مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی
سال:1385 | دوره:7 | شماره:27 |تعداد مقالات:12

هدف از این تحقیق کاربردی تعیین ضریب زبری واقعی لوله های موجدار زهکشی و ارایه روابط متناسب با آن برای بهره برداری در طرح های عمرانی است. ویژگی های این لوله ها به گونه ای است که امکان تعیین ضریب زبری نسبی یا مطلق آن به طور مستقیم میسر نخواهد بود. به همین دلیل با ایجاد دو مجموعه آزمایشگاهی مستقل، برای بررسی جریان تحت فشار و جریان با سطح آزاد، شرایط هیدرولیکی جریان به طور جامع در دو قطر 115 و 182 میلی متری از لوله هایی با جنس پلی وینیل کلراید (PVC) بررسی شد. به کمک داده های مجموعه اول تجهیزات آزمایشگاهی و مقایسه نتایج به دست آمده از آن، زبری مطلق موثر لوله ها به ترتیب برابر با 4.6 و 2.184 میلی متر تعیین گردید. سپس با به کار بردن مقدار یاد شده برای شرایط هیدرولیکی جریان در لوله های موجدار شیاردار (یا شرایط واقعی جریان) نسبت به تعیین ضرایب فرمول مقاومت اقدام و به این ترتیب روابط متداول تعیین ظرفیت انتقال در این لوله ها تعدیل شد.

به منظور بررسی اثرهای کم آبیاری در کیفیت و عمر انبارداری گوجه فرنگی، طرحی در قالب بلوک های کامل تصادفی با چهار تیمار آبیاری 125، 100، 75، 50 درصد نیاز کامل آبیاری و چهار تکرار در ایستگاه تحقیقات کشاورزی کهریز مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان غربی طی سال های 1380-1379 (به مدت دو سال) اجرا شد. آب مورد نیاز گیاه با استفاده از تشتک تبخیر کلاس A محاسبه و با روش آبیاری سطحی در اختیار گیاه قرار گرفت. نتایج تجزیه آماری نشان داد که سطوح مختلف آبیاری در سطح یک درصد بر عملکرد کل و عملکرد بازارپسند میوه معنی دار است. افزایش آبیاری مازاد بر نیاز، تاثیری معنی دار در افزایش تولید ندارد ولی اعمال کم آبیاری موجب کاهش معنی دار عملکرد می شود. بیشترین کارایی مصرف آب در تیمار 50 درصد و کمترین آن در تیمار 125 درصد آبیاری حاصل شد. همچنین اثر سطوح مختلف آبیاری بر مقدار ویتامین ث، اسیدیته و مواد جامد انحلال پذیر در سطح یک درصد معنی دار بود ولی تاثیری معنی دار بر مقدار pH میوه نداشت. مقایسه میانگین ها حاکی است که کم آبیاری موجب افزایش مواد جامد انحلال پذیر، اسیدیته، و ویتامین ث می شود. سطوح مختلف آبیاری در قابلیت نگهداری گوجه فرنگی در سطح 5 درصد معنی دار است، به طوری که آبیاری بیشتر موجب کاهش و کم آبیاری موجب افزایش عمر انباری میوه می شود.

