تحقیقات سامانه ها و مکانیزاسیون کشاورزی
سال:1397 | دوره:19 | شماره:71 |تعداد مقالات:10

برای مدیریت تردد و فشردگی خاک در مزرعه نیاز است تنش وارد شده به خاک در اثر عبور تایر ماشین تا سطحی کمتر از ظرفیت باربری خاک (تنش پیش تراکم، σ pc) کنترل شود تا تردد ماشین باعث افزایش تراکم نگردد. تنش پیش تراکم تابعی است در درجه ی اول از رطوبت خاک و در درجه ی دوم از بافت خاک. هدف اصلی از این مطالعه، توسعه ی یک الگوریتم تجربی-تحلیلی برای پیش بینی روز انه ی تنش پیش تراکم خاک در مزرعه ای در دانشگاه شهرکرد است. تحلیل های آماری نشان می دهد که با استفاده از متغیرهای هواشناسی هر سال شامل داده های بارش همان روز و روز قبل، دما، تابش و سرعت باد می توان تغییرات رطوبت خاک را به خوبی پیش بینی کرد (85/0 R2 = و % 3/3 (RMSE=. برای تعیین ارتباط بین رطوبت خاک و تنش پیش تراکم، نمونه های خاک در سه سطح چگالی ظاهری 15/1، 22/1 و Mg m-3 3/1 و چهار سطح رطوبتی 10، 15، 20 و 25 درصد وزنی در آزمایشگاه تهیه و روی آنها آزمون فشار گام به گام تک محوری محصور اجرا شد. تنش پیش تراکم از نقطه ی بیشینه ی انحنای منحنی لگاریتم تنش-نسبت پوکی با تحلیل تابع گمپرتز تخمین زده شد. با استفاده از مدل تحلیلی ایلبانا و ویتنی و با ارتباط تجربی بین شاخص مخروط و تنش پیش تراکم، پیش بینی تنش پیش تراکم از یک بافت خاک به کلیه ی بافت ها تعمیم داده شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که این مدل تحلیلی اثر رطوبت را در تغییر تنش پیش تراکم به خوبی بیان می کند. الگوریتم طراحی شده در این مطالعه مd تواند در مدیریت و تردد ماشین و تعیین روزهای تردد پذیر هر سال زراعی استفاده شود.

اجرای روش های کم خاک ورزی و بی خاک ورزی علاوه بر اینکه باعث افزایش حاصلخیزی خاک می شود، کاهش مصرف انرژی و هزینه ی تولید را در زراعت گندم به دنبال دارد. به منظور بررسی مقدار انرژی نهاده و ستانده، شاخص های انرژی و عملکرد گندم در روش های مختلف خاک ورزی حفاظتی در کشت گندم آبی، آزمایشی در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان مرکزی طی دو سال زراعی 92-91 و 93-92 اجرا شد. فاکتور-های اصلی آزمایش عبارت بودند از: 1) گاوآهن برگرداندار+ دیسک (روش مرسوم)، 2) کم خاک ورزی با چیزل پکر، 3) کم خاک ورزی با گاو آهن مرکب و 4) بدون خاک ورزی. در قطعه زمین آزمایشی تناوب ذرت-گندم اجرا شد. عملکرد بیولوژیکی و دانه، میزان مصرف سوخت، مقدار انرژی نهاده های به کار گرفته شده، انرژی ستانده و شاخص های انرژی، اندازه گیری شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که روش خاک ورزی اثر معنی داری بر عملکرد دانه ی گندم در سطح 5 درصد ندارد. مصرف سوخت در تیمارهای 1، 2، 3 و 4 به ترتیب عبارت بودند از: 46/80، 46/31، 33 و 5/14 لیتر بر هکتار. بیشترین و کمترین بهره-وری انرژی با 075/0 و 062/0 کیلوگرم محصول به ازای مصرف هر مگاژول انرژی به ترتیب در تیمارهای کشت مستقیم و روش مرسوم دیده می شود. مصرف انرژی در تیمارهای مرسوم، چیزل پکر، گاو آهن مرکب و بی خاک ورزی به ترتیب 57670، 50849، 50949 و 47609مگاژول در هر هکتار به دست آمده است. بهترین گزینه از نظر شاخص های انرژی روش کشت مستقیم است.

