مهندسی زراعی
سال:1400 | دوره:44 | شماره:1 |تعداد مقالات:7

از مهمترین مسائل در سمپاشی مزارع و گلخانه ها کاهش مصرف سم استفادهشده، کاهش اثرات خطرناک سمپاشی، حفظ محیط زیست، ارتقاء کیفیت پاشش و افزایش سلامت افراد است. در این پژوهش، ربات با اندازه گیری حجم توده گیاه اقدام به محلول پاشی می کند. ربات بین ردیف بوته ها قرار می گیرد و سپس شروع به حرکت می کند تا محل قرارگیری بوته را تشخیص دهد. با تشخیص بوته و قرارگیری ربات روبروی بوته، حرکت خطی ربات متوقف می شود. پس از آن بازوی ربات به صورت مرحله به مرحله باز می شود و در هر مرحله اقدام به عکس برداری مقطع به مقطع از بوته مقابل خود می کند. سپس به محاسبه حجم توده گیاه در هر مقطع پرداخته و براساس حجم تخمین زده شده، اقدام به محلول پاشی همان مقطع می کند. ربات مورد نظر پس از برآورد پارامترهای طراحی در نرم افزارSolidworks 2016 طراحی و سپس ساخته شد. بازو قادر است گیاهان تا ارتفاع 270 سانتیمتر را ارزیابی کرده و محلول پاشی کند. نتایج حاصل از ارزیابی نشان می دهد که ربات قادر است در تشخیص بوته های با حجم های گوناگون، مقادیر متفاوتی از محلول را پاشش کند و مقدار محلول پاشش شده توسط ربات متناسب با حجم بوته ها بود. میانگین مقدار حجم محلول پاشش شده توسط ربات 125/27 میلی لیتر و میانگین مقدار حجم محلول پاشششده توسط کارگر 1/33 میلی لیتر شد. نتایج تجزیه واریانس در قالب طرح کاملا تصادفی نشان دهنده اطمینان از وجود اختلاف معنادار بین پاشش محلول توسط ربات و پاشش محلول توسط کارگر است.

این مطالعه با هدف منشاء یابی و تعیین میزان آلودگی گرد و غبار خیابانی شهر اهواز به فلزات سرب، روی و مس انجام شد. بدین منظور از گرد و غبار معابر و خیابان های 69 نقطه و خاک سطحی (5-0 سانتی متری) 23 نقطه ی شهر اهواز در بهمن ماه 1393 نمونه برداری و الگوی توزیع اندازه ذرات آن-ها به روش پراش پرتو لیزر، مقادیر آنیون ها و کاتیون های محلول به روش کروماتوگرافی یونی و غلظت فلزات سنگین در نمونه های جمع-آوری شده با استفاده از دستگاه ICP تعیین گردید. نتایج نشان داد که توزیع اندازه ذرات گرد و غبار در نمونه های مورد بررسی دارای الگوی توزیع دوقله ای با فراوانی بیشتر ذرات در اندازه سیلت و سپس شن ریز است. به گونه ای که 57 تا 89 درصد ذرات گرد و غبار جمع آوری شده را سیلت و 5 تا 16 درصد ذرات را شن ریز تشکیل می دهد. بررسی ترکیب شیمیایی ذرات گرد و غبار از لحاظ میزان آنیون ها و کاتیون های محلول نیز حاکی از فراوانی یون های سدیم، کلسیم، کلراید و سولفات در نمونه های جمع آوری شده است که در مقایسه با خاک های منطقه مقادیر بسیار بیشتری را نشان می دهد. نتایج نشان داد که میانگین غلظت تمامی فلزات مورد بررسی از متوسط خاک های منطقه و پوسته ی فوقانی زمین بیشتر بوده و به صورت روی ˂ مس ˂ سرب می باشد. همچنین نتایج نشان داد که گرد و غبار خیابانی شهر اهواز در رابطه با عناصر مطالعه شده در وضعیت آلودگی زیاد قرار دارد. متوسط شاخص آلودگی یکپارچه ی نمرو 26/7 به دست آمد که آلودگی زیاد گرد و غبار خیابانی را در شهر اهواز نشان می دهد.