سیر، به دلیل داشتن ترکیب های عطر و طعم دهنده، نسبت به گرما حساس است، از این رو فرآیند خشک کردن آن باید به گونه ای باشد تا کیفیت محصول نهایی از جنبه رنگ، عطر، طعم، و مواد تشکیل دهنده تا حد امکان حفظ شود. به منظور بررسی اثر شرایط گوناگون خشک کردن بر کیفیت نهایی سیر خشک، ورقه های 1.5، 2 و 3 میلی متری سیر قبل از فرآیند در محلول های صفر و 0.5 درصد متابی سولفیت سدیم فرو برده شد و سپس در شرایط دمایی 50، 60 و 70 درجه سانتی گراد خشک گردید. سرعت خشک کردن تیمارها در طول فرآیند و پس از آن ویژگی های کیفی سیر خشک از نظر رنگ و اسید پیروویک اندازه گیری و روند تغییرات کیفی آنها بررسی شد. منحنی های خشک کردن نشان می دهد که رطوبت سیر به صورت تابعی نمایی با مدت زمان خشک کردن کاهش می یابد و خشک کردن سیر بیشتر در مرحله نزولی فرآیند انجام می شود. افزایش دمای خشک کردن (به ویژه دماهای بالاتر از 60 درجه سانتی گراد) و کاهش ضخامت ورقه های سیر (به ویژه کمتر از 2 میلی متر) موجب افزایش افت اسید پیروویک و تغییر رنگ می شود. رنگ سیر خشک در تیمارهای دارای متابی سولفیت سدیم بهبود می یابد ولی بر مقدار اسید پیروویک آنها در سطح یک درصد اثر معنی دار ندارد. تیمارهایی که بیشترین مقدار اسید پیروویک و کمترین تغییر رنگ (بر اساس مقدار جذب نور) را داشتند به عنوان شرایط مناسب خشک کردن تعیین شدند. ضخامت 3 میلی متر ورقه های سیر در هر یک از شرایط دمایی مناسب ترین کیفیت را به دست می دهد ولی با طولانی ترین زمان خشک کردن همراه است، بنابراین از این ضخامت می توان در شرایط دمایی بالاتر از 60 درجه سانتی گراد به منظور جبران آثار منفی ناشی از دماهای بالا استفاده کرد. از بین دیگر تیمارها با توجه به رنگ، اسید پیروویک، و مدت زمان خشک کردن ورقه ها، ضخامت 2 میلی متر ورقه های سیر خشک شده در شرایط دمایی 50 و 60 درجه سانتی گراد مناسب تشخیص داده شده است.

آب در تولید فرآورده های کشاورزی، به ویژه در مناطق خشک، نقش کلیدی دارد. به همین دلیل تحقیق حاضر به تجزیه و تحلیل اجزای هزینه و اجزای ارزش آب، قیمت تمام شده آب، آب بها، و نگاه اقتصادی به آب می پردازد. برای این منظور، در منطقه داراب حجم آب کاربردی باغداران اندازه گیری و بر پایه داده های طولانی مدت اقلیمی منطقه نیازآبی با سه روش برآورد شد. اجزای هزینه های آب با بهره گیری از روش های اقتصاد مهندسی محاسبه و اجزای ارزش کل اقتصادی آب با مولفه های مربوطه بررسی شد. با در نظر گرفتن حجم متوسط آب تامین شده از هر حلقه چاه و نرخ های مختلف برگشت سرمایه، قیمت تمام شده آب و جایگاه آب در هزینه های تولید و ارزش تولید نهایی آن در منطقه تعیین گردید. با مشخص شدن ارزش آب در تولید مرکبات و هزینه های تمام شده آن و ارزش تولید نهایی، قیمتی برای آب با روش قطره ای در تولید مرکبات پیشنهاد شد. در این مطالعه، با در نظر گرفتن نرخ 20 درصد برای بازگشت سرمایه، قیمت تمام شده آب 319.5 ریال، ارزش آب 824 ریال، ارزش تولید نهایی آب 374.4 ریال، و آب بها یا قیمت فروش آب برابر 55 ریال در هر متر مکعب برآورد گردید. این تحقیق نشان می دهد که ارزش واقعی آب در منطقه به مراتب بیش از قیمت تمام شده آب و قیمت پیشنهادی آب بهاست که نشان دهنده بالا بودن ارزش آب در منطقه است.

