بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه میزان مقاومت کششی ویژه گاوآهن برگرداندار دو خیشه در سه عمق 10، 15 و 20 سانتی متر و در سه سطح رطوبت خاک - 16-18 ، 19-22 و 23-25 درصد بر مبنای وزن خشک - با استفاده از تراکتور آروید - 354 - سه سیلندر اندازه گیری و ثبت گردید. آزمون مزرعه ای در ایستگاه پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی ساری و در خاکی با بافت سیلتی رسی 43 - درصد سیلت، 10 درصد شن، 47 درصد رس - ، با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 9 تیمار و در سه تکرار، انجام شد. سرعت اجرای شخم در کلیه تیمارها در حدود 3/7 0/15 کیلومتر در ساعت ثابت نگه داشته شد.
نتایج نشان داد که دو عامل عمق شخم و درصد رطوبت خاک تاثیر معنی داری بر روی مقاومت ویژه گاوآهن برگرداندار داشتند، به طوریکه با افزایش هر یک از این دو عامل، مقاومت ویژه به طور معنی داری کاهش نشان داد. همچنین تاثیر متقابل عمق شخم و رطوبت خاک، بر روی میانگین مقاومت ویژه گاوآهن در سطح احتمال 5 درصد معنی دار بود. کمترین مقدار میانگین مقاومت ویژه گاوآهن در عمق شخم 20 سانتیمتر برابر با 2/02 نیوتن بر سانتی متر مربع و در محدوده رطوبتی 23-25 درصد، برابر با 1/86 نیوتن بر سانتی متر مربع بدست آمد.
مقدمه
رشد فزاینده تراکتورها در جهان، نشانه اهمیت فراوان منابع مولد توان در کشاورزی پیشرفته و مکانیزه می باشد که استفاده از آنها در انجام عملیات مختلف زراعی ضروری است. از آنجا که عوامل زیادی در بهره وری ماشین در کشاورزی دخالت دارند، لازم است که این عوامل به درستی تعیین گردند. یکی از مشکلات اساسی در کاربرد تراکتورها، تحت تاثیر قرار گرفتن عملکرد کششی آنها در ارتباط با شرایط خاک و ماشین می باشد. لذا ارزیابی عملکرد ادوات خاک ورزی از نظر مقاومت کششی حائز اهمیت است.
خاک ورزی اولیه با استفاده از گاوآهن برگرداندار، پر مصرف ترین عملیات کشاورزی از نظر انرژی می باشد که باید با استفاده اصولی از ماشین های کشاورزی و در نتیجه مصرف حداقل انرژی، عملیات آماده سازی بستر بذر صورت گیرد. انرژی مورد نیاز برای عملیات کشاورزی به ترتیب شامل: توان مصرفی در موتور و سیستم انتقال قدرت تراکتور، توان لازم برای خنثی نمودن مقاومت غلتشی و انرژی مورد نیاز جهت کشیدن ادوات می باشد
همچنین بیش از60 در صد قدرت در مزارع به منظور عملیات خاک ورزی اعمال می شود
انرژی مورد نیاز ادوات خاک ورزی به عمق و عرض کار، شکل هندسی ادوات، سرعت پیشروی تراکتور و خصوصیات خاک از قبیل: رطوبت خاک، جرم مخصوص ظاهری، شاخص مخروطی و بافت خاک بستگی دارد
مدل ریاضی کشش برای ادوات گوناگون خاک ورزی در شرایط متفاوت خاک به صورت زیر می باشد
در این رابطه، متغیرها عبارتند از:
= D مقاومت کششی گاوآهن - - N
- i=1,2,3 - =Fi، بافت خاک به ترتیب برای خاک های خوب، متوسط و ضعیف
= V سرعت گاوآهن - - km.h-1
= Mw عرض ماشین - m -
= TD عمق شخم - cm -
= C,B,A ضرایب ویژه
طبق این رابطه با افزایش عمق شخم، مقاومت کششی افزایش می یابد.
مواد و روشها
تراکتور مورد استفاده آروید مدل 354 که در استان مازندران تولید می شود، دارای مشخصات فنی سه سیلندر، چهارزمانه، جفت دیفرانسیل، نیروی کششی در زمین های شالیزاری5160N و در زمین های خشک 7230N ، وزن 1385 Kg ، دور مشخصه 2400min-1 و توان 25/8KW می باشد.
وسیله خاک ورزی مورد استفاده، شامل یک دستگاه گاوآهن برگرداندار سوار دو خیشه یک طرفه ساخت داخل کشور به عرض کاری 48cm و حداکثر عمق 20cm و چرخ تنظیم برای عمق شخم است.
در این بررسی مقاومت کششی گاوآهن برگرداندار دو خیشه هنگام عملیات خاک ورزی با استفاده از تراکتور آروید که به وسیله تراکتور جاندیر 3140 در دنده دو سنگین با دور نامی کشیده می شد، به وسیله یک لودسل UU-10T اندازه گیری و مورد ارزیابی قرار گرفت.
