طراحی، ساخت و ارزیابی ردیفکار نیوماتیکی با پیش بر محرک به منظور کاشت مستقیم ذرت در بقایای گندم: پایان نامه ارشد مهندسی مکانیک ماشینهاي کشاورزي

کشور عزیزمان ایران با توجه به تنوع اقلیم ، آب و هوای مطبوع و اراضی وسیعی که در اختیار دارد در صورت مدیریت در عرصه کشاورزی میتواند یکی از قطب های بلامنازع کشاورزی دنیا باشد و با پرورش دانش آموختگان خبره در گرایش های مختلف رشته کشاورزی میتوان به این مهم نایل آمد.دیجی لود در ادامه به معرفی پایان نامه های کارشناسی ارشد رشته کشاورزی میپردازد. پایان نامه حاضر با عنوان”  طراحی، ساخت و ارزیابی ردیفکار نیوماتیکی با پیش بر محرک به منظور کاشت مستقیم ذرت در بقایای گندم” با گرایش  مکانیک ماشینهاي کشاورزي و با فرمت Word (قابل ویرایش) تقدیم شما دانشجویان عزیز میگردد.

چکیده طراحی، ساخت و ارزیابی ردیفکار نیوماتیکی با پیش بر محرک به منظور کاشت مستقیم ذرت در بقایای گندم:

کاشت مستقیم ذرت در بقایای گندم در مناطق خشک و نیمه خشک مشکلاتی را به همراه دارد. سفتی زمین به لحاظ تبخیر زیاد و همچنین وجود بقایای انبوه در سطح مزرعه مشکل عدم نفوذ شیاربازکن ها را به دنبال دارد. در تحقیق حاضر اثر پیش بر دندانه دار محرک روی قابلیت نفوذ کارنده در در اینگونه شرایط مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا پیش بر دندانه دار مجهز به هیدروموتور ساخته و روی یک ردیفکار مرسوم سوار شد. سپس تاثیر سه سطح نسبت سرعت پیش بر (نسبت سرعت خطی پیش بر به سرعت پیشروی: 2/1، 2، 3) در دو سطح میزان بقایای اولیه (بسته بندی شده و خارج شده و تمام بقایا) ودر دو حالت بکارگیری و عدم بکارگیری ضمیمه ردیف تمیزکن روی عمق کاشت، یکنواختی عمق کاشت، شاخص سرعت جوانه زنی، میزان بقایای سطحی بعد از عملیات کاشت و شاخص های مربوط به فواصل بین بذرها (چندتایی، نکاشت، کیفیت تغذیه و دقت) مورد بررسی قرار گرفت. سپس نتایج با تیمار شاهد (پیش بر غیر محرک) مقایسه شدند.

نتایج نشان داد که عمق کاشت ویکنواختی آن با افزایش نسبت سرعت به طور معنی داری افزایش یافته است به طوریکه در نسبت سرعت 2 عمق کاشت مطلوب (5 سانتی متر ) با حداکثر یکنواختی حاصل شد. شاخص سرعت جوانه زنی با افزایش عمق کاشت در نتیجه افزایش نسبت سرعت افزایش یافت. بیشترین مقدار شاخص سرعت جوانه زنی در نسبت سرعت 2 حاصل شد. پیش بر دندانه دار محرک به علت کاهش میزان بقایای سطحی روی ردیف ها با کاهش دو شاخص نکاشت و دقت همراه بود که مطلوب می باشد. کاشت با کارنده مجهز به ردیف تمیزکن در نسبت سرعت 2 و در کرت های بقایای بسته بندی شده 31% کاهش در شاخص نکاشت و 33% کاهش در شاخص دقت را به دنبال داشت. شاخص کیفیت تغذیه در همان شرایط 70 در صد بود که نسبت به تیمار شاهد 11% افزایش داشته است.