تعیین خواص مختلف سیب های تولیدی در کشور جهت استفاده در طراحی ماشین های برداشت، فرآوری و حمل و نقل و بهبود خطوط فرآوری در راستای کاهش ضایعات و افزایش کیفیت ضروری است. در این تحقیق با انجام آزمون نفوذسنجی و آزمون فشار تک محوری بر روی سه رقم سیب صادراتی به نام های گلدن دلیشز، رد دلیشز و گرانی اسمیت، مقادیر ضریب الاستیسیته ظاهری، نیروی نفوذ و انرژی نفوذ، تنش گسیختگی، کرنش گسیختگی، انرژی گسیختگی و چقرمگی تعیین شدند. در آزمون نفوذسنجی برای ارقام گلدن دلیشز، رد دلیشز و گرانی اسمیت به ترتیب، مقدار ضریب الاستیسیته ظاهری برابر با 0.554، 0.702 و 0.976 مگاپاسکال، مقدار نیروی نفوذ برابر با 14.763، 18.698 و 26.002 نیوتن و مقدار انرژی نفوذ برابر با 28.796، 43.758 و 58.231 میلی ژول به دست آمد. در آزمون فشار تک محوری برای سیب های گلدن دلیشز، رد دلیشز و گرانی اسمیت به ترتیب مقدار ضریب الاستیسیته ظاهری برابر با 1.446، 1.773 و 2.842 مگاپاسکال، تنش گیسختگی برابر با 0.177، 0.123 و 0.247 مگاپاسکال، کرنش گسیختگی برابر با 11.526، 6.937 و 9.023 درصد، انرژی گسیختگی برابر با 10.363، 5.143 و 12.238 میلی ژول و مقدار چقرمگی برابر با 0.009، 0.004 و 0.010 میلی ژول بر میلی متر مکعب به دست آمد. نتایج تجزیه واریانس مقادیر خواص مکانیکی برای آزمون های نفوذسنجی و فشار تک محوری نشان داد که در هر دو آزمون تاثیر رقم بر میانگین تمامی پارامترها در سطح یک درصد معنی دار بود. در حالیکه تاثیر موقعیت و اثر متقابل رقم در موقعیت معنی دار نبود.

به منظور بررسی اثر میزان آب آبیاری و عنصر غذایی پتاسیم بر عملکرد، کارآیی مصرف آب، و برخی خصوصیات کیفی میوه گوجه فرنگی رقم پتو ارلی سی اچ، طرحی در قالب بلوک های کامل تصادفی و به صورت کرت های خرد شده در سه تکرار، در سال های 1378 و 1379 در مرکز تحقیقات کشاورزی خراسان اجرا شد. در کرت های اصلی شامل آبیاری پس از 7، 100 و 130میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر کلاس A و کرت های فرعی شامل مقادیر کود پتاسیم 100، 150 و 200 درصد نیاز غذایی بود. نتایج تجزیه آماری نشان داد که عملکرد میوه گوجه فرنگی در اثر آبیاری پس از 70، 100 و 130 میلی متر تبخیر از تشتک به ترتیب برابر با 55.343، 49.007 و 33.427 تن در هکتار است. افزایش مقدار پتاسیم باعث افزایش عملکرد و کارآیی مصرف آب شد. با کاهش میزان آب آبیاری، pH میوه کاهش پیدا کرد اما مقادیر مختلف گود پتاسیم تاثیری بر آن نداشت. درصد مواد جامد انحلال پذیر میوه با افزایش گود پتاسیم افزایش پیدا کرد. اسید قابل تیتراسیون میوه در سطوح مختلف آب آبیاری تغییر یافت و بالاترین میزان آن پس از 100 میلی متر تبخیر از تشتک تبخیر به دست آمد. افزایش کود پتاسیم، اسید قابل تیتراسیون میوه را افزایش داد و مصرف مقادیر مختلف پتاسیم در خاک تاثیری در مقدار پتاسیم موجود در میوه و گیاه نداشت.

شیوه رایج غنی سازی کاه غلات، کاری سخت و پر زحمت است که تسهیل یا حذف برخی اعمال به کمک ماشین، کمک موثری در این زمینه محسوب می شود. برای مکانیزه کردن غنی سازی کاه با محلول اوره، لازم است در زمینه خواص رطوبتی کاه مطالعاتی صورت گیرد. بدین منظور خواص رطوبتی کاه از جمله رطوبت نگهداری شده و زه آب در سطوح مختلف مقدار پاشش رطوبت و تراکم کاه بررسی شد. فرآیند خیساندن از طریق پاشش آب با افشانک مخروطی بر مقدار معینی کاه (100 گرم)، در چهار سطح تراکم (5، 50، 85 و 120 کیلوگرم بر متر مکعب)، و سه سطح دبی (400، 600 و 800 گرم بر دقیقه) بررسی شد. مقادیر مربوط به میزان رطوبت نگهداری شده و زه آب اندازه گیری و روابط بین آنها با دبی، تراکم، و زمان خیساندن تعیین شد. بیش ترین مقدار رطوبت نگهداری شده نهایی و کمترین زه آب در تراکم 5 کیلوگرم بر متر مکعب و کمترین میزان رطوبت نگهداری شده و بیشترین مقدار زه آب در تراکم 120 کیلوگرم بر متر مکعب مشاهده شد. از بین مدل های مختلف، مدل نمایی و توانی به ترتیب مناسب ترین مدل برای پیش بینی روند نگهداری رطوبت و زه آب تعیین و برای عمل آوری مکانیزه کاه، پاشش محلول بر کاه بدون تراکم (5 کیلوگرم بر متر مکعب) مناسب تشخیص داده شد.

