی لومی در پنج سطح رطوبت بررسی شد. برای اندازه گیری ضریب اصطکاک خاک و فلز و چسبندگی، از یک سیستم اندازه گیری دقیق استفاده گردید. داده ها در قالب طرح فاکتوریل 5×4×3 و بر پایه ی طرح بلوک کامل تصادفی با استفاده از نرم-افزار MSTATC تحلیل شدند. با توجه به تفاوت درصد رطوبت در فاز های مختلف اصطکاکی، چسبندگی و سیالی در خاک-های با بافت مختلف تجزیه و تحلیل آماری برای هر بافت خاک به صورت جداگانه صورت گرفت و برای مطالعه ی اثر بافت از طرح عاملی آشیانه ای استفاده شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که اثر سه سطح سرعت لغزشی بر مقادیر ضریب اصطکاک خارجی خاک در سطح احتمال 1 درصد معنی دار است. با افزایش سرعت لغزشی، ضریب اصطکاک خاک و فلز نیز روند افزایشی داشته است. نتایج تحقیق همچنین نشان می دهد که الگوی منحنی های اصطکاک-مقدار رطوبت خاک ها در سرعت های لغزشی مورد آزمایش یکسان است. نتایج به دست آمده از این تحقیق و مقادیر تعیین شده ی پارامترهای چسبندگی و اصطکاک خارجی خاک، می تواند در طراحی ادوات کشاورزی، مدل سازی رابطه بین ماشین و خاک، محاسبه ی نیروی مقاومت کششی، و بررسی عملکرد و ساییدگی ادوات خاک ورزی اهمیت اساسی داشته باشد.

برای اندازه گیری ویژگی های کیفی میوه ها و سبزی ها از روش های مخرب و غیر مخرب متعددی استفاده می شود. روش-های مخرب عمدتاً هزینه بر و وقت گیر هستند. در این پژوهش، برخی ویژگی های کیفی میوه ی انگور رقم عسگری شامل مواد جامد حل شدنی (SSC)، اسید قابل تیترکردن (TA)، pH، و فنل کل (TP) با طیف سنجی فروسرخ نزدیک (NIRS) اندازه گیری شدند. بدین منظور از 110 نمونه در دامنه ی طیفی 1700-900 نانومتر طیف سنجی شد و بلافاصله از روش های شیمیایی برای اندازه گیری ویژگی های کیفی انگور رقم عسگری استفاده گردید و پس از آن مدل های کالیبراسیون برای ارتباط بین داده های طیفی و داده های حاصل از روش های شیمیایی تدوین شدند. بهترین مدل های رگرسیون حداقل مربعات جزیی (PLS) دارای ریشه ی میانگین مربعات خطای پیش بینی (RMSEP) 580/0 درجه بریکس، 020/0 درصد، 125/0 و 441/23 میلی گرم بر لیتر و ضریب همبستگی (rp) 927/0، 806/0، 898/0 و 866/0 به ترتیب برای SSC، TA، pH و TP بودند. مقایسه ی میانگین-های پیش بینی شده با بهترین مدل های برازش و اندازه گیری شده با روش های مرجع برای هر صفت نشان می دهد که بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده با بهترین مدل در سطح احتمال 5 درصد اختلاف معنی دار وجود ندارد. نتایج این پژوهش همچنین نشان می دهد که NIRS می تواند روشی سریع برای اندازه گیری برخی ویژگی های کیفی درونی انگور رقم عسگری، حتی ویژگی هایی باشد که اندازه گیری آنها دشوار است.