این پژوهش به¬منظور تعیین میزان انرژی مصرفی در مراحل مختلف فرآوری چای سیاه در کارخانه های چای سازی استان گیلان اجرا شده است. انرژی مستقیم (انرژی حرارتی و الکتریسیته) و انرژی غیر مستقیم (انرژی نیروی انسانی، استهلاک و روان کننده ها) در 9 کارخانه چای سازی شامل 4 کارخانه گازوئیل سوز و 5 کارخانه گازسوز، اندازه¬گیری و ارزیابی شد. نتایج نشان می دهد که حدود 70 درصد انرژی مصرفی در فرآیند تولید چای سیاه مربوط به انرژی حرارتی است که از این مقدار، 31 درصد در مرحلۀ پلاس و 69 درصد در مرحلۀ خشک¬کردن مصرف می شود. مقدار انرژی حرارتی مصرفی در کارخانه¬های چای¬سازی گازسوز حدود 5 درصد کمتر از کارخانه های گازوئیل سوز به دست آمد. سهم انرژی الکتریکی از کل انرژی مصرفی در فرآیند تولید چای سیاه، 28 درصد است؛ عملیات پلاس و مالش و کورۀ هوای گرم به ترتیب با 16/58، 58/16 و 39/11 درصد بیشترین مقدار مصرف انرژی الکتریکی در فرآیند تولید چای سیاه را دارند. نیروی انسانی، کمترین سهم انرژی مصرفی در تولید چای سیاه در کارخانه های چای سازی را دارد. عوامل مهم و مؤثر بر تلفات انرژی در کارخانه های چای سازی عبارت¬اند از: طراحی نامناسب کوره ها فرسودگی کوره¬ها، استفاده نکردن از عایق بندی مناسب در کوره ها و ساختار نامناسب قطعات مکانیکی. طراحی کوره های جدید متناسب با سوخت مصرفی، عایق بندی کوره¬ها و دستگاه¬های خشک¬کن موجود، اصلاح سیستم برق کارخانه های چای سازی می تواند نقشی مهم در کاهش مصرف انرژی در فرآیند تولید چای سیاه داشته باشد.

کدو یکی از محصولات تابستانی است که در بعضی از استان های کشور ایران کشت می گردد. تخم کدو حاوی مقادیر بالای روغن و پروتئین است. از آنجایی که در ایران بیشتر زمین هایی که به کشت کدوی تخم آجیلی اختصاص می یابند مساحت کمی دارند، برداشت مکانیزه این محصول با دستگاه های بزرگ امکان پذیر نیست. بذرگیری این محصول با دستگاه های بزرگ استخراج تخم کدو نیز مقرون به صرفه نیست. در این شرایط، استخراج تخم کدو نیاز به دستگاه هایی در اندازه های کوچک دارد. در این تحقیق یک دستگاه استخراج تخم کدو مناسب با سطوح کوچک زیر کشت کدوی آجیلی در کشور ساخته و ارزیابی شد. درارزیابی دستگاه، اثر سرعت دورانی استوانه ی جداکننده (70، 65 و 55 دور در دقیقه)، زاویه ی استقرار استوانه ی جداکننده (صفر درجه، سه درجه شیب منفی)، ابعاد روزنه (1×3، 2×2 و 3×3 سانتی متر) روی عملکرد دستگاه (مقدار تخم کدوی استخراج شده و مقدار تخم کدوی هدررفته) بررسی شد. در این تحقیق، آزمایش ها به صورت فاکتوریل با سه فاکتور در سه تکرار و در قالب طرح کاملاً تصادفی اجرا شد. تجزیه و تحلیل داده ها ونتایج به دست آمده نشان می دهد که تأثیر سرعت دورانی و زاویه ی استقرار استوانه ی جداکننده بر جدا شدن تخم کدودر سطح 05/0 معنی دار است و اثر سرعت دورانی استوانه ی خردکن بر شکستگی دانه معنی دارنیست. همچنین، با توجه به مقدار تخم کدوی استخراج شده و تلفات تخم کدو، بهترین سرعت برای استوانه ی جداکننده 55 دور بر دقیقه با ابعاد روزنه 2×2 سانتی متر و زاویه ی استقرار صفر درجه به دست آمد.