مقدمه

برای پاسخگویی به نیاز غذایی جهان در سال 2050 ، تولید غذا باید بیش از سه برابر شود بدون این که به طبیعت و اکوسیستم خسارتی وارد نشود. لذا بشر برای مبارزه با فقر و گرسنگی چاره ای جز افزایش تولیدات غذایی در واحد سطح ندارد. همچنین در 25 سال آینده باید در آسیا ، آفریقا و جنوب آمریکا تولید محصولات غذایی دو برابر شود تا نیاز غذایی مردم این مناطق برآورده شود (FAO 2007).

در سطح جهانی برای تولید غذای روزانه هر نفر، به طور متوسط یک متر مربع خاک به هم می‌خورد یا به عبارت دیگر در هر سال یک هکتار زمین برای سه نفر خاکورزی می شود. در ایران تنها برای یک و نیم بار شخم سالیانه در زمین های زراعی کشورمان نیاز به جابجایی 69 میلیارد تن خاک است که شخم این توده خاک با ابزارهای خاکورز انجام می شود که این عمل هزینه زیادی به همراه دارد ( FAO 2007).

در جنین شرایطی همه امیدها به سوی افزایش تولید محصولات کشاورزی است. در میان عوامل موثر در افزایش تولید محصولات کشاورزی، مساله کاشت و ماشین های انجام دهنده این عمل ، نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند. در بین این محصولات ذرت اهمیت زیادی در تامین غذای انسان ها، دام، طیور و مصارف صنعتی دارد. لذا جهت افزایش سطح زیر کشت و همچنین بهبود تکنیک کاشت آن باید اقدامات اساسی صورت گیرد.

ذرت [1]محصول بومی آمریکای جنوبی است. نام علمی آن zea mays واز خانواده گرامینه است. ذرت از نظر اهمیت و تولید جهانی به دلیل ویژگی عمده ای چون قدرت سازگاری با شرایط اقلیمی گوناگون، به سرعت در تمام دنیا گسترش یافت و از نظر سطح زیر کشت مکان سوم را  بعد از گندم[2]و برنج [3]به خود اختصاص داده است ( FAO 2007).

بررسی های انجام گرفته بیانگر آن است که این محصول علاوه بر تولید علوفه ای بسیار مطلوب برای تغذیه دام از نظر تامین انرژی نیز بی نظیر است. همچنین با توجه به اینکه این محصول دارای ویژگی های از قبیل; مقاومت به خشکی، عملکردزیاد در هکتار، قابلیت قرار گرفتن در تناوب های مختلف با گیاهان و آب و هوای گوناگون، پذیرش کشت های متوالی، مطلوب برای تغذیه دام از نظر تامین انرژی نیز بی نظیر است. پذیرش کشت های متوالی برای  سال و قدرت پذیرش کامل مکانیزاسیون در مراحل مختلف کاشت، داشت و برداشت، می باشد باعث گردیده است تا کشت این گیاه به مقدار بسیار زیادی گسترش یابد (نور محمدی و همکاران، 1380).

در ایران کشت ذرت معمولا پس از برداشت گندم به صورت کشت دوم آغاز می گردد و اغلب کشاورزان برای آماده سازی زمین جهت کشت، اقدام به سوزاندن بقایای گندم می کنند. عمل سوزاندن در دراز مدت ضمن آلودگی محیط زیست باعث کاهش مواد آلی خاک، فعالیت های میکرو ارگانیسمی و افزایش فرسایش خاک شده و بدین ترتیب آسیب جدی به اکو سیستم حیاتی زمین وارد می گردد (Rasmussen and et al, 1998).

محصولات کشاورزی در اکثر موارد، برای استفاده از دانه و میوه کشت می شوند. اما حدود نیمی از محصول تولیدی به شکل بقایای گیاهی خواهد بود. برای تولید این بقایای گیاهی نیز مانند میوه و دانه، آب، انرژی ، نیروی انسانی و به طور کلی هزینه صرف شده است و عدم استفاده صحیح از آن، مدیریت ضعیف شمرده می شود (Unger,1994).کم بودن بقایای گیاهی بر روی سطح خاک به عنوان مثال از طریق دفن بقایای گیاهی، باعث افزایش آبشویی و بادبردگی خاک ودر نهایت افت محصول در سال های بعد می گردد. همچنین برخورد قطرات باران به خاک، ساختمان خاک را تخریب می کند. اگر بقایای گیاهی سوزانده شود علاوه بر مشکل یاد شده، نیتروژن خاک کاهش می یابدو برای بدست آوردن عملکرد قابل قبول باید مقدار بیشتری کود ازت مصرف شود (Unger,1994 ).