نیل به خودکفایی محصول برنج در کشور جز با بررسی وضعیت موجود مکانیزاسیون برنج مقدور نیست. این تحقیق به منظور تعیین وضعیت موجود مکانیزاسیون برنج و ارائه ی راهکارهای لازم برای بهبود آن انجام شد تا امکان خودکفایی در تولید این محصول استراتژیک فراهم آید. داده ها با تکمیل پرسشنامه، مراجعه به منابع آماری موجود، و بررسی های میدانی جمع آوری شد. با استفاده از اطلاعات به دست آمده، درجه مکانیزاسیون، سطح مکانیزاسیون، ظرفیت مکانیزاسیون، بازده اقتصادی مکانیزاسیون، بازده مزرعه ای ماشین، توان اجرایی بالقوه ی ماشینی، روزها و ساعات کاری، و ضریب بهره وری ماشین محاسبه شد. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان می دهد که درجه مکانیزاسیون خاک ورزی اولیه و ثانویه در استان مازندران 7/99 و 3/99 درصد، کاشت با نشاکار 69/22 درصد، و برداشت مکانیزه برنج با دروگر و کمباین برنج 8/72 درصد است. کمترین درجه مکانیزاسیون تولید برنج برای وجین 8 درصد به دست آمد. سطح مکانیزاسیون محاسبه شده برای برنج کاری در استان مازندران 63/2 اسب بخار بر هکتار محاسبه شد. میانگین بازده اقتصادی مکانیزاسیون تولید برنج در استان مازندران 87/1 تن بر اسب بخار و متوسط ظرفیت مکانیزاسیون برنج استان 235 اسب بخار-ساعت بر هکتار تعیین شد.

دستگاه ترادیسک طی یک آزمایش مزرعه ای در مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان ارزیابی شد. در زمین محل آزمایش، در تابستان ذرت دانه ای کشت شد و پس از برداشت محصول آن، در پاییز، گندم کشت گردید. تیمارهای آزمایشی برای ترادیسک شامل فاکتوریل سرعت پیشروی (در سه سطح 8، 10 و 12 کیلومتر بر ساعت) و میزان همپوشانی بشقاب های ردیف های جلو و عقب (در سه سطح صفر، 30 و 60 درصد) بود. کارایی ترادیسک همچنین با روش مرسوم منطقه (شخم با گاوآهن برگردان دار به عنوان تیمار شاهد) مقایسه گردید. نتایج تجزیه ی واریانس دو ساله ی داده های زراعی نشان می دهد که تأثیر سرعت پیشروی ترادیسک، میزان همپوشانی بشقاب ها و اثر متقابل آنها و همچنین روش مرسوم بر عملکرد و اجزای عملکرد گندم معنی دار نیست. نتایج مقایسه ی فنی تیمارها نشان می دهد که هرچه میزان همپوشانی بشقاب ها کمتر باشد میزان بقایای مانده بر سطح خاک به طور معنی داری بیشتر می شود. بیشترین میزان بقایای مانده بر سطح خاک در همپوشانی صفر درصد به میزان 6/88 درصد و کمترین آن در همپوشانی 60 درصد و به میزان 7/64 درصد به دست آمده است. با افزایش سرعت پیشروی، شاخص MWD کاهش پیدا کرده است. کمترین میزان MWD در سرعت 12 کیلومتر بر ساعت به مقدار 6/31 میلی متر و بیشترین میزان MWD در سرعت 8 کیلومتر بر ساعت به مقدار 6/33 میلی متر به دست آمده است. همچنین، در همپوشانی 60 درصد کمترین اندازه (MWD) به میزان 1/29 میلی متر و در همپوشانی صفر درصد بیشترین (MWD) به میزان 2/36 میلی متر اندازه گیری شده است. سرعت پیشروی 12 کیلومتر بر ساعت کمترین میزان مصرف سوخت یعنی 8/11 لیتر در هکتار و سرعت 8 کیلومتر بر ساعت بیشترین میزان مصرف سوخت به میزان 5/15 لیتر در هکتار را داشته است. نتایج نشان می دهد که با بیشتر شدن همپوشانی بشقاب ها، سوخت مصرفی نیز افزایش پیدا می کند.

