تحقیقات سامانه ها و مکانیزاسیون کشاورزی
سال:1396 | دوره:18 | شماره:69 |تعداد مقالات:10

تحقیقات نشان می دهد که 20 تا 55 درصد انرژی تراکتور در سطح درگیری تایر و زمین تلف می شود. خاک های کشاورزی نرم هستند بنابراین برای ایجاد کشش، آج تایر نقش اصلی را دارد. استفاده از روش های شبیه سازی رایانه ای برای بررسی برهم کنش تایر و خاک، آزمایش های فیزیکی را کم می کند و هزینه های طراحی و توسعه را به مقدار زیاد کاهش می دهد. تحقیق حاضر به بررسی تأثیر خصوصیات الگوی آج بر پارامترهای عملکرد کششی تایر با استفاده از شبیه سازی اجزا محدود سه بعدی در نرم افزارهای مدل سازی و شبیه سازی کتیا و آباکوس پرداخته است. در ابتدا، اعتبار شبیه سازی رایانه ای برهم کنش تایر با طرح آج کامل که همانند تایر استفاده شده در آزمایش سویل بین است، بررسی شد و پس از آن، مدل های تایر بدون طرح آج، مدل تایر با زاویه ی آج کمتر نسبت به زاویه ی آج در تایر با طرح آج کامل، مدل تایر با آج پهن تر نسبت به پهنای آج در تایر با طرح آج کامل، مدل تایر با آج بلندتر (ارتفاع بیشتر) نسبت به ارتفاع آج در تایر با طرح آج کامل و مدل تایر با فاصله ی آج بیشتر (فاصله گام آج بیشتر) نسبت به فاصله ی آج ها در تایر با طرح آج کامل مورد بررسی قرار گرفت. از مقایسه ی مقادیر به دست آمده برای شبیه سازی ها می توان نتیجه گرفت که فقدان آج باعث کاهش نیروی کششی و کاهش سرعت خطی می شود. همچنین هرچه مقدار زاویه ی آج با محور چرخ کاهش پیدا کند نیروی کششی افزایش می یابد اما سرعت خطی را در طول مسیر نوسانی و متغیر می کند. افزایش پهنای آج، میزان نیروی کشش را کاهش می دهد و افزایش ارتفاع آج باعث افزایش نیروی کششی می شود اما سرعت خطی را در طول مسیر نوسانی و متغیر می کند. افزایش فاصله ی بین دو آج (یا گام آج) باعث نوسانی و متغیر شدن میزان نیروی کشش و سرعت خطی می شود.

کنترل مکانیکی علف های هرز در مزرعه می تواند مشکلات زیست محیطی ناشی از کاربرد علف کش ها و هزینه های ناشی از مصرف آنها را کاهش دهد. برای تعیین تأثیر شکل هندسی شیاربازکن ها بر بانک بذر علف های هرز، این پژوهش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با شش تیمار و چهار تکرار در زرقان استان فارس اجرا شد. تیمارها شامل شیاربازکن کج ساق، شیاربازکن تیغه باریک با زاویه ی تمایل 53 و 90 درجه، شیاربازکن دیسکی، پنجه غازی، و گاوآهن برگردان دار (شاهد) بود. در این تحقیق عمق قرارگیری علف های هرز اندازه گیری شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که شکل هندسی شیاربازکن بر جابه جایی بذر علف های هرز مؤثر است. شیاربازکن کج ساق به ترتیب با 7/26 و 4/7 درصد بیشترین و کمترین درصد بذر علف های هرز در لایة سطحی و عمقی خاک را دارد. در حالی که گاوآهن برگردان دار با 7/12 و 8/14 درصد کمترین و بیشترین درصد توزیع بذر علف های هرز را در لایه سطحی و عمقی خاک به خود اختصاص داد. این نشان می دهد که شیاربازکن کج ساق می تواند با کاهش جابه جایی عمودی بذر علف های هرز در خاک و همچنین کاهش انتقال بذرهای قرار گرفته در سطح خاک به عمق خاک موجب کاهش بانک بذر در درازمدت شود.

