بخشی از مقاله
چکیده
مدیریت کشاورزی دقیق در سالیان اخیر بدلیل نقش موثر آن در حفظ اقلیم ، شرایط محیط زیست و کاهش هزینه تولید در جهت کشاورزی پایدار مورد توجه قرار گرفته است .از فناوریهای مهم کشاورزی دقیق، تهیه نقشه عملکرد مزرعه - Yield - Map با استفاده از فناوری آشکارسازی و پهنه بندی عملکرد - - Yield Monitoring and Mapping مجهز به گیرنده GPS است .
در این طرح با طراحی و ساخت و ارزیابی سامانه صفحه برخورد - Impact Plat - و نصب آن بر روی کمباین نیوهلند مدل TC56 و کلاس مدل Jaguar 68 نقشه عملکرد مزارع تهیه شده است . سامانه صفحه برخورد در محل خروجی الواتور داخل مخزن گندم تمیز نصب شده و با داده های بدست آمده از سامانه پهنه بندی عملکرد و گیرنده GPS ، نقشه عملکرد مزارع رسم شده است .
جهت ارزیابی سامانه و بررسی داده ها، ابتدا سامانه با رقم گندم برداشت شده، کالیبره و در حین برداشت فعال شده است.از طرفی نقاطی از مزرعه با استفاده از کادرهای تصادفی به صورت دستی برداشت و عملکرد آن اندازه گیری و محاسبه شده است . نتایج مقادیر ثبت شده توسط سامانه پهنه بندی عملکرد و کادرهای دستی مقایسه شده و نتایج اندازه گیری ها نشان داد که داده های سامانه پهنه بندی عملکرد ساخته شده، با نتایج کادرهای تصادفی همبستگی بیش از %95 برقرار و بخوبی میتواند جهت تهیه نقشه عملکر د مزرعه بکار گرفته شود . این تحقیق در سال1390 در ایستگاه طرق مرکز تحقیقات کشاورزی انجام شده است.
مقدمه
کشاورزی دقیق با مفهوم مدیریت دقیق مکانی و زمانی از دهه 2000 و از سال 1997 به صورت کاملا حرفه ا ی شکل گرفته است وهم اکنون درصد قابل توجهی از مزارع آمریکا، اروپا و بعضی از کشورهای آسیایی مانند چین و هندوستان و کشورهای آمریکای جنوبی مانند برزیل و آرژانتین نیز کشاورزی دقیق بکار گرفته شده است . در فناوری های جدید کشاورزی دقیق، حس گره ا و مبدلها نقش تعیین کنندهای را دارند بطوریکه سنجش و هدایت تجهیزات و ادوات به صورت کاملا اتوماتیک و هوشمند صورت می گیرد
از مهمترین موضوعات کشاورزی دقیق، پهنه بندی عملکرد و ترسیم نقشه عملکرد محصول میباشد که مبنای آسیب شناسی سطح مزرعه است . جهت ا ندازه گیری عملکرد مزرعه از حس گر اندازهگیری جریان دانه نصب شده بر روی کمباین استفاده شده است و امروزه کمباینهای پیشرقته به مبدلهای عملکرد محصول مجهز می باشند. همچنین با بکار گیری این تجهیزات همراه با شبکه تعیین موقعیت جهانی - - GPS، میتوان با دقت بسیار با لا نقشههای عملکرد را ترسیم نمود . و با تلفیق آن با اطلاعات جغرافیائی محلی در شبکه سیستم اطلاعات جغرافیائی - - GIS به صورت سوابق سالیانه به برنامه ریزی بهتر مزارع پرداخت
در تحقیقی یک سیستم کمکی راهنما بوسیله GPS ساخته و تاثیر آن بر کاهش همپوشان ی، جاماندگی و سرعت حرکت تراکتور حین انجام عملیات مزرعه ای بررسی شد. در این تحقیق تاثیر مثبت این سیستم بر کاهش جاماندگی، همپوشا نی و سرعت حرکت تراکتور نتیجه شد
درتحقیق دیگری مبدلهای صفحه برخورد را جهت اندازه گیری جریان گندم بر روی کمباین برداشت پنبه جاند ری مدل 9965 را مورد بررسی قرار دادند . دقت قابل قبول برای مبدل صفحه برخورد %3/9 گزارش شده است .[Raines et al,2001] در پژوهشی دیگر عملکرد وسیله اندازه گیری دبی دانه، نصب شده بر روی کمبا ین به صورت همزمان همراه با گیرنده های سیستم تعیین مو قعیت جهانی، مقایسه و ارزیابی شد. نتایج عملکرد مناسب همزمان گیرنده شبکه GPS و مبدل اندازه گیر دبی را نشان داد
دستگاه آزمون ثابتی را طراحی و توسط آن ارزیابی دینامیکی تغییرات جریان گندم جهت زینه بندی مبدلهای اندازه گیری و دقت آنها مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق، دستگاه آزمون ثابت که شامل دو عدد مخزن ورودی و خروجی، سیستمهای انتقال گندم شامل نقال مارپیچی و الواتور و پمپ های دقیق انتقال گندم که به صورت سرو کنترل قابلیت کاری دارد، طراحی و ساخته شد که میتوان مبدلهای مختلف را مورد ارزیابی قرار داده و زینه بندی صورت گیرد . در این تحقیق کالیبراسیون مبدل Green star -X578 از نوع صفحه برخورد قابل نصب بر روی کمباین های جاندیر ارزیابی و با دقت %4 مورد تائید قرار گرفت
در تحقیقی دیگر آشکار ساز محصول که مجهز به مبدل اندازه گیری و گیرنده شبکه GPS، برای کاربردهای مختلف از جمله غلات مورد بررسی قرار گرفت . بدین ترتیب که با اتصال به شبکه GPS موقعیت تراکتور در هر لحظه مشخص شد . در این تحقیق زینه بندی مبدلها صورت گرفت و بر اساس شرایط محیطی و رطوبت دستورالعمل ویژهای ارائه شد.