این آزمایش در منطقه زراعی دانشگاه علوم کشاورزی ساری در فصل پاییز که محصول کاشته شده قبلی، آفتاب گردان بود، اجرا شد. بافت خاک، سیلتی رسی %47 - رس، %43 سیلت و %10 شن - می باشد. برای این منظور از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک کامل تصادفی با 9 تیمار، سه رطوبت [M1] ، [M2] و [M3] به ترتیب ، 16-18، 19-22 و 23-25 درصد بر مبنای وزن خشک، سه عمق شخم [D1] ، [D2] و [D3] به ترتیب 10 ، 15 و 20 سانتی متر و در سه تکرار استفاده گردید.
گاوآهن به سیستم اتصال سه نقطه تراکتور آروید متصل گردید و تنظیمات لازم - تراز طولی، عرضی و تنظیم چرخ تثبیت عمق - در هر کرت آزمایشی صورت گرفت. جهت اتصال لود سل از یک دستگاه تراکتور کمکی جاندیر 3140 استفاده شد. قلاب قسمت جلویی لودسل به وسیله یک رابط به تراکتور جاندیر 3140 بسته شد و قلاب قسمت عقب توسط زنجیری به طول 2/5 متر به تراکتور آروید متصل گردید. هر کرت آزمایشی به طول 50 متر و عرض48 سانتی متر بود که عرض هر پلات برابر با عرض کار ادوات شخم انتخاب شد.
با تنظیم چرخ تثبیت عمق برای هر کرت و تیمار، ابتدا 200 متر طول پلات، بدون اندازه گیری نیرو شخم زده شد. در نتیجه شیاری برای بازگشت و انجام کار اصلی ایجاد گردید. سپس قبل از ورود به همان کرت، تنظیم عمق شخم، دور موتور با گاز دستی و انتخاب دنده دو سنگین برای تراکتور جاندیر انجام شد و به کمک اهرم هیدرولیکی، دستگاه دینامومتر کاملا موازی با سطح افق قرار گرفت. بعد در حالی که تراکتور آروید در دنده خلاص قرار داشت و گاوآهن در عمق مورد نظر مستقر شده بود، تراکتور جاندیر به حرکت درآمد و عمل شخم زدن و اندازهگیری ها شروع شد.
برای این منظور از قبل، یک مسافت 50 متری برای هر کرت توسط دو شاخص مشخص شده بود. به محض رسیدن تراکتور به شاخص شروع، کلید آغاز به کار دینامومتر زده شد. همچنین زمان مسافت 50 متری طی شده توسط کرونومتر ثبت گردید. برای قرائت مقادیر دینامومتر که توسط ثبات دیجیتال مدل DN-10W ثبت میشد، دادهها را بصورت پیوسته قرائت و یادداشت کردیم. تعداد مقادیری که برای هر کرت بدست میآمد، حدود 15 تا 20 داده بود. این مقادیر همان نیروی کشش ناخالص - کشش با بار - که برابر مجموع مقاومت غلتشی تراکتور آروید و نیروی کشش خالص است، میباشد.
میانگین دادههای بدست آمده برای هر کرت و عمق شخم مورد نظر به عنوان نیروی کشش ناخالص برای آن کرت و عمق شخم در نظر گرفته شد. پس از پایان دادهبرداری و ثبت مقادیر بدست آمده، به کمک اهرم هیدرولیک تراکتور، گاوآهن از خاک خارج و مسیر کرت طی گردید. مقادیری که در این حالت توسط دینامومتر بدست میآمد، نیروی مقاومت غلتشی تراکتور آروید - کشش با بار - میباشد. در این حالت نیز میانگین دادهها، به عنوان نیروی مقاومت غلتشی تراکتور برای هر کرت در نظر گرفته شد . تفاضل میانگینهای مقادیر ثبت شده توسط دینامومتر در مراحل کشش با بار و بدون بار، نیروی کششی خالص تراکتور - مقاومت کششی گاوآهن برگرداندار - در هر کرت میباشد.
برای اندازه گیری سرعت پیشروی در هنگام شخم در طول کرت آزمایش، زمان طی شده در این مسافت با استفاده از زمان سنج اندازه گیری و ثبت گردید. مسافت طی شده به وسیله تراکتور بر این زمان تقسیم و سرعت حرکت تراکتور حاصل شد.
پس از محاسبه مقاومت کششی و محاسبه سرعت پیشروی تراکتور در هر کرت، مقاومت ویژه توسط فرمول 5 محاسبه شد:
که در آن:
= Ds مقاومت ویژه - N.cm-2 - ،
= F مقاومت کششی - KN - ،
= d عمق شخم - cm - ،
= b عرض کار گاوآهن - cm - ،
نتایج حاصل بر مبنای آزمایش فاکتوریل و با استفاده از تجزیه واریانس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. عوامل مورد مطالعه میانگین تیمارها از طریق آزمون چند دامنه ای دانکن و با کمک نرم افزار SAS مقایسه شدند.