آبیاری سطحی به دلیل سادگی و اینکه به دستگاه های ویژه ای نیاز ندارد، از رایج ترین روش های آبیاری به شمار می آید. سرعت پیشروی آب در سطح خاک، یکی از عوامل مهم در طراحی و مدیریت آبیاری سطحی است. سرعت پیشروی آب، خود از رطوبت اولیه خاک، شیب، بافت خاک، ساختمان خاک، و دبی ورودی و دمای آب تاثیر می پذیرد. رطوبت اولیه خاک موثرترین عامل بر فرآیند نفوذ است. تغییرات نفوذ نیز فرآیند پیشروی را تحت تاثیر قرار می دهد. در مدل های ریاضی موجود پیش بینی پیشروی، مقدار نفوذ با استفاده از روابط تجربی محاسبه می شود که فقط تابعی از زمان نفوذ هستند. از این رو، اثر تغییرات رطوبت در نیمرخ خاک بر نفوذ نادیده گرفته می شود. هدف از این پژوهش، بررسی اثر رطوبت اولیه خاک بر فرآیند پیشروی در خاک های سنگریزه ای است. برای این منظور، 8 نوار به طول 60 متر و عرض 1.5 متر با شیب 0.5 درصد ایجاد شد. در هر یک از نوارها، برای رطوبت های اولیه 2 تا 48 درصد، پیشروی اندازه گیری و ثبت شد. در رطوبت های اولیه کمتر از 6 درصد، جبهه پیشروی آب در مدت زمان بین 1000 تا 1500 ثانیه به انتهای نوار رسید. این زمان، برای رطوبت های اولیه بیشتر از 20 درصد بین 400 تا 500 ثانیه بود. ارتباط بین پارامترهای معادله پیشروی و رطوبت اولیه خاک به شکل معادلات مختلف به دست آمد. نتایج نشان می دهد که توابع به دست آمده می توانند به خوبی بر نتایج حاصل از آزمایش برازش یابند. با این حال، بین نتایج محاسباتی و داده های مشاهداتی گسستگی اندک وجود داشت که (کمتر از 10 درصد) بود. نتایج همچنین نشان می دهد که تغییرات رطوبت اولیه، تاثیری قابل توجه بر سرعت پیشروی آب در نوار دارد و در نظر گرفتن تاثیر رطوبت اولیه خاک بر ضرایب معادله پیشروی، موجب پیش بینی دقیق تر آن می شود. در نتیجه، برآورد زمان نفوذ در نقاط مختلف در طول نوار با خطایی کمتر قابل محاسبه است.

