تحقیقات سامانه ها و مکانیزاسیون کشاورزی
سال:1394 | دوره:16 | شماره:65 |تعداد مقالات:8

امروزه یکی از مشکلات عمده ی تولید زیتون چیدن میوه از درخت است. هزینه های برداشت سنتی زیتون روغنی حدود نیمی از درآمد تولید آن را شامل می شود. انتخاب روش مناسب برداشت به روش کاشت درختان، توپوگرافی زمین باغ، نیروی کارگری، وضعیت اقتصادی و اجتماعی و نیز رقم و جثه درخت بستگی دارد. در این تحقیق برداشت مکانیکی دو رقم زیتون روغنی شامل رقم زرد و روغنی محلی به ترتیب در باغ شرکت خندان واقع در منطقه ی طارم سفلی استان قزوین و باغ زیتون شرکت اتکا واقع در شهرستان رودبار استان گیلان توسط چهار نوع ماشین برداشت شامل؛ 1-تکاننده ی شاخه تراکتوری، 2-تکاننده شاخه انفرادی، 3-دستگاه شانه ارتعاشی نیوماتیکی و 4-دستگاه شانه چرخشی الکتریکی در دو زمان مختلف در فصل برداشت زیتون روغنی با شاخص های رسیدگی میوه 5/3 (زودتر از موعد مناسب) و 5/4 (موعد مناسب برداشت زیتون روغنی) مورد بررسی قرار گرفت. پارامترهای درصد ریزش میوه، کارایی عملیات برداشت، مدت زمان عملیات برداشت مکانیکی و صدمات وارد شده به درخت اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که شاخص رسیدگی میوه اثر معنی داری بر درصد ریزش میوه زیتون رقم زرد نداشت، لیکن برای رقم روغنی محلی در سطح احتمال 1 درصد معنی دار بود. نوع ماشین اثر بسیار معنی داری (در سطح احتمال 1درصد) بر پارامترهای عملکردی برداشت مکانیکی داشت. بهره وری برداشت دستگاه های تکاننده شاخه تراکتوری، تکاننده شاخه قابل حمل، شانه ارتعاشی بادی، شانه چرخشی الکتریکی و روش سنتی برای رقم زرد باغ شرکت خندان به ترتیب 72/130، 36/93، 73/50، 57/40 و 15/22 کیلوگرم در ساعت بود. مقادیر متناظر برای رقم روغنی محلی باغ شرکت اتکا به ترتیب 28/96، 97/57، 43/22، 26/23 و 50/12 کیلوگرم در ساعت بود.

در این پژوهش عملکرد یک سامانة گرمایش خورشیدی که در ساخت آن از عدسی فرسنل خطی استفاده شده است، بررسی شد. بدین منظور در ابتدا عملکرد سامانه در پنج زاویة سمت قرارگیری و پنج شیب عدسی فرسنل خطی بررسی و با استفاده از نتایج آن، عملکرد سامانه ارزیابی شد. برای این کار، پس از تراز کردن سامانه و تنظیم زاویه های سمت و شیب در بهترین وضعیت به دست آمده، عملکرد سامانه در شش سطح دبی آب عبوری از لولة جاذب، شامل 100، 200، 300، 400، 600 و 800 میلی لیتر بر دقیقه در آذر ماه 1393 ارزیابی شد. در این آزمایش ها علاوه بر مقدار تابش خورشیدی، سرعت باد، دما و رطوبت نسبی هوا، دمای لولة جاذب و دمای آب ورودی و خروجی لولة جاذب ثبت شد. نتایج آزمایش ها نشان می-دهد با اینکه تفاوت معنی داری بین دمای سیال ورودی به لولة جاذب در تیمارهای مختلف وجود نداشته است، ولی دمای سیال خروجی از لولة جاذب در تیمارهای مختلف در سطح 1 درصد معنی دار است. بهترین عملکرد سامانه در دبی 300 میلی لیتر بر دقیقه، در وضعیت کاملاً رو به جنوب و با تنظیم زاویة شیب عدسی به صورت ماهانه به دست آمد. بررسی ضرایب همبستگی داده ها نیز نشان می دهد که بیشترین اثرگذاری افزایش شدت تابش خورشید به ترتیب روی افزایش دمای هوا، افزایش دمای لولة جاذب، افزایش دمای سیال خروجی و افزایش دمای سیال ورودی با ضرایب 91/0، 895/0 86/0 و 84/0 است.