استفاده ی بی رویه از علف کش ها به منظور از بین بردن علف های هرز در مزارع کشاورزی، زمین چمن، زمین های ورزشی و غیره سبب بروز نگرانی های اقتصادی محیط زیستی شده است. به منظور کاهش علف کش ها، بهترین راه ممکن دست چین کردن آنهاست که بسیار پر هزینه و وقت گیر است. در این مقاله دو روش برای تشخیص علف هرز در چمن با استفاده از تکنولوژی بینایی ماشین ارائه شده است. با توجه به این موضوع که علف های هرز رنگ های متفاوتی دارند و به خوبی امکان تشخیص آنها از چمن وجود ندارد، از این فرض استفاده شد در مناطقی که علف های هرز وجود دارد، نسبت به مناطقی که چمن روییده است، تفاوتی در میزان لبه های تصویر اخذ شده وجود دارد. روش طبقه بندی بیز و ویژگی مورفولوژی برای تشخیص علف هرز در چمن به کار گرفته شد. میزان تشخیص درست علف هرز برای روش مورفولوژی 58/89 درصد و روش طبقه بندی بیز 42/80 درصد به دست آمد. از سامانه ی سمپاش هوشمند با سه نازل استفاده شد و میزان کاهش مصرف علف کش ها به بیش از 70 درصدرسید. این مسئله تا حد زیادی از لحاظ اقتصادی و کاهش آلودگی های محیط زیست می-تواند مؤثر باشد.

به منظور تبدیل پسماند مواد غذایی به کمپوست، دستگاه جدیدی برای تولید کمپوست مجهز به سامانه های هوادهی تحت فشار، حرارت دهی و همزنی به منظور تسریع در فرآیند تجزیه میکروارگانیزم ها ساخته شد. آزمایش ها در سه سطح هوادهی (2/0، 4/0 و 6/0 لیتر در دقیقه کیلوگرم-ماده خشک) در نسبت C/N برابر 28، در دور ثابت همزن (یک دور در دقیقه) و 6 سطح زمانی (0، 19، 38، 57، 76 و 96 ساعت)، در دمای 55 درجه سلسیوس و رطوبت اولیه 60 تا 65 درصد روی پسماند مواد غذایی با افزودن ماده معدنی زئولیت و سبوس دو کوب برنج اجراشد. به منظور ارزیابی عملکرد سامانه ی تولید کمپوست، آزمایش های اندازه گیرینسبت C/N، هدایت الکتریکی، pH و شاخص جوانه زنی، برای تعیین کیفیت و بلوغ کمپوست حاصل انجام گردید. با توجه به نتایج و بر اساس تحلیل آماری، تغییرات هدایت الکتریکی، شاخص جوانه زنی و نسبت کربن به نیتروژن معنی دار بوده است. مقدار هدایت الکتریکی طی فرایند در محیط رآکتور و خارج آن از 03/2 به ترتیب به 56/1 و 68/1 میلی زیمنس در سانتی متر رسید. میانگین نسبت C/N از 28 به 9/20 و در شرایط خارج از محیط رآکتور (نمونه شاهد) از 28 به 8/19 رسید. بیشترین مقدار درصد شاخص جوانه زنی در محیط رآکتور در سرعت هوادهی 4/0 لیتر در دقیقه کیلوگرم-ماده خشک، برابر 85 درصد به دست آمد. ظرفیت کاری دستگاه 35 کیلوگرم پسماند در هر چهار روز و بازده کمپوست تولیدی توسط دستگاه حدود 34 درصداست.