اهداف تحقیق شامل برآورد هزینه و درآمد کمباین داران و تعیین شاخص های سودآوری استفاده از کمباین ها در راستای منافع کشاورزان است. این مطالعه در استان تهران اجرا و از طرح آماری کرت های دوبار خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار استفاده شد. فرضیه ی اساسی پژوهش آن است که آیا استفاده از کمباین های موجود صرفه ی اقتصادی دارد؟ برای دستیابی به اهداف و فرضیه تحقیق از روش بودجه بندی جزئی شامل تحلیل ارزش کنونی منافع، آزمون اقتصادی و غیراقتصادی بودن جایگزینی کمباین ها در شرایط میانگین و حداکثر برداشت و تحلیل نرخ بازده نهایی (MRR) استفاده شد. به منظور تعیین اختلاف معنی داری هزینه و درآمدها از لحاظ آماری، از تحلیل تجزیه واریانس استفاده شد. نوع کمباین به عنوان تیمار در چهار سطح شامل کمباین کلاس اس 68، کمباین جاندیر 955، کمباین جاندیر 1165، و کمباین نیوهلند TC-56بوده است. نتایج تحقیق نشان می دهد در شرایط میانگین برداشت، کمباین جاندیر 955 نسبت به سایر سطوح تیمار دارای سود بیشتر و هزینه ی کمتر است. نرخ بازده نهایی جایگزینی کاربرد کمباین جاندیر 955 با سایر سطوح تیمار بالاتر از 9/73 درصد و بیشتر از نرخ جایگزینی سایر سطوح تیمار است. در شرایط حداکثر برداشت، معلوم شد کمباین نیوهلند نسبت به سایر سطوح تیمار دارای سود بیشتری است. نرخ بازده نهایی جایگزینی کاربرد کمباین نیوهلند با سایر سطوح تیمار بالاتر از 2/79 درصد محاسبه شده است. در سطح احتمال 5 درصد، بین هزینه سطوح تیمار اختلاف معنی داری از لحاظ آماری وجود دارد ولی درآمد سطوح تیمار اختلاف معنی داری از لحاظ آماری نشان نمی دهند.

امروزه یکی از راه های مهم توسعه ی کشت سبزی ها، گسترش دانش و تجهیزات تولید گیاهان پیوندی است. این بخش در حوزه ی مهندسی تجهیزات کشاورزی قرار گرفته و بررسی مکانیک برش این گونه گیاهان از ابتدایی ترین گام ها در این زمینه است. در این پژوهش، با انتخاب دو گیاه گوجه فرنگی و بادنجان، دو سبزی مهم و پر تولید، اثر عواملی مانند نوع تیغه، سرعت بارگذاری، زاویه ی تمایل و زاویه ی اریب برش بر دو شاخص مهم برش یعنی بیشینه ی نیروی برش و انرژی برش ساقه ی گیاه در مرحله ی پیوندزنی بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد بیشینه ی نیروی ویژه ی برش ساقه در محدوده ی 2/0 تا 5/5 نیوتن بر میلی متر قطر ساقه و انرژی ویژه ی برش در محدوده 2/0 تا 5 میلی ژول بر میلی متر مربع از سطح مقطع ساقه است. همچنین مشخص شد که از میان عوامل مورد بررسی، فقط نوع تیغه و زاویه ی تمایل آن بر نیرو و انرژی برش تأثیرگذار هستند. از میان انواع تیغه ی رایج در پیوندزدن سبزی ها، تیغه ی اصلاح صورت نیازمند کمترین نیروی برش است و افزایش زاویه ی تمایل در یکنواخت تر کردن برش مفید است.