هدف از این مطالعه، ارائه ی روش آزمون آزمایشگاهی قابل اجرا در مزرعه است. عملکرد کارنده ی نیوماتیکی در شرایط آزمایشگاهی برای بذرهای ذرت، کرچک، باقلا، سورگوم، چغندرقند، هندوانه و خیار بررسی و اثر سرعت عملیاتی و مکش بر یکنواختی فاصله ی کاشت از طریق شاخص کیفیت تغذیه، دقت در فاصله ی کاشت (ضریب تغییرات)، شاخص نکاشت و شاخص چندگانه کاشت توصیف شد. مناسب ترین میزان مکش برای بذرهای ذرت، کرچک، سورگوم و چغندرقند در سرعت 3 تا 5/4 کیلومتر بر ساعت و مکش 4 کیلوپاسکال، برای بذر هندوانه و خیار مکش 5/4 کیلوپاسکال و به ترتیب در سرعت 6 تا 5/8 و 3 تا 5/4 کیلومتر بر ساعت به دست آمد. به منظور ارتباط بین دو پارامتر سرعت پیشروی و مکش با خصوصیات فیزیکی بذر دو مدل ارائه شد. مدل اول ارتباط بین میزان مکش با خصوصیات فیزیکی هفت بذر را در سرعت 3 تا 5/4 کیلومتر بر ساعت با ضریب رگرسیونی 94/0 و کای اسکوئر و خطای مربعات میانگین ریشه به ترتیب برابر با 2-10× 7/6 و 2-10× 2/8 بیان می کند. مدل دوم نیز همین رابطه را در سرعت 6 تا 5/8 کیلومتر بر ساعت با ضریب رگرسیونی 96/0 و کای اسکوئر و خطای مربعات میانگین ریشه به ترتیب برابر با 2-10× 6/5 و 2-10× 7/5 بیان می کند.

رایج ترین شکل گودال کن هایی که در جهان برای حفر چال کود استفاده می شود، شکل مجهز به مته ی مارپیچ و شامل انواع دستی موتوری و پشت تراکتوری است. این گودال کن ها هر یک به دلایلی در شرایط ایران قابل استفاده نیست. در این پژوهش یک گودال کن هیدرولیکی با الگوبرداری از عملکرد مینی لودرها ساخته شد که قابلیت به کارگیری در فضاهای محدود را داراست و می تواند گودال هایی به قطر 20-15 سانتی متر و تا عمق 50 سانتی متر را با حداقل به هم خوردگی، به منظور کوددهی درختان، در خاک ایجاد کند. در این ماشین از نیروی هیدرولیک برای چرخش مته و بالا و پایین بردن مته در گودال استفاده می شود و برخلاف انواع رایج دستی و تراکتوری، مته با سرعت آرام و با اِعمال نیروی عمودی به داخل خاک پیچ می شود و خاک محبوس در بین پره ها با بالا آمدن مته از گودال خارج می گردد. برای انتخاب مناسب ترین نوع مته برای این ماشین، سه نوع مته مارپیچ شامل مته مارپیچ با نوک مخروطی (با دو گام مختلف مارپیچ) و مته مارپیچ با لبه برش صفحه ای، و یک نوع مته ی استوانه ای ارزیابی شدند. در استفاده از این مته ها گشتاور و توان مورد نیاز برای نفوذ در خاک، انرژی مصرفی و عملکرد مته در تخلیه ی گودال نیز بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که مته های مارپیچ با نوک مخروطی با صرف حداقل انرژی و مدت زمان، بهترین گزینه برای حفر گودال با این ماشین هستند. در خاک های سخت و اصطکاکی برای تخلیه ی مطلوب گودال، مارپیچ های با گام کوچک تر و در خاک های چسبنده برای جلوگیری از فشرده شدن خاک در بین پره ها، مارپیچ های با گام بزرگ تر قابل توصیه خواهند بود.