گندم مهم ترین محصول زراعی و ماده ی غذایی در الگوی مصرف خوراکاست. با کاهش ضایعات گندم در مرحله ی برداشت، امکان افزایش قابل توجه در تولیدات نیز وجود دارد. با توجه به استقبال کشاورزان در استفاده از کمباین های کاه کوب، تعداد این نوع کمباین ها به ویژه برای برداشت گندم در حال افزایش است. در این تحقیق به بررسی میزان تلفات کمباین های معمولی و کمباین های کاه کوب از نوع جاندیر 955 و کلاس 76 پرداخته شد. آزمایش کمباین های کاه کوب و معمولی در شرایط مزرعه ای کاملاً یکسان و در رطوبت 14درصد اجرا و پارامتر های مختلف شامل تلفات در بخش های مختلف کمباین اعم از واحد برش، کوبش و جدایش، مخزن و MOGو نیز درصد جوانه زنی بذر اندازه گیری شدند. کمباین های مورد آزمایش نوع معمولی و کاه کوب از دو شرکت سازنده جاندیر (هپکو) و کلاس انتخاب شدند. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که مجموع تلفات برداشت کمباین کاه کوب با تلفات برداشت کمباین معمولی در هر دو نوع کمباین کلاس و جاندیر اختلاف معنی داری دارند. بیشترین تلفات کمباین کاه کوب جاندیر در بخش مخزن و به میزان 16/4 درصد و در کمباین کاه کوب کلاس در واحد کوبش و جدایش، به میزان 13/8 درصد دیده شد که در هر دو مورد با کمباین معمولی مورد مقایسه خود اختلاف معنی داردارند. بیشترین میزان مصرف سوخت اندازه گیری شده نیز در کمباین های کاه کوب به میزان 55 لیتر در هکتار برای کمباین کاه کوب کلاس و 44/69 لیتر در هکتار برای کمباین کاه کوب جاندیر دیده شد.

در مطالعه ی حاضر بهره وری نهاده های کشاورزی در کشت گندم دشت مهران در سال 1394 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. متغیرهای مد نظر در این پژوهش ویژگی های اقتصادی و اجتماعی گندم کاران و نهاده های مختلف مصرفی بوده است. متدولوژی این پژوهش، استفاده از تابع تولید برای برآورد بهره وری متوسط و نهایی نهاده های تولید و محاسبه ی کشش تولید است. برای گزینش تابع تولید مناسب، از آزمون نسبت راست نمایی بهره گرفته شد. برابر آزمون، تابع تولید ترانسلوگ در مقایسه با سایر توابع، سازگاری بیشتری با مشاهدات داشته است. برابر نتایج به دست آمده، بیشترین مقدار بهره وری نهایی به نهاده ی سطح زیر کشت و کمترین آن به نهاده ی ماشین آلات اختصاص دارد. بهره وری نهایی استفاده از ماشین آلات در منطقه ی مورد نظر نشان دهنده ی کاهش 74/4 کیلوگرمی تولید محصول گندم به ازای استفاده ی یک ساعت بیشتر از این نهاده نسبت به شرایط فعلی است. مصرف نهاده ی ماشین آلات در ناحیه ی غیر اقتصادی تولید( مرحله ی سوم) و سایر نهادهها در مرحله اقتصادی تولید (مرحله ی دوم ) واقع شده است. اثر همزمان سطح زیرکشت و ماشین آلات در تولید، گویای این مطلب است که کوچک بودن قطعات زمین ها امکان استفاده از ماشین آلات و در نتیجه استفاده از صرفه های مقیاس را از بین برده و تنها باعث افزایش هزینه های تولید شده است.

