بخشی از مقاله
چکیده
در راستای نیل به کشاورزی حفاظتی ماشین "خاکورز نواری قابل اتصال به خطی کار" در تحقیق حاضر طراحی و ساخته شد. این ماشین عملیات خاک ورزی نواری با تیغههای دوار را در زمین شخم نخورده و پوشیده از بقایا انجام داده و همزمان بذر و کود را در خاک کشت می کند. برای اجرای همزمان عملیات تهیه زمین و کاشت، یک خطی کار غلات به صور ت دنبالهبند با اتصال سه نقطه به دستگاه خاک ورز نواری متصل میگردد. ماشین خاک ورز نواری ساخته شده به همراه کارنده مرکب با آن - که در این تحقیق ماشین خاک ورز نواری-کاشت نیز نامیده میشود - در شرایط مزرعه ارزیابی و با روشهای دیگر مقایسه گردید .
این ارزیابی به صورت نوارهای یک بار خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجراء شد . نوارهای اصلی شامل چهار روش تهیه زمین و کشت به ترتیب : T1 تهیه زمین با گاوآهن برگرداندار+دیسک +ماله +کشت بوسیله خطی کار غلات، : T2 تهیه زمین با دو بار دیسک عمود بر هم + ماله + کشت بوسیله خطی کار غلات ، : T3 تهیه زمین با دستگاه چیزل پیلر + کشت بوسیله خطی کار غلات و : T4 تهیه زمین و کشت همزمان با دستگاه ساخته شده خاک ورز نواری-کاشت بود.
نوارهای فرعی نیز شامل میزان بذر مصرفی گندم به مقدار S1=160 ، S2=200 و S3=240 کیلوگرم بر هکتار در نظر گرفته شد.کلیه عملیات تهیه زمین در رطوبت مناسب و شرایط یکسان و در زمین پوشیده از بقایای گیاهی کشت قبلی - برنج - اجراء گردید.
پارامترهای مورد اندازه گیری و ارزیابی تا کنون شامل میزان سوخت مصرفی، زمان عملیات، ظرفیت مزرعه ای و میزان خرد شدن بقایا بود . نتایج نشان داد که تیمار T4 کمترین مصرف سوخت و زمان مورد نیاز با مقادیر به ترتیب 8/6 لیتر بر هکتار و 1/62 ساعت بر هکتار را به خود اختصاص داده بود. همچنین تیمار T1 با 0/2 هکتار بر ساعت دارای کمترین ظرفیت مزرعه ای و تیمار T4 با 0/62 هکتار بر ساعت دارای بیشترین ظرفیت مزرعه ای بودند .
در روش استفاده از ماشین خاک ورز نواری-کاشت - T4 - ، میزان خرد شدگی بقایا 46/47 بود که از لحاظ آماری با تیمار T2 در یک کلاس قرار داشت. این نتایج در حالی به دست آمد که با استفاده از ماشین جدید عملکرد محصول گندم به طور متوسط 11 درصد بیش از روش های دیگر بود. نکته مهم دیگر این است که برای کار با این ماشین در مزرعه از یک تراکتور کوچک نظیر MF285 میتوان استفاده کرد.