استفاده از انرژی های تجدیدپذیر به خصوص فناوری زیست گاز، یک الزام برای تامین انرژی پایدار است. از این رو توجه ویژه به پسماندهای با پتانسیل آلایندگی زیاد از جمله ویناس، جهت تامین خوراک زیست توده ای مورد نیاز هضم و تولید زیست گاز لازم است. با توجه با محتوای غنیِ مواد آلی ساده ویناس، می توان از آن جهت تولید زیست گاز و کود دارای آلودگی کمتر استفاده کرد. از بین شرایط عملیاتی مؤثر بر عملکرد یک هاضم بی هوازی، دما و pH مهمترین پارامترها هستند، بنابراین در این مطالعه، به بررسی این دو پارامتر در هضم بی هوازی ویناس پرداخته شده است. متغیرهای وابسته عبارت بودند از: مقدار تولید زیست گاز به ازای VS اولیه، مقدار حذف مواد جامد فرار (VS-R)، مقدار حذف اکسیژن خواهی شیمیایی (COD-R) و درصد زیست گاز تصفیه شده. با توجه به نتایج، مقدار بهینه دما برای تولید حداکثر حجم زیست گاز و همچنین حداکثر حذف COD، حداکثر درصد گاز تصفیه شده و حداکثر حذف VS، 35 درجه سلسیوس و در صورت عدم محدودیت انرژی و اقتصادی، 40 درجه سلسیوس به دست آمد. همچنین مقدار pH بهینه برای تولید حداکثر حجم زیست گاز، حداکثر حذف COD و حداکثر حذف VS، برابر با 7 و برای حداکثر درصد گاز تصفیه شده برابر با 7 یا 2/7، به دست آمد. همچنین، حساسیت تغییرات شاخص های مورد مطالعه نسبت به تغییرات pH بیش از تغییرات دمایی بود.

سلامت خاک وابسته به منشا تشکیل دهنده، کاربری و مدیریت آن است. در این پژوهش، اثرات فعالیت جایگاه دفع زباله سراوان رشت، گیلان، از طریق شاخص های کیفیت تجمعی ساده، وزنی و نمرو بررسی شد. براساس فاصله از جایگاه، شیب، ارتفاع و مسیر حرکت شیرابه، 32 نمونه مرکب از عمق 15-0 سانتی متر با پوشش گیاهی یکسان در سه تکرار برداشت گردید. 17ویژگی خاک به عنوان مجموعه کل داده ها اندازه گیری شدند. میانگین ویژگی های آهن و فسفر قابل دسترس، هدایت الکتریکی و نیتروژن کل به طور معنی داری بیشتر از شاهد و میانگین روی و مس قابل دسترس، کربن آلی، تنفس پایه، کربن زیتوده ی میکروبی و فعالیت آنزیم های اوره آز و فسفاتاز قلیایی به طور معنی داری کمتر از شاهد بود (01/0p <). از طریق تجزیه به مولفه اصلی، از چهار مولفه با سهم %73 از واریانس کل، شش ویژگی (کربن زیتوده میکروبی، سیلت، فسفر و مس قابل دسترس، رس و هدایت الکتریکی)، به عنوان مجموعه حداقل داده ها انتخاب شدند. میانگین شاخص کیفیت تجمعی ساده و وزنی از طریق مجموعه کل داده ها در مسیر عبور شیرابه (به ترتیب 54/0 و 51/0) و اراضی کشاورزی پایین-دست (به ترتیب 55/0 و 52/0) با درجه کیفیت به ترتیب III و IV، تفاوت معنی داری با شاهد (به ترتیب 62/0 و 63/0) با درجه کیفیت به-ترتیب II، III داشته و مبین کاهش کیفیت خاک در مسیر شیرابه و اراضی کشاورزی پایین دست است. درجه کیفیت با مجموعه حداقل داده ها برای همه شاخص های کیفیت خاک در معرض فعالیت جایگاه و شاهد یکسان بود. براساس نتایج، تغییر کاربری عرصه های جنگلی به جایگاه دفع زباله سبب کاهش کیفیت خاک در مسیر حرکت شیرابه و اراضی پایین دست شده است.

مدل های گیاهان زراعی از بخش های مهم مدلسازی های اکولوژیک می باشد زیرا این مدل ها امکان پیش بینی سیستم های گیاهی و افزایش فهم درباره چگونگی عملکرد آنها را فراهم می آورد. گندم یکی از محصولات زراعی کلیدی است که در سراسر جهان کشت می شود، لذا مطالعه این محصول استراتژیک اهمیت ویژه ای دارد و این تحقیق با هدف مدلسازی عملکرد گندم با برخی خصوصیات خاک و مشخص نمودن مهم ترین فاکتورهای خاکی موثر در عملکرد گندم در مزرعه آموزشی و تحقیقاتی دانشگاه زابل انجام شد. نمونه برداری از خاک سطحی (30 – 0 سانتی متری) صورت گفت و بافت خاک، واکنش خاک، هدایت الکتریکی، هدایت الکتریکی ظاهری خاک، کربن آلی، فسفر، پتاسیم و ازت خاک با روش های معمول در نمونه ها اندازه گیری شدند. نمونه های گیاه گندم از پلات یک مترمربع برداشت شد و وزن دانه، وزن کل و وزن هزار دانه اندازه گیری شد. مدلسازی عملکرد به سه روش رگرسیونی خطی چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون و ماشین های بردار پشتیبان انجام شد. برای تعیین مهم ترین فاکتورهای خاک موثر در عملکرد گندم در این پژوهش از آنالیز حساسیت استفاده شد. نتایج مقایسه مدل های مورد استفاده در پیش-بینی اجزاء عملکرد گندم با استفاده از ویژگی های خاک نشان داد که بالاترین ضریب تبیین و کمترین ریشه میانگین مربع های خطا در تخمین هر سه شاخص عملکرد گندم مربوط به روش شبکه عصبی پرسپترون بود (وزن دانه با ضریب تبیین برابر 61/0، وزن هزار دانه با ضریب تبیین برابر 64/0 و عملکرد کل با ضریب تبیین برابر 76/0).