برای مکانیزه کردن فعالیت های کشاورزی در کشورهای در حال توسعه، تراکتور منبع اصلی توان تلقی می شود. برای کاهش هزینه های تولید، شناخت و آگاهی از عملکرد وسایل پیچیده امروزی که جایگاه خاصی در کشاورزی و نقش مهمی در افزایش تولید محصول دارند ضروری است. یکی از فعالیت های کشاورزی که انرژی زیادی می طلبد، آماده کردن زمین و تهیه بستر برای کشت است. در این تحقیق طرح و ساخت یک دستگاه دینامومتر اتصال سه نقطه برای اندازه گیری و ثبت مولفه های نیروی کششی ارایه شد. این دینامومتر برای تراکتورهای گروه O و I طراحی و ساخته شده است که مجموعه شاسی به وزن 49 کیلوگرم و به شکل U وارونه است تا امکان استفاده از محور تواندهی را فراهم سازد. دینامومتر فوق قادر به اندازه گیری نیروهای افقی و عمودی وارده به بازوهای اتصال سه نقطه تراکتور است. سیستم از سه قسمت شاسی، مبدل های حساس اندازه گیری نیرو، و سیستم تحصیل و ثبت داده تشکیل شده است. پس از کالیبره کردن مبدل های نیرو و نصب آنها روی شاسی، مجموعه سیستم در مزرعه با تراکتور و گاوآهن برگرداندار آزمایش شد. آزمون مزرعه ای نشان داد که دینامومتر به خوبی قادر به اندازه گیری و تجزیه نیروها روی بازوهای اتصال سه نقطه است و سیستم تحصیل داده علاوه بر ثبت لحظه ای داده ها می تواند داده ها را به صورت نمودار نمایش دهد یا جدول داده ها را در حافظه کامیپوتر ثبت کند.

به منظور بررسی واکنش ارقام جدید و تجارتی گندم و یک لاین امیدبخش به تیمارهای مختلف کم آبیاری، آزمایشی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی کبوترآباد به صورت طرح آماری کرت های خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. سه تیمار میزان آب آبیاری شامل 100، 80، و 60 درصد تبخیر و تعرق محصول در کرت های اصلی و شش رقم گندم (پیشتاز، شیراز، M-73-18، مرودشت، مهدوی، و بک کراس روشن) در کرت های فرعی قرار گرفت. طی دوره رشد و در پایان فصل رشد عملکرد و خصوصیات کیفی در تیمارهای مختلف اندازه گیری شد و داده های ثبت شده طی سه سال زراعی 81-1380، 82-1381 و 83-1382 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که تاثیر میزان های مختلف آب آبیاری بر عملکرد دانه، کارآیی مصرف آب (WUE)، و کشش پذیری خمیر در سطح یک درصد (p£0.01) معنی دار است. تاثیر میزان آبیاری بر صفات، تعداد سنبله در متر مربع، و گلوتن در سطح پنج درصد (p£0.05) معنی دار است ولی تاثیر میزان های آبیاری بر صفات پروتئین، خاکستر، عدد زلنی، و مقاومت به کشش پذیری خمیر معنی دار نیست. ارقام مورد بررسی تفاوت کاملا معنی داری (p£0.01) از نظر عملکرد دانه، عدد زلنی (رسوب)، مقاومت به کشش و کشش پذیی خمیر داشتند. البته تفاوت این ارقام در خصوص صفات پروتئین، خاکستر و گلوتن معنی دار نشد. میانگین مقادیر WUE در تیمار 60 درصد تبخیر و تعرق محصول، حداکثر و برابر 1.54 کیلوگرم بر متر مکعب به دست آمد. همچنین رقم پیشتاز دارای بالاترین مقدار WUE بود. بعد از این رقم، لاین M-73-18 و رقم بک کراس روشن بیشترین مقدار WUE را دارا بودند. از این رو در مناطق خشک ارقام مذکور تحت مدیریت 40 درصد کسر آبیاری بر سایر ارقام برتری دارند.