در کشور ما اکثرا از سیستم خاکورزی مرسوم[4] استفاده می شود که در طول عملیات تهیه زمین ضمن مصرف انرژی زیاد، در صورت رعایت نشدن رطوبت مناسب برای هر عملیات علاوه بر فشردن خاک، ساختمان خاک تخریب شده و همچنین افزایش فرسایش آبی و بادی را به همراه دارد. خاکورزی مرسوم به هر نوع سیستم خاکورزی اطلاق می شود که در آن کمتر از 15 درصد پوشش بقایا ی سطحی پس از کاشت در سطح باقی مانده و این روش عموما با شخم یا خاکورزی سنگین قبل از کاشت همراه است (Waltersetal, 1998).

روش خاک ورزی حفاظتی[5] که از روش های نوین عملیات کشاورزی است، تا حدود زیادی باعث کاهش مشکلات یاد شده می گردد. این روش عبارتست از هر نوع سیستم کاشت یا خاک ورزی که در آن پس از انجام عملیات کاشت، دست کم 30% از سطح مزرعه با بقایای گیاهی پوشیده باقی بماند (Han and Simmons, 2001 ) .

در این روش به دلیل باقی ماندن بقایای گیاهی در سطح خاک و همچنین به دلیل به حداقل رسیدن به هم خوردگی خاک در حین عملیات خاکورزی و کاشت، علاوه بر کاهش فرسایش آبی و بادی، به دلیل کاهش تبخیر و تعرق از سطح خاک،درصد رطوبت خاک نیز افزایش یافته و به بهبود ساختمان خاک کمک می شود (Chastain et al, 1995).

همچنین این روش، روشی برای انجام عملیات کشاورزی، بدون هدر رفتن وقت، انرژی و هزینه های تولید است (Triplett et al, 1997).

باقی ماندن مقداری از بقایای محصولات بر روی سطح خاک می تواند فرسایش  آن را در بسیاری از مزارع کاهش دهد و بعضا از بین ببرد. در سراشیبی های طولانی، بقایای محصول جداشده ممکن است به وسیله فشار آب بالا دستی شسته شود. زمانیکه این بقایا برداشته شوند عمل فرسایش به جهت جدا شدن و انتقال خاک افزایش می یابد (Pfost et al, 2008).

خاک ورزی حفاظتی خود به خاکورزی تقلیل یافته[6]، کم خاکورزی[7]، خاک ورزی پشته ای[8] ، خاکورزی نواری[9]، خاکورزی مالچ[10]و کشت بدون خاک ورزی[11] تقسیم می گردد (Walters, D. and P. jasa. 1998).

1-خاکورزی تقلیل یافته : به هر نوع سیستم خاکورزی که شدت و مقدار آن کمتر از خاکورزی مرسوم و مقدار 15 تا 30 درصد سطح خاک از بقایا پوشیده باشد، اطلاق می شود (Walters and et al, 1988)در مقایسه با خاکورزی مرسوم مقدار خاکورزی کاهش یافته و ادواتی جایگزین ادوات مرسوم شده که میزان مصرف انرژی آنها در واحد سطح کمتر است. در صورتی که حداقل 30 درصد از سطح مزرعه پوشیده از بقایای گیاهی باشد این روش در زمره سیستم های خاکورزی تقلیل یافته قرار می گیرد.