مقدمه
خاک ورزی به معنای به هم زدن خاک به کمک یک نیروی مکان یکی است . منظور از طراحی ابزار خاک وزی، ساخت یک سیستم مکانیکی است که در آن یک یا چند ماشین خاک ورزی قادر به کنترل نیروی وارده به خاک به منظور ایجاد شرایط مورد نظر در آن می باشد
طراحی ماشینهای کشاورزی همواره با کمبود روش های آن الیزی همراه بوده است و بسیاری از این ادوات بصورت تجربی و آزمون و خطا طراحی شده اند . در طراحی یک وسیله خاک ورزی، بهینه کردن کارکرد، راندمان و مسایل اقتصادی عملیات تهیه زمین باید مد نظر قرار بگیرد . بنابراین طراحی مهندسی بدون روابط تحلیلی بر مبنای اصول علمی موجود دست یافتنی نخواهد بود
خاک ورزی نواری که روش کم خاک ورزی حفاظتی به حساب می آید، ایجاد شیار - نوار - باریک خاک ورزی شده در جلو ردیف های کارنده همزمان با عملیات کاشت تعریف می شود . در اینصورت خاک بین نوارها دست نخورده و پوشیده از بقایا باقی مانده و از خرد شدگی بیش از حد خاک جلوگیری می شود . از مزایای خاک ورزی نواری میتوان به کاهش تعداد عملیات ماشینی در زمین، کاهش هزینه، زمان و مصرف انرژی، پوشیده ماندن سطح وسیعی از زمین - بیش از 60 درصد - بوسیله بقایا و افزایش راندمان زراعی اشاره کرد
در تحقیقی توسط گنگ وار و همکاران - 2006 - آزمایش سه ساله ای به منظور بررسی تاثیر سه روش خاک ورزی - مرسوم، بی خاک ورزی و خاک ورزی نواری - در دو سطح ازت پایه 150 - و 120 کیلوگرم بر هکتار - و سه مدیریت بقایا - حذف بقایا، سوزاندن و مخلوط کردن با خاک - در کشت گندم پس از برنج انجام گرفت . کم خاک ورزی به طور معنی داری باعث افزایش عملکرد گندم 5/1 - تن در هکتار - در مقایسه با خاک ورزی مرسوم 4/6 - تن در هکتار - و بی خاک ورزی 4/75 - تن در هکتار - شده بود. مخلوط کردن بقایا نیز بیشترین مقدار عملکرد 5/8 - تن در ه کتار - را در سه سال داشت . بیشترین عملکرد گندم 6/1 - تن در هکتار - مربوط به تیمار کم خاک ورزی و مخلوط کردن بقایا با خاک بود . بیشترین سرعت نفوذ آب - 1/5 cm/h - و کمترین جرم مخصوص ظاهری خاک - 1590 kg/m3 - نیز در تیمارهای مخلوط شدن بقایا با خاک مشاهده گردید
برام و همکاران - 2007 - نیز در بررسی های خود نشان دادند که یک سیستم زراعی شامل بی یا کم خاکورزی، تناوب و بازگشت بقایای گیاهی به خاک در سطح وسیع می تواند در مقایسه با روش های زراعی مرسوم، میزان بیوماس و تنوع فعالیت مایکرو-فلورای خاک را افزایش دهد
در کشت گندم پس از محصولات تابستانه مانند برنج و ذرت، بدلیل شرایط مدیریت زراعی نقاط مختلف، زمان کاشت گندم متفاوت است. نوع عملیات تهیه زمین نیز بسته به نوع خاک متفاوت است ولی در هر حال محدودیت زمانی وجود خواهد داشت. استفاده از عملیات پیچیده و زیاد، مصرف انرژی را زیاد کرده و کاشت گندم را به تعویق می اندازد. مدیریت بقایا نیز در این شرایط از اهمیت خاصی برخوردار است . بررسی ها نشان داده اند که دیر کاشتن گندم یکی از مهمترین علل کاهش عملکرد آن است . در تحقیقات انجام یافته در هندوستان و دیگر نقاط برنج خیز جهان، بر این تاکید شده است که با اعمال روشهای مناسب خاک ورزی، عملیات کاشت می تواند در زمان مناسب و با حداقل هزینه انجام پذیرد
همچنین مخلوط کردن بقایا در خاک و اپتیمم کردن عملیات تهیه زمین با استفاده از روشهای کم خا کورزی، خاک ورزی نواری و بی خاکورزی میتواند از فرسایش سریع خاک جلوگیری کرده و باعث افزایش عملکرد محصول گردد
از نتایج تحقیقات داخل کشور در زمینه تاثیر روشهای مختلف تهیه زمین بر عملکرد گندم چنین استنباط گردید که خرد کردن بقایای گیاهی کشت قبلی و استفاده از سیستم های کم خاک ورزی باعث افزایش ذخیره رطوبتی در خاک، پایداری عملکرد گندم و همچنین کاهش هزینه خاک ورزی می شود
لذا از آنجاییکه تهیه بستر بذر مناسب همرا با کاهش هزینه، انرژی مخصوص، زمان عملیات و تعداد ترد د ماشین در زمین، حفظ بقایا و افزایش راندمان زراعی جزء اهداف اصلی خاک ورزی و کم خاک ورزی می باشند، و باتوجه به اینکه استفاده از روش خاک ورزی نواری همراه کشت می تواند اهداف فوق را تامین کند، پژوهشی حاضر پیشنهاد و اجرا گردید.
