بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به افزایش جمعیت و محدود بودن منابع زمینی، علم کشاورزي باید در پاسخ به نیاز روز افزون و متنوع جوامع بشري به محصولات غذایی، از فناوري و روشهاي نوین براي بهبود کمیت و کیفیت تولید کشاورزي به طور گسترده بهرهمند گردند. بنابراین تغییر اساسی در سیاستهاي کشاورزي کشور در جهت توسعه پایدار ضروري و اجتناب ناپذیر است. این پژوهش به منظور طراحی، ساخت و ارزیابی ماشین ذرتکار مخصوص در زمینهاي با بقایاي گندم انجام شد.
در طراحی این دستگاه از نرمافزار Solidworks استفاده شد. نتایج ارزیابی نشان داد تعداد بوتههاي سبز شده و مقدار عملکرد محصول کاشته شده با این دستگاه نسبت به روش مرسوم تفاوت معنیداري در سطح احتمال 5 درصد دارند. درصد بوتههاي سبز شده 97 درصد و مقدار عملکرد نیز 75 تن در هکتار بود. ظرفیت موثر مزرعهاي این دستگاه 1/4 هکتار در ساعت بود.
مقدمه
زمانی تنها شغل بشر کشاورزي و دامداري بود و تمام اعضاي خانواده براي تهیه غذا کار میکردند، یعنی هر فردي براي یک نفر غذا تولید میکرد. اما با گذشت زمان و تغییر شرایط، بشر به کارهاي دیگر نیز مشغول شد. این شرایط ایجاب میکرد، کشاورزان و دامداران، غیر از غذاي خود غذاي افراد دیگر را نیز تولید کنند، تا انجا که در زمان حاضر هر نفر تولید کننده، براي چند صد نفر غذا تولید میکند و این امر با رشد جمعیت جهان رشد صعودي دارد.
با توجه به افزایش روز افزون جمعیت در جهان و محدود بودن اراضی حاصلخیز علوم کشاورزي باید در پاسخ به نیازهاي بشري در جهت تولید محصولات غذایی، راهکارهاي مناسبی را در نظر گرفت. در این راستا میتوان از فناوري و روشهاي نوین براي بهبود محصولات کشاورزي از نظر کمیت و کیفیت به طور گسترده بهرهمند گردید. بنابراین تغییرات اساسی در سیاست-هاي کشاورزي کشور در جهت توسعه پایدار ضروري و اجتنابناپذیر است. همچنین با توجه به نیاز بشر به محصولات گوشتی، اهمیت لزوم افزایش تولید علوفههاي دامی در کشور بر کسی پوشیده نیست.
بدیهی است که روشها و ابزار تولید در زمان حاضر، متفاوت از ابزار و روشهاي پیشین میباشد. بشر در ابتدا کلیه کارها را با دست انجام میداد. اما در زمان حاضر براي تولید غذاي مورد نیاز از دستگاهها و ماشینهاي مختلف استفاده میشود. با بیشتر شدن جمعیت و براي جبران این میزان افزایش تقاضا، میبایست میزان تولید را بالا برد. این افزایش میزان تولید با رفع موانع و نواقص موجود در کار برآورد میشود. اصلاح بذور، الگوهاي جدید کاشت، کودها و سموم و .... از کارهایی است که براي بالا بردن میزان تولید به کار میرود. ماشین هاي کشاورزي نیز در این عرصه به نوبه خود اثر گذار میباشند. ابداع ماشینهاي جدید و اصلاح و بهبود و بالا بردن راندمان و ظرفیت کاري ماشینها، میتواند اثر شگرفی در این مسیر داشته باشند.
کشاورزي امروز با توجه به توسعه روز افزون صنعت بدون استفاده از قدرت موتور و ماشین نمیتواند جاي خود را ثابت و استوار نگه دارد. به طوري که آمار کشورهاي پیشرفته جهان نشان میدهد مزارعی که مجهز به قدرت موتوري و ماشینهاي کشاورزي میباشند گذشته از کیفیت و کمیت انجام کار و صرفه جویی در انجام مراحل مختلف عملیات تهیه بستر بذر، کاشت، داشت، برداشت و ذخیره محصولات کشاورزي، نیاز کمتري به قدرت بدنی کارگر جهت انجام عملیات دارند.