2-روش کم خاکورزی : در این روش خاکورزی ثانویه محدود به یک بار عبور تراکتور همراه با یک کارنده که در پشت وسیله خاک ورز بسته می شود، محدود می شود (Han and Simmons, 2001) هدف از این روش کاهش انرژی مکانیکی و کار مورد نیاز، ذخیره رطوبت و کاهش فرسایش خاک، اجرای عملیات مورد نیاز برای به حد مطلوب رساندن شرایط خاک در هر منطقه خاص ار مزرعه و به حداقل رساندن تعداد دفعات رفت و آمد بر روی خاک است(شفیعی، 1374).

3-خاکورزی پشته ای: در این نوع خاکورزی گیاه زراعی بر روی پشته ای که از فصل رشد قبلی به جای مانده است کاشته می شود و بعد از استقرار گیاه به وسیله کولتیواتور زدن پای بوته ها  خاک داده می شود. معمولا کارنده های که مجهز به ردیف تمیزکن یا پیش بر پنجه غازی هستند  در این روش استفاده می شود. این ضمایم محدوده ای به عرض 5/1 تا 5 سانتی متر را روی پشته ها تمیز می کند. در نتیجه نواری عاری از بقایای گیاهی روی پشته ها که مناسب باری رشد گیاه است را فراهم می کند ( Han and Simmons, 2001).

4-خاکورزی نواری: در این سیستم مزرعه کمتر از حد معمول شخم خورده و این شخم موازی جهت ردیف های کاشت صورت می گیرد. هدف از خاکورزی نواری ایجاد بستر بذری مناسب جهت کاشت همزمان با حفظ مقدار زیادی بقایای گیاهی در بین ردیف های کاشت برای کاهش فرسایش خاک است (Bundy, 2001)

5-خاکورزی مالچ: شامل هر نوع سیستم خاکورزی به غیر از بی خاکورزی و خاکورزی پشته ای است

6- بی خاکورزی: شیوه ای از کاشت است که در ان خاک به صورت دست نخورده باقی می ماند و تنها بهم خوردگی خاک نوار باریکی است که بوسیله ابزارهای درگیر با خاک در زمان کاشت مثل ردیفکار یا خطی کار یا ردیف تمیزکن ها و پیش بر ها ایجاد می شود. در این سیستم خاک از زمان برداشت تا زمان کاشت و از کاشت تا زمان برداشت دست نخورده باقی می ماند

(Han and Simmons, 2001).

از مزایای این سیستم می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1-کاهش فرسایش بادی و آبی خاک

2- افزایش نفوذ آب در خاک

3- افزایش رطوبت قابل دسترس خاک

4- بالا رفتن مواد آلی خاک

5- بهبود شیمیایی، فیزیکی و بیولوژیکی خاک

7- کاهش استفاده از کود و تقلیل هزینه های تولید

8- کاهش مصرف سوخت های فسیلی

9- کاهش هزینه ها

نتایج کلی

این مطالعه پیش بر دندانه دار محرک راجهت فراهم کردن بستر بذر با عمق مطلوب و یکنواخت در یک زمین شخم نخورده و پوشیده از بقایا پیشنهاد می دهد. سایر نتایج نشان می دهد:

1- به طور کلی افزایش نسبت سرعت موجب افزایش عمق کاشت و یکنواختی آن شد به طوریکه پیش بر دندانه دار محرک توانست در نسبت سرعت 2 بذرهای ذرت را در عمق کاشت مطلوب( 5 سانتی متر) با حداکثر یکنواختی قرار دهد.

2- استفاده از این دستگاه نشان داد که سطوح میزان بقایا و ضمیمه ردیف تمیزکن تاثیر معنی داری روی عمق کاشت نداشته و بدین ترتیب با بکارگیری این دستگاه می توان در هر سطحی از بقایا به عمق مطلوب دست یافت.

3- استفاده از ردیف تمیزکن و خارج کردن بقایا  با کاهش بقایای سطحی موجود روی ردیف ها موجب بهبود شاخص های مربوط به فواصل کاشت شدندکه این با نتایج حاصل از پژوهش فلاحی و رئوفت ( 2007) و رئوفت و مطبوعی (2006) همسویی دارد.