مدیریت بقایای گیاهی در سطح مزارع اهمیت بالایی دارد. حفظ و مدیریت صحیح بقایای گیاهی موجب اصلاح ساختمان خاک، حفظ رطوبت، و کاهش فرسایش خاک می شود در حالی که سوزاندن بقایای گیاهی به از دست رفتن مواد آلی، افزایش فرسایش، و تبخیر رطوبت می انجامد. وضع قوانین تشویقی برای اجرای کشاورزی حفاظتی و قوانین تنبیهی برای سوزاندن بقایای گیاهی در کشور، راهکاری است که سازمان های اجرایی آن را آغاز کرده اند اما به علت مشکل شناسایی مزارعی که در آنها بقایای گیاهی سوزانده می شود، این راهکار متوقف گردید. این تحقیق به منظور یافتن روشی دقیق، سریع، و ارزان برای پایش مزارعی است که در آنها بقایای گیاهی آتش زده می شود تا بتوان به سادگی مزارع را شناسایی و قوانین تنبیهی یا سیاست های پیشگیرانه را اعمال کرد. در این پژوهش با استفاده از سه روش طبقه بندی نظارت شده، طبقه بندی نظارت نشده، و تشخیص تغییرات، توانایی تصویرهای سنجنده لندست 8 برای تعیین محل و مساحت مزارعی که بقایای گیاهی در آنها آتش زده شده اند، ارزیابی شده است. برای اجرای این پژوهش و ارزیابی نتایج به دست آمده، 120 مزرعه در نظر گرفته شد. نتایج به دست آمده از تعیین محل و تخمین مساحت مزارع آزمایشی در تصویرهای ماهواره ای با داده های میدانی مقایسه شد. به علت تغییرات پی درپی شرایط سطحی مزارع آزمایشی، در فاصله ی زمانی بین دو تصویربرداری سنجنده لندست، روش تشخیص تغییرات نتوانست مزارعی که بقایای گیاهی در آنها آتش زده می شود را به دقت پایش کند. شناسایی و تخمین مساحت مزارع سوخته با روش طبقه بندی نظارت شده دقت بالایی دارد (صحت کلی طبقه بندی 6/96 درصد، ضریب کاپا 93/0 و ضریب تبیین 92/0). بنابراین، بر اساس نتایج پژوهش، روش طبقه بندی نظارت شده برای پایش مزارع سوخته و تعیین مساحت آنها پیشنهاد و فناوری آن ارائه شد.

داشتن اطلاعات یکپارچه در تبادل انرژی محصولات علوفه ای برای ایجاد امکان مقایسه ی الگوی مصرف انرژی آنها ضروری است. هدف از این پژوهش، بررسی الگوی مصرف انرژی، تعیین میزان انتشار گاز کربن دی اکسید و مدل سازی رابطه ی بین عملکرد محصول و انرژی نهاده های مصرفی در سه محصول علوفه ای است. این سه محصول شامل کاه گندم، ذرت سیلویی و یونجه معمولا در اکثر دامداری ها در ترکیب جیره ی غذایی دام ها قرار دارند. میزان کل انرژی نهاده های ورودی به مزرعه در کشت گندم، ذرت سیلویی، و یونجه به ترتیب 85/32077، 87/93049 و 04/30208 مگاژول در هکتار تخمین زده شده است. همچنین، میزان کربن دی اکسید منتشرشده در کشت این سه محصول به ترتیب برابر 67/2704، 79/5861 و 53/5538 کیلوگرم در هکتار محاسبه شده است. نسبت انرژی در گندم و یونجه 65/2 و 18/2 به دست آمد در حالی که در ذرت سیلویی، به علت کمتر بودن انرژی خروجی از مزرعه نسبت به انرژی ورودی، این رقم کمتر از یک محاسبه شده است. با استفاده از سامانه ی استنتاج عصبی-فازی رابطه ی بین عملکرد این سه محصول و میزان انرژی نهاده های مصرفی مدل سازی گردید. برای تخمین عملکرد کاه، مدلی با تابع های عضویت 'gaussmf' با سه تابع ورودی به عنوان بهترین مدل در میان مدل های مختلف تعیین گردید. در میان مدل های به دست آمده برای تعیین علمکرد ذرت، بهترین عملکرد در مدلی با دو تابع عضویت 'pimf' دیده شد. همچنین، مدلی با سه تابع عضویت ذوزنقه ای 'trapmf' و ضریب تعیین 960/0 بهترین عملکرد را برای مدل سازی عملکرد یونجه نشان داده است.