هدف از این تحقیق، دستیابی به یک فناوری با کارآیی بالا و کم هزینه، برای درجه بندی غیر مخرب بادام به صورت زمان واقعی است. برای نیل به این هدف، نمونه ی آزمایشگاهی یک سامانه ی درجه بندی ضربه-صوتی هوشمند و خودکار مرکب از واحد تغذیه، واحد تشخیص آکوستیک و جداکنندة نیوماتیکی محصول به همراه سامانه ی کنترل کننده ی الکترونیکی ساخته شد. در ارزیابی سامانه ی مزبور برای طبقه بندی ارقام بادام در سه کلاس سنگی، نیمه کاغذی و کاغذی، سیگنال صوتی حاصل از برخورد هسته ی بادام با صفحه ی فولادی، با میکروفون دریافت و ویژگی هایی نظیر دامنه، فاز و چگالی طیف توان پس از پردازش سیگنال ها در حوزه ی زمان و با تبدیل فوریه سریع (FFT) در حوزه ی فرکانس استخراج شد. در کلیه ی آزمایش ها، از شبکه های عصبی نوع پرسپترون چندلایه (MLP) با الگوریتم پس انتشار خطا و تابع یادگیری LM استفاده گردید. در طبقه بندی ارقام بادام به حالت برون خط، میانگین دقت طبقه بندی با داده های اعتبار سنجی 2/96 درصد به دست آمد که این میزان دقت در طبقه بندی برخط، به حدود 88 درصد کاهش یافت. علت احتمالی کاهش دقت در طبقه بندی، تأثیر پراکندگی اندازه یا اختلاف جرم بین نمونه های بادام در هریک از کلاس های سنگی و نیمه کاغذی بوده است.

در این پژوهش، به منظور اصلاح عملکرد دستگاه پوست کن شلتوک و کاهش ضایعات برنج، سامانة کنترل خودکار و ماشین بینایی طراحی، ساخته و آزمایش شد. این سامانه به گونه ای طراحی شد که بر حسب نوع و میزان رطوبت شلتوک بتواند فاصلة غلتک ها و سرعت دورانی موتور را به مقدار بهینه تنظیم کند. پس از آن با به کارگیری سامانة ماشین بینایی و دستگاه تک دانه ساز، میزان شکستگی برنج تعیین شد. میزان شکستگی برنج اگر بیش از حد مورد نظر بود تنظیمات لازم روی دستگاه پوست کن انجام می شد. شرایط کاری دستگاه پوست کن، برای دو رقم شلتوک با اعمال تیمارهای رطوبت شلتوک، فاصلة غلتک ها و سرعت دورانی موتور بررسی و فاکتورهای شاخص پوست کنی و درصد شکستگی برنج اندازه گیری شد. الگوریتم پردازش تصویر به منظور تعیین درصد شکستگی برنج در نرم افزار متلب کدنویسی و ارزیابی شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که با انتخاب مناسب سرعت دورانی موتور و فاصلة غلتک ها برای شلتوک دانه متوسط، میانگین شاخص پوست کنی برابر با 65/82 درصد و میانگین شکستگی برنج سبوس دار برابر با 88/3 درصد است. برای شلتوک دانه بلند، میانگین شاخص پوست کنی و شکستگی برنج به ترتیب برابر با 40/51 و 46/27 درصد است. در حالی که بدون به کارگیری این سامانه و با انتخاب نامناسب سرعت دورانی موتور و فاصلة غلتک ها، برای شلتوک دانه متوسط، شاخص پوست کنی برابر با 58/61 درصد و شکستگی برنج برابر با 51/7 درصد است. برای شلتوک دانه بلند، شاخص پوست کنی و شکستگی برنج به ترتیب برابر با 14/19 و 03/35 درصد است. نتایج ارزیابی الگوریتم دقت آن را برابر با 81/91 درصد نشان می دهد. نتایج ارزیابی دستگاه تک دانه ساز نیز نشان می دهد که مقدار مکش 45-تا 50-میلی متر جیوه با میزان جداسازی 3/81 درصد مناسب ترین مقدار است. نتایج مناسب ترین سرعت دورانی موتور و فاصله غلتک ها در سامانه کنترل، برنامه ریزی و تنظیم شد و با نصب آن روی دستگاه مناسب ترین شرایط کاری برای دستگاه پوست کن به صورت خودکار فراهم آمد.