4- پیش بر دندانه دار محرک با افزایش عمق کاشت در نسبت سرعت 2، حداکثر  شاخص سرعت جوانه زنی را به دنبال داشت.

فهرست شکلها

شکل ‏21: سه نوع پیش بر صاف، کنگره ای و دندانه دار مورد مطالعه در تحقیق بیانچینی و همکاران 29
شکل ‏22: بقایای برش خورده توسط دو پیش بر صاف (b) و دندانه دار (a) 29
شکل ‏23: (الف) یک واحد برش دوتائی مجهز به دو شیار بازکن فعال هم محور (ب)شماتیک مسیر انتقال نیرو به واحد برش 32
شکل ‏24: (الف) نصب يك ديرك افزار در انتهاي ماشين جهت نصب لوله هاي سقو ط بذر و پو شاننده ها ی شاخکی (ب) لوله هاي سقوط بذر متصل به بازوهاي فنري نصب شده بر روي ديرك افزار عقب 33
شکل ‏31: انتقال قدرت از پولی محرک (که خود توسط چهار شاخ کاردان به پی تی او وصل می شود) به پروانه مکنده و پمپ هیدرولیک 38
شکل ‏32: بخش های اصلی ردیفکار نیوماتیکی با پیش بر محرک 39
شکل ‏33: پیش بر دندانه ای ساخته شده در این پژوهش 41
شکل ‏34: شیار بازکن ساخته شده در این پژوهش 42
شکل ‏35: نحوه اتصال بازوهای شیار بازکن به شاسی 42
شکل ‏36: ردیف تمیزکن استفاده شده در این تحقیق 43
شکل ‏37: نحوه اتصال ردیف تمیزکن به شاسی و محل قرارگیری آن 44
شکل ‏38: شماتیک پوشاننده به همراه ابعاد و اندازه آن (نمای بالا) 45
شکل ‏39: پوشاننده و نحوه اتصال آن به شاسی 45
شکل ‏310: مدار هیدرولیک طراحی شده در این تحقیق 46
شکل ‏311: هیدروموتور و پمپ هیدرولیک استفاده شده در مدار هیدرولیک به ترتیب از راست به چپ 47
شکل ‏312: شیر تنظیم جریان هیدرولیک و شیر فشار شکن به ترتیب از راست به چپ 48
شکل ‏313: مخزن روغن و شیلنگها و اتصالات هیدرولیک به ترتیب از راست به چپ 48
شکل ‏314: پمپ هیدرولیک چرخنده خارجی با جابجایی ثابت 50
شکل ‏315: هیدروموتور روتاری با جابجایی ثابت 51
شکل ‏316: نمایی از مزرعه بعد از عملیات برداشت محصول قبلی 58
شکل ‏317: تیمار بقایای دست نخورده 60
شکل ‏318: تیمار بقایای بسته بندی شده 60
شکل ‏319: تصویر ردیفکار نیوماتیکی با پیش بر محرک در مزرعه 63
شکل ‏320: تصویری از بوته های سبز شده ذرت در کنار بقایا در تیمار کل بقایا 65
شکل ‏321: اندازه گیری فاصله بین بوته ها با استفاده از متر فلزی 66
شکل ‏322: وسیله ساخته شده برای نمونه گیری عمق کاشت 67
شکل ‏323: مراحل اندازه گیری عمق کاشت 68
شکل ‏41: اثر برهمکنش نسبت سرعت، میزان بقایای اولیه و ردیف تمیزکن بر میزان بقایای سطحی 80
شکل ‏42: اثر برهمکنش نسبت سرعت، میزان بقایای اولیه و ردیف تمیزکن بر عمق کاشت 77
شکل ‏43: اثر برهمکنش نسبت سرعت، میزان بقایای اولیه و ردیف تمیزکن بر انحراف معیار عمق کاشت 80
شکل ‏44: اثر برهمکنش نسبت سرعت، میزان بقایای اولیه و ردیف تمیزکن بر شاخص سرعت جوانه زنی 84
شکل ‏45: اثر برهمکنش نسبت سرعت، میزان بقایای اولیه و ردیف تمیزکن بر شاخص چند تایی 87
شکل ‏46: اثر برهمکنش نسبت سرعت، میزان بقایای اولیه و ردیف تمیزکن بر شاخص نکاشت 90
شکل ‏47: اثر برهمکنش نسبت سرعت، میزان بقایای اولیه و ردیف تمیزکن بر شاخص کیفیت تغذیه 94
شکل ‏48: اثر برهمکنش نسبت سرعت، میزان بقایای اولیه و ردیف تمیزکن بر شاخص دقت 97