یکی از منابع تأمین انرژی، تولید بیوگاز از فضولات دامی به کمک تخمیر بی هوازی است. استفاده از همزن ها و ایجاد اختلاط یکی از روش هایی است که برای بهبود تولید بیوگاز در مخازن استفاده می شود. تحقیق حاضر با هدف مدلسازی و تحلیل روند تولید بیوگاز و تأثیر همزن در یک مخزن 1200 لیتری با حجم مایع 800 لیتر با استفاده از زمین آمار اجرا شده است. به این منظور برای مدلسازی تولید بیوگاز در حالت بدون همزن (I) و همچنین با همزن با دورهای 40 و 100 دور در دقیقه (به ترتیب II و III)، از واریوگراماستفاده شده است. برای سنجش صحت مدل های به کار رفته، از آنها برای بازتولید داده های مشاهداتی با کریجینگ استفاده شده است. ارزیابی متقابل و شاخص های آماری ضریب تبیین و مجذور مربعات باقیمانده ملاک این ارزیابی بوده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روند تولید بیوگاز در حالت جریان یکنواخت، با همبستگی 97/0 دارای بیشترین پیوستگی ساختاری داده ای و در حالت (III) با همبستگی 33/0 دارای کمترین پیوستگی ساختاری داده ای است.

اردبیل نخستین استانی است که بذر مینی تیوبر به روش هواکشت تولید می کند که عاری از ویروس و عامل بیماری و دارای راندمان بالاست. در این راستا، آزمایشی در سال زراعی 1395 در مجتمع گلخانه ای مهندس اردبیلی و به منظور تحلیل و مقایسه ی میزان انرژی مصرفی در دو سامانه ی هواکشت و معمولی در تولید مینی-تیوبر سیب زمینی در این استان اجرا شد. نتایج این تحقیق علاوه بر تحلیل های فنی، از ضرورت های مهم در بررسی پروژه های کشاورزی در استان اردبیل و سایر مناطق کشور است. نتایج بررسی ها نشان می دهد که راندمان انرژی (ER) در سیستم کشت ائروپونیک به مراتب بهتر و بیشتر از راندمان انرژی در سیستم کشت خاکی است. همچنین، مشابه این شرایط در شاخص کارآیی انرژی ( EP) نیز دیده می شود. مصرف انرژی ویژه بسیار بالایی در سیستم کشت خاکی نسبت به سیستم ائروپونیک مشاهده می شود که بیانگر عملکرد پایین این سیستم در تولید مینی تیوبر در قبال میزان انرژی مصرفی است. در شاخص انرژی خالص (NE) نیز متأسفانه در سیستم کشت خاکی، وضعیت مشابه سایر تولیدات گلخانه ای ایران است. ولی در سیستم ائروپونیک شاخص انرژی خالص مثبت و وضعیت آن نسبت به سیستم کشت خاکی مطلوب تر است. به طور کلی، سیستم ائروپونیک از لحاظ شاخص های انرژی سالیانه، دوره و غده مزیت و مطلوبیت بهتری دارد و می توان این سیستم را یکی از سیستم های کارا و بهینه، از لحاظ میزان مصرف انرژی برای تولید مینی تیوبر سیب زمینی، پیشنهاد داد.