در گزارش تحقیقی در مورد زینه بندی مبدلهای اندازه گیری جریان گندم تاکید شد که سطح معینی توسط کمباین برداشت و مقادیر اندازه گیری شده، ثبت گردد و از طرفی مقدار برداشت شده توسط باسکول اندازه گیری و اعداد بدست آمده با هم مقایسه می شود که مقدار 4000 تا 8000 پوند محصول جهت زینه بندی پیشنهاد شد
در تحقیقی دیگر که در زمینه هدایت بوسیله شبکه GPS انجام گرفت. نتایج نشان داد که برای ارسال اطلاعات از GPS به سیستم پردازشگر، فرکانس خروجی باید حداقل 5 مگا هرتز باشد
مراحل نصب و کالیبراسیون مبدل اندازه گیری بر مبنای صفحه برخورد بررسی و با توجه به نتایج، تاکید شد که در کشور آمریکا برای اندازه گیری جریان دانه از نوع صفحه برخورد استفاده می شود
با بررسی های صورت گرفته امکان نصب سیستم اندازه گیر جرمی گندم بر روی کمباینها جهت ارزیابی عملکرد زمینها با رسم نقشه عملکرد ، امکان پذیر است. لذا در این تحقیق پهنه بندی و تهیه نقشه عملکرد مزرعه با استفاده از گیرنده شبکه GPS و سامانه پهنه بندی جریان پیوسته گندم طراحی و ساخته و جهت نصب روی کمباین های کلاس - - Dominator S-68 ارائه شده است
مواد و روشها
در این سیستم از یک دستگاه گیرنده GPS - شکل - 3مدل - IGBT-210 - برای برداشت مختصات محیط زمین زراعی استفاده شد . این دستگاه دارای کارت حافظه - دیتالاگر - بوده و داده های برداشت شده در حین عملیات در این کارت ذخیره می شود. سپس برای پردازش و ترسیم نقشه عم لکرد، اطلاعات این کارت به کامپیوتر منتقل میشود. با توجه به شکل4 به منظور اندازه گیری دبی دانه های گندم برداشت شده در کمباین از دبی سنج صفحه برخورد و روش تغییرات اندازه حرکت دو جسم قبل و بعد از برخورد استفاده شد .در شکل 5 نماهائی از صفحه برخورد ترسیم شده است. تغییرات اندازه حرکت بعد از برخورد معادل تغییرات اندازه حرکت بعد از برخورد:
که در رابطه بالا m1، m2، va1، vb1، va2، vb2، به ترتیب جرمهای دو جسم و سرعتهای قبل و بعد از برخورد دو جسم می باشد. لودسل مورد استفاده در سامانه اندازه گیری جریان جرمی پیوسته گندم، کره ای ساخت شرکت سوحا مدلSI4000 میباشد. این لودسل اطلاعات را در حافظه خود ذخیره کرده و قابل انتقال به کامپیوتر به منظور پردازش و ترسیم نقشه عملکرد می باشد. برای ترسیم نقشه عملکرد ، اطلاعات دریافت شده از سیستم اندازه گیر دبی و گیر نده GPS را ابتدا با استفاده از نرم افزار اکسل پردازش و سپس با استفاده از نرم افزار ARCGIS نقشه عملکرد مزرعه رسم شد . بجای بعد سوم ، عملکرد مزرعه به صورت رنگی همرا با راهنما کنار نقشه در نظر گرفته شد - شکل . - 6 جهت ارزیابی نتایج سامانه اندازه گیر از روش کادرهای تصادفی استفاده شد .که به طور تصادفی کادر یک مترمربع در نقاط مختلف مزرعه قرار داده و خوشه های گندم داخل کادر برداشت و پس از تمیز کاری توزین گردید که نتایج در جدول 1 درج شده است.
نتایج و بحث
با نصب سامانه اندازه گیری دبی، در هر لحظه میتوان وضعیت محصول برداشت شده را ثبت و نقشه عملکرد زمین را رسم نمود. این سامانه بر روی انواع کمباین ساخت داخل مانند کلاس،جاندیر و نیوهلند قابل نصب و نیازی به واردات کمباین های مدرن جدید نیست. جهت ارزیابی سامانه نتایج برداشت دستی کادرهای اندازه گیری شده در جدول 1 درج شده است.
جدول-1 مختصات جغرافیائی نقاط برداشت شده با اعداد عملکرد سامانه و کادر