این پژوهش با هدف بررسی اثر زئولیت کلینوپتیلولایت بر برخی شاخص های کیفیت خاک و همچنین شاخص های رشد و عملکرد گندم انجام شد. بدین منظور، آزمایشی مزرعه ای در قالب طرح کرت های خرد شده بر پایه بلوک های کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه کردستان انجام شد. تیمارهای مورد مطالعه در این پژوهش شامل زئولیت طبیعی در چهار سطح صفر، 5، 10 و 15 تن در هکتار و مقادیر نیتروژن در پنج سطح صفر، 50، 100، 150 و 200 کیلوگرم در هکتار بودند. شایان ذکر است که زئولیت مورد استفاده در سال 1397 با لایه سطحی خاک مخلوط و این آزمایش در سال 1398 بدون اضافه شدن زئولیت تکرار شد. مزرعه در سال اول تحت کشت سیب زمینی و در سال دوم تحت کشت گندم قرار گرفت. نتایج حاصل از سال دوم نشان داد که تأثیر کاربرد زئولیت، نیتروژن و اثر مثقابل آن ها برρ b و ρ p کاهشی و بر f، Ks، CEC، EC و pH خاک افزایشی بودند. نتایج همچنین نشان داد که مقدار پروتئین دانه، وزن هزار دانه، تعداد سنبله، تعداد دانه در سنبله، عملکرد اقتصادی، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت تحت تأثیر کاربرد زئولیت، نیتروژن و اثر مثقابل آن ها قرار گرفتند، و لیکن تأثیر آن ها بر غلظت کلروفیل معنی دار نبود. صفات زراعی بهبود یافته و افزایش تولید دانه به دلیل استفاده از زئولیت را می توان به بهبود شاخص های کیفیت خاک و همچنین افزایش جذب نیتروژن ارتباط داد. در مجموع نتایج نشان داد که کاربرد همزمان زئولیت و نیتروژن در خاک می تواند یک رویکرد سودمند برای افزایش کارایی کودهای نیتروژنه و همچنین بهبود پایداری در سیستم های کشاورزی باشد.

شناخت وضعیت اراضی از نظر قابلیت کشت یک گیاه زراعی خاص اهمیت زیادی دارد و سبب می شود تا در اولویت بندی اختصاص اراضی به کشت گیاهان زراعی مختلف هوشمندانه تر عمل کنیم. این تحقیق با هدف ارزیابی تناسب اراضی استان گلستان برای کشت محصول سویا و میزان انطباق مزارع زیر کشت فعلی با لایه های تناسب اراضی به دست آمده انجام شد. این مطالعه در اراضی زراعی استان گلستان با مساحتی برابر 821 هزار هکتار انجام شد که ابتدا اراضی واقعی زیر کشت سویا با استفاده از 1674 نمونه ی زمینی برداشت شده از محصولات مختلف و روش پردازش تصویر شیءگرا (OBIA) تفکیک شد. سپس با استفاده از لایه های خصوصیات خاک، اقلیم و توپوگرافی، اراضی مستعد کشت این گیاه در محدوده مورد مطالعه مشخص شد. اهمیت نسبی هر عامل از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) تعیین شد. در نهایت نقشه تناسب اراضی برای کشت این محصول تهیه و با انطباق لایه مزارع تفکیک شده با کلاسه های تناسب متناظر، وضعیت تناسب اراضی زیر کشت این محصول تحلیل شد. نتایج به دست آمده از تجزیه و تحلیل سلسله مراتبی نشان داد که معیار خاک بر مکان یابی کشت سویا با ضریب 52/0 بیشترین تأثیرگذاری را داشت. نتایج نشان داد که بیش تر اراضی (حدود 87 درصد)، در طبقه مستعد و حدود 13 درصد در طبقه نسبتاً مستعد قرار دارند. بررسی انطباق اراضی زیر کشت سویا با طبقات تناسب اراضی سویا نشان داد که 99 درصد سطح اراضی سویا در طبقه تناسب مستعد گرفته اند که نشان می دهد کشاورزان در انتخاب موقعیت اراضی زیر کشت خود به خوبی عمل کرده اند.