مدیریت بقایای گیاهی و بهینه سازی کوددهی نیتروژن از فاکتورهای مهم در پایداری سیستم های بی خاک-ورزی هستند. به منظور ارزیابی تأثیر روش های مدیریت بقایای زراعی و مقادیر مختلف کود نیتروژن بر تجمع نیتروژن نیتراتی خاک در پایان فصل رشد، جذب نیتروژن و عملکرد ذرت در روش بی خاک ورزی، این مطالعه مزرعه ای انجام شد. این پژوهش با استفاده از آزمایش کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی داراب اجرا شد. مدیریت بقایای گیاهی به عنوان کرت اصلی در سه سطح باقی گذاشتن بقایا (R. M1)، بیرون بردن بقایا (R. M2)، و خرد کردن بقایای گیاهی با ساقه خردکن (R. M3) و مقادیر مختلف کود نیتروژنه به عنوان کرت فرعی در چهار سطح 150 (N1)، 200 (N2)-، 250(N3) و300 (N4) کیلوگرم نیتروژن خالص در هکتار در نظر گرفته شد. در هر یک از کرت های آزمایشی، مقدار و اندازه یبقایایگیاهی ایستاده و خوابیده، مقدار نیتروژن نیتراتی باقیمانده در خاک بعد از برداشت ذرت، و میزان نیتروژن جذب شده توسط دانه اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که روش های مختلف مدیریت بقایا و سطوح کودی نیتروژن تأثیر معنی داری بر نیتروژن نیتراتی باقیمانده در خاک و جذب نیتروژن توسط دانه دارد. تیمار R. M2باعث تجمع بیشترین مقدار نیتروژن نیتراتی در خاک شده است؛ کمترین میزان نیتروژن نیتراتی در R. M3 مشاهده شده است. تأثیر متقابل N3 × R. M2 نسبت به N4 ×R. M2موجب کاهش تجمع نیتروژن نیتراتی به میزان 2/27 درصد شده است. نتایج پژوهش همچنین آشکار می سازد که جذب نیتروژن توسط دانه در تیمارهای R. M3و R. M1در مقایسه با تیمار R. M2، به ترتیب 5/4 و 4/9 درصد کمتر است. یافته های این بررسی نشان می دهد که به کارگیری سیستم N3 × R. M3 نسبت به کاربرد جداگانه ی آنها (R. M3 یا N3)، تأثیر بیشتری در افزایش عملکرد محصول و جذب نیتروژن توسط دانه دارد.

از مهم ترین عوامل کاهش درجه ی مکانیزاسیون برداشت پنبه، متناسب نبودن کمباین های وش چین با الگوی کشت و استفاده نکردن از ارقام مناسب است. به منظور ارزیابی عملکرد کمباین های وش چین پنبه در الگوی کشت داخل کشور، کارایی سه نوع کمباین برداشت پنبه (خودگردان سه ردیفه پنبه طراحی و ساخته شده در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، کمباین جاندیر دو ردیفه ی خودگردان، و کمباین جاندیر دو ردیفه ی کششی) مطالعه شدند. در این تحقیق، در قالب طرح آماری کاملا تصادفی بر پایه ی آزمایش فاکتوریل، تأثیر سرعت پیشروی کمباین در سه سطح (1/2، 4/3 و 8/4 کیلومتر بر ساعت) و رقم پنبه در دو سطح (خرداد و ورامین) بر صفات زیر بررسی شد: درصد وزنی وش باقی مانده بر ساقه ی پنبه در چین های اول و دوم، درصد وزنی وش های ریخته شده در سطح مزرعه، بازده مکانیکی برداشت، ظرفیت مؤثر مزرعه ای، مصرف سوخت، درصد مواد خارجی در مخزن کمباین و هزینه های ثابت و جاری. نتایج بررسی ها نشان می دهد که کمباین سه ردیفه ی وش چین دارای بالاترین ظرفیت مزرعه ای (48/0 هکتار در ساعت) و پایین ترین درصد بازده (9/64 درصد) نسبت به دو کمباین دیگر است؛ بالاترین بازده (68/74 درصد) متعلق به کمباین دو ردیفه ی خودگردان است. پایین ترین میزان درصد وزنی وش باقیمانده بر ساقه ی پنبه (87/7 درصد) در سرعت پیشروی 1/2 کیلومتر بر ساعت دیده می شود. نتایج حاصل از ارزیابی و مقایسه ی اقتصادی کمباین سه ردیفه با دو کمباین دوردیفه نشان می دهد که کمباین سه ردیفه وش چین، به علت پایین تر بودن هزینه ی ثابت، نسبت به دو کمباین دیگر، پایین ترین دوره ی برگشت سرمایه (29/3 سال) را نیز دارد.