سبزی های برگی با داشتن رطوبت بالا و بافت لطیف نسبت به فرآیند خشک کردن فوق العاده حساس اند. خشک کردن آنها در خشک کن های صنعتی و همچنین با روش های سنتی باعث افت کیفیت، آلودگی، و اتلاف محصول می شود. این مشکلات و نیز ضرورت صرفه جویی در مصرف انرژی های فسیلی، استفاده از خشک کن خورشیدی را برای سبزی ها بسیار توجیه پذیر می سازد. خشک کن خورشیدی طراحی شده از نوع پخشی (غیرمستقیم) همرفت اجباری با ظرفیت خشک کردن 10 کیلوگرم سبزی برگی تازه در یک روز تابستانی در کرج است. در محاسبات خشک کن از مقادیر انرژی تابشی و ارقام هواشناسی کرج و نمودار رطوبت سنجی استفاده شد. برای جا به جایی هوا در داخل خشک کن از مکنده ای کوچک استفاده شد که انرژی خود را از برق شبکه شهر (ولتاژ 220 ولت، فرکانس 50 هرتز) می گرفت. برای گرم کردن هوا، از جمع کننده صفحه تخت پره دار با مساحت مفید 1.83 متر مربع استفاده شد. محفظه خشک کن دارای دو سینی هر یک به ابعاد 10.×0.5 متر (به مساحت نیم متر مربع) است. ارزیابی جمع کننده انرژی خورشیدی در اوایل آذرماه 1383 انجام شد. در این آزمایش ها تلفات حرارتی جمع کننده، بازده جمع کننده، و تاثیر پره ها در افزایش انرژی مفید جمع کننده مورد مطالعه قرار گرفت. در حدود 82 درصد از کل تلفات حرارت جمع کننده از طریق صفحه پوشش، 14 درصد از پشت جمع کننده و 4 درصد از طریق سطوح جانبی جمع کننده بود. سهم هر پره در افزایش انرژی مفید جمع کننده در حدود 7 درصد به دست آمد. با توجه به بالا بودن درصد اتلاف حرارت از صفحه پوشش، جهت کاهش این اتلاف و افزایش بازده جمع کننده، استفاده از طرح هایی مانند دو جداره کردن این صفحه یا صفحه پوشش پله ای ضروری است.

استفاده از مواد شیمیایی مجاز (GRAS)، ایمن، و غیرقابل اشتعال مانند اسید استیک به عنوان ماده شیمیایی جایگزین برای جلوگیری از ضایعات قارچی میوه ها در سال های اخیر بررسی شده است. به منظور جایگزین کردن اسید استیک به جای SO2 در تولید کشمش، آزمایشی با طرح آماری کرت خرد شده در زمان و در سه تکرار در منطقه کرج اجرا شد. ابتدا محفظه ای از جنس پلی اتیلن به حجم 600 لیتر و غیر قابل نفوذ، دارای فشارسنج، هیتر ترموستات دار، پروانه، محل تزریق، محل شتسشو، و تابلو کنترل برای گازدهی طراحی شد. سپس انگور بی دانه خریداری و آزمایش های اولیه شامل تعیین مواد انحلال پذیر جامد، pH، اسیدیته آب انگور، و شمارش کلی کپک و مخمر انجام شد. انگورها جهت غیرفعال کردن آنزیم پلی فنل اکسیداز و جلوگیری از قهوه ای شدن آنزیمی و تسریع در خشک شدن به مدت 2 دقیقه در آب 93 درجه سانتی گراد فرو برده شدند. تیمارهای مختلف شامل غلظت های 0.3، 0.4 و 0.5 میلی لیتر گاز اسید استیک برای هر کیلوگرم انگور، 120 دقیقه و غلظت های 0.5، 2.5 و 5 درصد اسید استیک مایع، 20 دقیقه و 2.5، 3.5 و 4.5 گرم گوگرد برای یک کیلوگرم انگور، 30 دقیقه و شاهد (بدون تیمار) اعمال شد. محفظه بین تیمارهای مختلف حداقل نیم ساعت هوادهی شد. انگورها تا رسیدن به رطوبت حدود 14 درصد در آفتاب خشک شدند و پس از یکنواخت شدن رطوبت و جدا کردن دم و ساقه و ضایعات در کیسه های پلی اتیلنی بسته بندی و در انبار با رطوبت نسبی 50 درصد و دمای 8 درجه سانتی گراد نگهداری شدند. در طول یک سال نگهداری، آزمایش های رنگ، بافت، مواد انحلال پذیر جامد و شمارش کلی کپک و مخمر کشمش، هر سه ماه یک بار انجام شد. تجزیه واریانس برای کلیه صفات نشان داد که به طور کلی تیمارهای مختلف از نظر رنگ (عامل های b*, a*, L* و Hue)، سفتی بافت و مواد جامد انحلال پذیر اختلاف معنی دار با یکدیگر دارند ولی از نظر تعداد کپک و مخمر با همدیگر اختلافی ندارند و با توجه به قابلیت پذیرش کلی کشمش تولیدی، امکان جایگزین کردن اسید استیک به جای SO2 وجود دارد.