فهرست جدول ها

جدول 3-1: مشخصات پیش بر دندانه دار ساخته شده  40
جدول 3-2: مشخصات ردیف تمیزکن استفاده شده در این پژوهش  43
جدول 3-3: تیمارهای اعمال شده در این پژوهش  57
جدول 4-1: تجزیه واریانس میزان بقایای سطحی  73
جدول 4-2: اثر اصلی نسبت سرعت بر میزان بقایای سطحی بعد از عملیات کاشت (تن در هکتار)  73
جدول 4-3: اثر برهمکنش ردیف تمیزکن و میزان بقایای اولیه بر میزان بقایای سطحی (تن در
هکتار)   74
جدول 4-4: تجزیه واریانس عمق کاشت   76
جدول 4-5: اثر اصلی نسبت سرعت بر عمق کاشت (سانتی متر)  77
جدول 4-6: تجزیه واریانس انحراف معیار عمق کاشت  79
جدول 4-7: اثر اصلی نسبت سرعت بر انحراف معیارعمق کاشت (سانتی متر)  79
جدول 4-8: تجزیه واریانس شاخص سرعت جوانه زنی .(ERI 82
جدول 4-9: اثر اصلی نسبت سرعت بر شاخص سرعت جوانه زنی (درصد بذرهای جوانه زده در یک روز)  82
جدول 4-10: اثر اصلی میزان بقایای اولیه بر شاخص سرعت جوانه زنی (درصد بذرهای جوانه زده در یک روز)  83
جدول 4-11: اثر اصلی ردیف تمیزکن بر شاخص سرعت جوانه زنی (درصد بذرهای جوانه زده در یک روز)  83
جدول 4-12: تجزیه واریانس شاخص چند تایی (multiple index 86
جدول 4-13: تجزیه واریانس شاخص نکاشت (miss index 89
جدول 4-14: اثربرهمکنش ردیف تمیزکن و نسبت سرعت بر شاخص نکاشت (درصد)……… 89
جدول 4-15: اثر برهمکنش ردیف تمیزکن و میزان بقایای اولیه بر شاخص نکاشت (درصد) 90 جدول 4-16: تجزیه واریانس شاخص کیفیت تغذیه (QFI 92
جدول 4-17: اثربرهمکنش ردیف تمیزکن و نسبت سرعت بر شاخص کیفیت تغذیه…………. 92
جدول 4-18: اثربرهمکنش ردیف تمیزکن و میزان بقایای اولیه بر  96
جدول 4-20: اثر اصلی نسبت سرعت بر شاخص دقت (درصد 96
جدول 4-21: اثر اصلی میزان بقایای اولیه بر شاخص دقت (درصد)  96
جدول 4-22: اثر اصلی ردیف تمیزکن بر شاخص دقت (درصد 97

راهنمای خرید و دانلود فایل

برای پرداخت، از کلیه کارتهای عضو شتاب میتوانید استفاده نمائید.

بعد از پرداخت آنلاین لینک دانلود فعال و نمایش داده میشود ، همچنین یک نسخه از فایل همان لحظه به ایمیل شما ارسال میگردد.

در صورت بروز  هر مشکلی،میتوانید از طریق تماس با ما  پیغام بگذارید و یا در تلگرام با ما در تماس باشید، تا شکایت شما مورد بررسی قرار گیرد.

برای دانلود فابل روی دکمه خرید و دانلود  کلیک نمایید.