یکی از رویکردهای اساسی برای به دست آوردن بیشینه سود و حفاظت از منابع زیستی، ارزیابی تناسب اراضی است. هدف از این تحقیق ارزیابی تناسب اراضی شهرستان اهواز برای کشت گندم آبی با استفاده از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی و سامانه ی اطلاعات جغرافیایی است. در ابتدا نیازهای بوم شناختی، زراعی و سایر عوامل و نیز شاخص های مؤثر در کشت گندم آبی بر اساس ویژگی و شرایط منطقه تعیین شد. شاخص های قابلیت نفوذپذیری خاک، بافت خاک، EC، pH، شیب و جهت شیب، فاصله تا بازار، راه های ارتباطی و درآمد خالص انتخاب شدند. داده ها از طریق پرسشنامه از کشاورزان و کارشناسان و نهادهای مختلف جمع آوری شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد زیر معیارهای اقتصادی و خصوصیات خاک بیشترین وزن را دارند. درآمد خالص با وزن 316/0 در رتبه اول قرار گرفته است. متوسط درآمد خالص و نسبت فایده به هزینه در منطقه به-ترتیب 2/10 میلیون ریال در هکتار و 44/0 به دست آمده است. بیشترین هزینه ی مصرفی در تولید گندم مربوط به ماشین ها و ادوات است. بر اساس تلفیق لایه ها و ارزیابی تناسب اراضی، مشخص شد که 1/11 درصد منطقه بسیار مناسب، 5/32 درصد مناسب، 4/30 درصد متوسط و 0/26 درصد نامناسب برای کشت گندم است.

بخش بزرگی از هزینه های تولید سیب زمینی مربوط به مرحله ی برداشت است. این تحقیق به منظور مقایسه ی فنی عملکرد ماشین های برداشت در روش های مختلف کشت سیب زمینی به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی اجرا شد. در این تحقیق تأثیر روش کاشت در دو سطح (کاشت با سیب زمینی کار دو ردیفه ساخت داخل و کاشت با سیب زمینی کار شش ردیفه وارداتی)، روش برداشت در سه سطح (استفاده از سیب زمینی کن دو ردیفه و جمع آوری سیب زمینی با کارگر، استفاده از کمباین کششی برداشت سیب زمینی و استفاده ی تلفیقی از سیب زمینی کن دو ردیفه و کمباین کششی برداشت سیب زمینی)، رطوبت خاک در دو سطح (11 و 15 درصد) بر انرژی مصرفی در واحد سطح (انرژی سوخت و کارگری در مرحله برداشت)، ضایعات حین برداشت، مصرف سوخت و ظرفیت مزرعه ای بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که بالاترین ظرفیت مزرعه ای و بازده به ترتیب به مقدار 59/0 هکتار در ساعت و 1/81 درصد در روش برداشت تلفیقی به دست آمده است. پایین ترین ظرفیت مزرعه ای در برداشت با استفاده از سیب زمینی کن دو ردیفه اتفاق افتاده در حالی که پایین ترین میزان بازده به مقدار 49/65 درصد متعلق به برداشت با استفاده از کمباین کششی است. بیشترین و کمترین درصد محصول باقیمانده در سطح مزرعه، به میزان 38/3 و صفر درصد، به ترتیب متعلق به روش برداشت تلفیقی و روش برداشت استفاده از سیب زمینی کن دو ردیفه و جمع آوری با کارگر به دست آمده است. نتایج تحقیق همچنین نشان می-دهد که افزایش رطوبت از 11 به 15 درصد موجب افزایش انرژی مصرفی در هر سه روش برداشت می شود و بیشترین میزان مصرف انرژی مربوط به استفاده از سیب زمینی کن دو ردیفه و رطوبت 15 درصد است.