زعفران در ایران که عمدتا در استان های خراسان رضوی و جنوبی تولید می شود، یکی از محصولات راهبردی بخش کشاورزی در این کشور است که با توجه به تقاضای بازارهای جهانی برای این محصول، رشد و توسعه آن می تواند زمینه های درآمد زایی و اشتغال زایی بیشتری را نسبت به قبل فراهم آورد. پرسش اصلی پژوهش حاضر این است که چگونه می توان با بهبود روش های مکانیزاسیون در مراحل مختلف تولید این محصول، باعث افزایش تولید آن شد. این پژوهش کاربردی-توسعه ای و روش بررسی آن توصیفی-تحلیلی است. با بهره گیری از مدل SWOT که از مهم ترین مدل های برنامه ریزی راهبردی محسوب می شود، نقاط قوت، نقاط ضعف، فرصت ها و تهدیدهای روش های مکانیزاسیون در فرآیند تولید زعفران در منطقه، بررسی و شناسایی و مناسب ترین راهبردها برای توسعه ی مکانیزاسیون آن ارائه شد. بر اساس نتایج تحقیق، در ماتریس ارزیابی عوامل داخلی (ضعف و قوت) جمع نمره های نهایی 73/2 شده است که نشان می دهد نقاط قوت از نقاط ضعف بیشتر است. همچنین، ماتریس عوامل خارجی (تهدید و فرصت) نیز با مجموع امتیاز 67/2 نشان دهنده ی آن است که در وضعیت موجود می توان با تقویت فرصت ها در مقابل تهدید ها واکنش راهبردی مناسب را نشان داد. بنابراین، راهبرد تهاجمی (SO) بهترین راهبرد جهت حرکت به سمت بهبود و توسعه ی مکانیزاسیون در مزارع زعفران در استان خراسان است. با استفاده از ماتریس برنامه ریزی استراتژیک کمّی (QSPM) استراتژی های برتر در راهبرد تهاجمی تعیین گردید.

در این تحقیق به منظور کشت ماشینی نشای گوجه فرنگی، یک نشاکار تمام خودکار طراحی، ساخته و ارزیابی شد. در این ماشین، یک سازوکار پله ای سینی نشا را به تدریج به سمت پایین و طرفین هدایت می کند تا بازوی بردارنده بتواند با بردارنده ی سوزنی شکل خود به داخل خاک سلول فرو رود و نشا را در اختیار بگیرد. آنگاه بازو با حرکت به سمت موقعیت لوله ی سقوط، نشا را همراه با خاک بستر رها می-کند. سپس نشا به درون شیار ایجادشده با شیاربازکن هدایت می شود. به منظور ارزیابی عملکرد دستگاه، آزمون مزرعه ای دستگاه اجرا شد. درصد آسیب های مکانیکی به نشاها، زاویه ی استقرار نشاها از خط قائم و تغییر فاصله ی بین نشاها روی ردیف کشت نیز از صفات مورد بررسی بودند. آزمون ها با استفاده از آزمایش فاکتوریل بر پایه ی طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. تیمارهای آزمایش عبارت بودند از سه سطح سرعت پیشروی 1، 5/1 و 2 کیلومتر در ساعت و عمق کشت در دو سطح 5 و 10 سانتی متر. در اجرای آزمون ها در هر واحد آزمایشی از بلوک، دستگاه یک ردیف 22 متری را نشاکاری می-کرد. نتایج تحقیقات نشان می دهد که اثر تغییر سرعت پیشروی دستگاه، عمق کشت و اثر متقابل آنها بر تمام صفات مورد بررسی معنی دار است. با توجه به نتایج آزمون ها، مناسب ترین سرعت پیشروی و عمق کشت برای نشا کار طراحی شده به ترتیب 1 کیلومتر در ساعت و 5 سانتی متر تعیین شد. ظرفیت تئوری دستگاه با یک ردیف کشت و در سرعت 1 کیلومتر در ساعت، 06/0 هکتار در ساعت تعیین شد.