پس از برداشت محصول، باقی ماندن قطعات پلاستیک در مزرعه یکی از معضلات کشت زیر پلاستیک است. در این تحقیق عملکرد و پارامتر های مؤثر بر کارایی یک دستگاه پلاستیک جمع کن ساخت داخل ارزیابی شده است. بدین منظور، از آزمون فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با فاکتور های مستقل ضخامت پلاستیک (دو سطح: 20 و 30 میکرون)، سرعت حرکت دستگاه (سه سطح: 7/2، 8/3 و 4/5 کیلومتر بر ساعت) و فاصله ی زمانی جمع آوری پلاستیک بعد از برداشت محصول (دو سطح: 5 و 10 روز) و فاکتور های وابسته ی مصرف سوخت تراکتور، تعداد دفعات پاره شدن پلاستیک در حین جمع آوری و مدت زمان جمع آوری و در سه تکرار استفاده گردید. نتایج بررسی ها نشان می دهد که استفاده از پلاستیک ضخیم تر در مزارع موجب کاهش تعداد دفعات پاره شدن پلاستیک در حین جمع آوری، کاهش تعداد توقف ها، کاهش مصرف سوخت و افزایش راندمان دستگاه می شود. همچنین افزایش سرعت حرکت از یک طرف موجب کاهش عملکرد دستگاه و از طرف دیگر موجب افزایش دفعات پاره شدن پلاستیک در حین جمع آوری می شود. بهترین زمان جمع آوری از نظر کاهش تعداد دفعات پاره شدن در مورد پلاستیک 20 میکرون، 5 روز پس از برداشت و در مورد پلاستیک 30 میکرون 10 روز پس از برداشت محصول به دست آمد. مطابق با نتایج به دست آمده، کمترین مصرف سوخت تراکتور در جمع آوری پلاستیک با ضخامت 30 میکرون و در سرعت 4/5 کیلومتر در ساعت به دست آمده است.

در این تحقیق یک موزع بادی استوانه ای تحت فشار ویژه کشت بذر ماش (رقم پرتو) ساخته و کارکرد آن با دستگاه گریس بلت ارزیابی شد. دو فاکتور یکی سرعت گریس بلت، با سه سطح 5/.، 1 و 5/1 متر بر ثانیه، و دیگری سه سطح فشار درون استوانه موزع 600، 850 و 1050 پاسکال با روش جداکننده ی بادی و در سه تکرار ارزیابی شد. نتایج آزمون در قالب آزمایش فاکتوریل با طرح کاملاً تصادفی بررسی و مقایسه ی میانگین داده ها با استفاده از آزمون LSD در نرم افزار SAS انجام شد. اثر فشار درون استوانه و سرعت پیشروی کارنده بر درصد پُرشدگی، چند دانه کاری، نکاشت، میزان انحراف از خط کشت و یکنواختی توزیع بذر ماش بررسی گردید. نتایج آزمون نشان می دهد که با افزایش فشار درون استوانه یا کاهش سرعت، درصد پُرشدگی افزایش می یابد. درصد نکاشت و چند دانه کاری نیز عکس درصد پرشدگی عمل می کند. اندازه ی فشار درون استوانه و سرعت بر میزان انحراف از خط کشت تأثیری ندارند و توزیع بذر در فشار کمتر یکنواخت تر است. با نتایج به دست آمده از این تحقیق، استفاده از کارنده ی بادی با موزع استوانه-ای تحت فشار، برای کشت محصولات ردیفی، به ویژه ماش، توصیه می شود.