مواد و روشها
پژوهش حاضر طی مدت دو سال - 1388-90 - در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان - بخش تحقیقات فنی و مهندسی - در دو مرحله الف - طراحی و ساخت ماشین خاک ورز نواری قابل اتصال به خطی کار و ب - ارزیابی مزرعهای ماشین ساخته شده، به شرح زیر اجراء گردید:
الف - مرحله اول:
در این مرحله ماشین مورد نظر طوری طراحی گردید که خود به تنهایی عملیات خاک ورزی نواری با تیغههای دوار را انجام دهد. عرض دستگاه 2/5 متر و عرض کار آن 2/1 متر یعنی 12 ردیف با فاصله 17/5 سانتیمتر میباشد . هر ردیف تیغه، نواری به عرض 10 سانتیمتر را شخم زده و بنابراین نواره ایی به عرض 7/5 سانتیمتر در بین ردیفهای کاشت شخم نخورده باقی میمانند. محور اصلی که قلب ماشین خاک ورز نواری به حساب می آید، حرکت دوارنی خود را از جعبه دنده و سیستم انتقال قدرت ماشین گرفته و باعث درگیر شدن تیغه ها با خاک و انجام عملیات خاکورزی نواری میشود. هر تیغه دوار از طریق دو پیچ و مهره به فلاج متصل می گردد . روی هر فلانج 6 تیغه سوار می شود که یکی در میان چپ و راست میباشند.
در این ماشین تعداد 12 فلانج روی محور اصلی قرار دارند. نحوه قرارگیری تیغه ها روی فلانجها طوری است که هر تیغه نسبت به تیغه کناری خود زاویه 5 درجه داشته باشد. این باعث میشود که آرایش تیغهها روی فلانجها به صورت مارپیچی درآمده و کمترین لرزش در هنگام کار با ماشین ایجاد گردد. از طرفی تیغهها روی هر فلانج به شکل یک در میان همپوشانی داشته و این کار نیز باعث خرد شدن بهتر خاک و کاهش مصرف انرژی گردد. برای انتقال حرکت دورانی محور توان دهی تراکتور به محور اصلی ماشین، از یک جعبه دنده مکانیکی استفاده شد. این جعبه دنده سرعت دورانی 540 دور بر دقیقه PTO تراکتور را 2/5 برابر کاهش داده و همان اندازه گشتاور را روی محور اصلی ماشین افزایش می دهد . شکل 1 نمای ماشین خاکورز نواری طراحی و ساخته شده در این تحقیق را نشان میدهد.
قابلیت مهم این دستگاه، قابل وصل شدن آن به یک خطیکار غلات میباشد. بدین منظور یک محل اتصال سه نقطه مشابه اتصال سه نقطه تراکتور، در پشت دستگاه تعبیه گردید. این باعث میشود که نه تنه ا عملیات تهیه زمین و کاشت با یک بار عبور ماشین از زمین صورت پذیرد، بلکه شیاربازکن های خطی کار بذرها را در محل مناسب، یعنی نوارهای خاکورزی شده قرار دهند. بنابراین فاصله ردیف های این خطی کار نیز مانند دستگاه خاکورز نواری 17/5سانتیمتر و در امتداد ردیفهای تیغه های آن تنظیم شد. شکل 2 ترکیب دستگاه خاک ورز نواری و خطیکار غلات را نشان میدهد که در حال انجام عملیات کاشت گندم در بقایای برنج میباشد
ب - مرحله دوم:
در این مرحله دستگاه مرکب خاک ورز -کاشت نواری - - strip-till-drill ساخته شده در یک آزمایش مزرعه ای مورد ارزیابی قرار گرفته و با سه روش خاک ورزی کاشت مقایسه گردید. آزمایش به صورت نوارهای یک بار خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار اجراء گردید .
نوارهای اصلی شامل چهار روش تهیه زمین و کشت به ترتیب : T1 تهیه زمین با گاوآهن برگردان دار+دیسک+ماله +کشت بوسیله خطی کار غلات، : T2 تهیه زمین با دو بار دیسک عمود بر هم + ماله + کشت بوسیله خطی کار غلات، : T3 تهیه زمین با دستگاه چیزل پکر + کشت بوسیله خطی کار غلات و : T4 تهیه زمین و کشت همزمان با دستگاه ساخته شده خاک ورز - کاشت نواری بود . نوارهای فرعی نیز شامل میزان بذر مصرفی گندم به مقدار S1=160 ، S2=200 و S3=240 کیلوگرم بر هکتار در نظر گرفته شد. ابعاد نوارهای اصلی و فرعی به ترتیب 18×30 متر و 6×30 متر بود. کلیه عملیات تهیه زمین در رطوبت مناسب و شرایط یکسان و در زمین پوشیده از بقایای گیاهی برنج - کشت قبلی - اجرا شد.