این تحقیق در تناوب گندم-پنبه در ایستگاه تحقیقات کشاورزی داراب به مدت چهار سال اجرا و از طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تیمار (بی خاک ورزی، کم خاک ورزی و خاک ورزی مرسوم) و چهار تکرار استفاده شد. در این تحقیق، روش های مختلف خاک ورزی از نظر اقتصادی با هم مقایسه شدند. با برآورد هزینه ها و درآمدهای تیمارهای مختلف و با استفاده از روش ارزش کنونی خالص تغییرات بازده برنامه ای، سودمندترین تیمار انتخاب شد. در تصمیم گیری برای انتخاب شیوة خاک ورزی مناسب، از روش تحلیل سلسله مراتبی (AHP) استفاده شد. نتایج تحقیق نشان می دهد عملکرد گندم و پنبه در تیمارهای مختلف خاک ورزی در اکثر سال هایی که تحقیق ادامه داشته است، اختلاف معنی داری با هم ندارند. روش های کم خاک ورزی و بی خاک ورزی، در مقایسه با خاک ورزی مرسوم، هزینه های تولید را به ترتیب 5 و 10 درصد کاهش داده اند. روش های کم خاک ورزی و بی خاک ورزی، در مقایسه با خاک ورزی مرسوم، مصرف سوخت را به ترتیب به میزان 60 و 77 درصد کاهش داده اند. در روش های کم خاک ورزی و بی خاک ورزی ظرفیت مزرعه ای مؤثر افزایش چشم گیری دارد، به طوری که زمان عملیات تهیة زمین در مقایسه با خاک ورزی مرسوم به ترتیب 62 و 74 درصد کاهش یافت. ارزش فعلی بازده برنامه ای در روش خاک ورزی مرسوم (53662 هزار ریال) نسبت به ارزش فعلی بازده برنامه ای در روش های کم خاک ورزی (46379 هزار ریال) و بی خاک ورزی (38149 هزار ریال) بیش ترین مقدار است. با لحاظ کردن مجموعه ای از عوامل در تصمیم گیری، اولاً عملکرد در واحد سطح (312/0)، هزینة تولید (221/0) و مصرف آب (219/0) بیشترین وزن را در تصمیم گیری کشاورزان در انتخاب شیوة خاک ورزی دارند و ثانیاً سیستم های خاک ورزی حفاظتی در اولویت بالاتری قرار دارند.

برنامه ریزی برای توسعه مکانیزاسیون از مهم ترین مؤلفه ها در توسعه بخش کشاورزی است. بنابراین آگاهی از وضعیت مکانیزاسیون هر منطقه می تواند به برنامه ریزان کمک کند تا اصولی ترین روش برنامه ریزی را برای به حداقل رساندن نابرابری هایی منطقه ای به کار گیرند. تحلیل خوشه ای ابزار برنامه ریزی است و این امکان را می دهد تا بر مبنای همگنی موجود بین مناطق، آنها را به شیوه ای مناسب طبقه بندی، تفسیر و تبیین کند. به منظور پهنه بندی توزیع توان تراکتوری مورد نیاز در کشاورزی استان خوزستان از خوشه بندی FCM استفاده شد. برای ارزیابی عملکرد خوشه بندی از چهار تابع اعتبارسنجی، ضریبتقسیم بندی و آنتروپی تقسیم بندی فازی و دو تابع بر مبنای مفهوم تراکم درون خوشه ها و جداشدگی خوشه ها استفاده گردید. بر اساس نتایج اعتبارسنجی، تعداد بهینه خوشه ها 2 به دست آمد. مقدار درجه عضویت بالاتر از 40 درصد به عنوان حد پایین تعلق پذیری شهرستان های استان به هر خوشه در نظر گرفته شد. بر این اساس خوشه ی 1 و 2 به ترتیب 16 و 18 عضو دارد. تحلیل مکانی خوشه های ایجاد شده نشان می دهد که نواحی شمالی و شرقی استان در خوشه ی یک قرار دارند و از نظر دسترسی به توان در وضعیت مناسبی نیستند و از نظر نیاز به توزیع توان تراکتوری در اولویت قرار دارند. نواحی مرکز تا جنوب و بخش هایی از شرق استان در خوشه ی دو قرار دارند و وضعیت موجود آنها در خصوص دسترسی به توان، نسبتاً مناسب تر است.