یکی از راههای بازیافت از پسماندهای گیاهی و فضولات دامی، استفاده از بیوگاز است که طی فرآیند هضم بی هوازی تولید می شود. هدف از این تحقیق بررسی و مقایسه ی استحصال بیوگاز از پسماندهای ساقه ی کلزا، کود گاوی و محتویات شکمبه ی گاوی است. در این تحقیق، به منظور مقایسه ی میزان استحصال بیوگاز از این منابع، تجهیزات رآکتور، همزن، حمام آب گرم و سامانه ی اندازه­ گیر حجم طراحی و ساخته شد و مواد، پس از اعمال پیش­ تیمار مکانیکی و حرارتی و نیز تعیین درصد کربن به نیتروژن، مواد جامد خشک و فرار با نسبت معین در داخل رآکتور ها ریحته شد. تیمارهای آزمایشی شامل: پسماندهای ساقه ی کلزا+کود گاوی+محتویات شکمبه، کود گاوی و محتویات شکمبه ی گاوی بودند که به کمک رآکتورهای یک لیتری در قالب طرح کاملا تصادفی و در سه تکرار مقایسه شدند. نتایج تحقیق نشان داد که بین تیمارهای آزمایشی از نظر استحصال بیوگاز، درصد متان، میزان متان انباشته و میزان کاهش مواد جامد خشک، اختلاف معنی­ داری وجود دارد. تیمار 1 از نظر میزان بیوگاز و متان انباشته به ترتیب: با 1/504 و 9/277 لیتر بر کیلوگرم ماده جامد خشک فرار در گروه الف، تیمار 2 با 6/178 و 5/116 لیتر بر کیلوگرم ماده جامد خشک فرار در گروه ب و تیمار 3 با 8/14 و 0/4 لیتر بر کیلوگرم ماده جامد خشک فرار در گروه آخر قرار گرفت. میزان متان در تیمار 1 و 2 به ترتیب 55 و 60 درصد و میزان کاهش مواد جامد در تیمار 1 و 2 به ترتیب 59 و 46 درصد بود. از نظر نسبت کربن به نیتروژن، بین تیمارهای 2 و 3 اختلاف معنی­ داری وجود نداشت. با توجه به نتایج به دست آمده، کود گاوی تازه+محتویات شکمبه در ترکیب با پسماندهای ساقه ی کلزا بیشترین استحصال بیوگاز و متان را به دست می­ دهد و استفاده از این ترکیب توصیه می­ شود.

در این تحقیق، مقاومت کششی مورد نیاز، سطح مقطع شیار ایجاد شده، مقاومت کششی ویژه، مصرف سوخت تراکتور، لغزش، قدرت مالبندی، بازده کششی و بازده کل انرژی به هنگام زیرشکنی بررسی شده است. اثر سرعت پیشروی در چهار سطح 8/1، 3/2، 9/2 و 5/3 کیلومتر بر ساعت و عمق خاک ورزی در دو سطح 40 و 50 سانتی متر بر پایه ی طرح بلوک های کاملاً تصادفی روی پارامترهای فوق مطالعه و این نتیجه به دست آمد که سرعت پیشروی وقتی افزایش یابد، مقاومت کششی، مقاومت کششی ویژه، مصرف سوخت، لغزش، قدرت مالبندی و بازده کل انرژی به ترتیب و به طور میانگین به میزان 7، 4/15، 10، 9/2، 3/108 و 6 درصد افزایش اما سطح مقطع شیار و بازده کششی به میزان 2/7 و 10 درصد کاهش می یابد. با افزایش عمق خاک ورزی از 40 به 50 سانتی متر، مقاومت کششی مورد نیاز، سطح مقطع شیار، مصرف سوخت، لغزش و قدرت مالبندی به ترتیب حدود 3/21، 6/25، 6/39، 8/2 و 4/21 درصد افزایش اما مقاومت کششی ویژه، بازده کششی و بازده کل انرژی به ترتیب حدود 4/3، 7/6 و 4/1 درصد کاهش می یابد. مناسب ترین تیمار برای صرفه جویی در مصرف انرژی، عمق خاک ورزی 40 سانتی متر و سرعت 9/2 کیلومتر بر ساعت است.