خاكورزي، با وجود آنکه ضروري میباشد، موجب کاهش مواد آلی خاك، آوردن بذور علفهاي هرز به سطح خاك و ساختمان خاك را نیز در معرض انواع فرسایش قرار می دهد، عملی زیانبار به حساب میآید. بنابراین لازم است در هنگام تهیه بستر کاشت توجه زیادي به کیفیت اجراي عملیات خاكورزي شود و با به کار گیري روشهاي صحیح خاكورزي و اجراي به موقع آن عوامل متعددي را که در ایجاد لایه هاي سخت، تأثیر مستقیم و یا غیر مستقیم دارند، در حد امکان حذف و یا کاهش داد. در اینصورت، ایجاد محیط مناسب، براي رشد و توسعه ریشه گیاه میسر خواهد شد. نظام هاي خاك ورزي بسیاري که در بر گیرنده ترکیب متفاوتی از عملیات شخم است وجود دارد، ولی توانایی مدیریت کشاورز، حداقل شخم ضروري براي رسیدن به تولید مطلوب را تعیین خواهد کرد.
در بین محصولات زراعی، ذرت از لحاظ سطح زیر کشت، مقام سوم در دنیا را دارا میباشد. مهمترین کشورهاى صادرکننده ذرت در جهان، آمریکا، آرژانتین، فرانسه و چین میباشند. مهمترین مناطق کشت ذرت علوفهاي در ایران استانهاي اردبیل، مازندران، گرگان و تهران میباشد - غلامی و همکاران، . - 1394 در چند سال اخیر کاشت این نوع محصول نیز افزایش یافته است. به همین دلیل نیاز به تحقیق و بررسی چگونگی کاشت، داشت و برداشت این محصول در کشور ایران مشخص است. این محصول به یکی از روش هاي زیر ممکن است کشت گردد.
1 -خشکه کاري: در این روش ابتدا زمین را آماده میکنند که شامل مراحل شخم زدن، دیسک زدن، مسطح کردن، کاشت دانه و سپس آبیاري زمین میباشد. در این روش کاشت براي ذرت خطر سله بستن خاك - سفت شدن پس از آبیاري - و یا شسته شدن خاك و انتقال بذر از نقاط بلند به نقاط پست تر زیاد است.
-2 نم کاري - هیرم کاري - : در بهار حدود ده روز قبل از کشت مقدار زیادي آب به زمین میدهند تا عمق 2 متري بستر خاك نم شود. بعد از گاو رو شدن زمین با عملیات دیسک سبک علفهاي هرز را زیر خاك کرده و از بین می برند و سپس اقدام به کشت میکنند. بذرهاي کاشته شده از رطوبت موجود در خاك استفاده کرده و یکنواخت سبز می شوند. از آنجا که بلافاصله بعد از کشت آبیاري نمیشود خطر سله بستن و شستهشدن خاك و انتقال بذر بوجود نمیآید.
ماشین آلات یا کارندههاي موجود در داخل ایران اغلب وارداتی بوده و براي اقلیم کشور سازنده، مناسب میباشند. ماشین کشت ذرت بکار رفته براي کشت در مزارع کشورمان به صورت ردیف کار بوده که دستگاههایی وارداتی یا با تکنولوژي ساخت وارداتی میباشند. این دستگاه از دو مکانیزم بیلچه هاي جلو و کارنده تشکیل شده اند. بیلچههاي جلو وظیفه ایجاد جوي و پشتهها را بر عهده دارند و مکانیزم کارنده ماشین، در پشتههاي ایجاد شده فرو رفته و کار کاشت را انجام میدهد - منصوريراد، . - 1379 کشت با این نوع دستگاه مشکلاتی دارد که به شرح ذیل می باشد:
-1 عدم توانایی کاشت در عمق مناسب - بستر رطوبتدار زمین -
-2 گیر کردن مکانیزم کارنده در زمین هاي کشت دوم - در اثر بقایاي گیاهی موجود از کشت اول -
-3 نیاز مکرر به نظافت مکانیزم کارنده
-4 تنک شدن کشت - عدم کاشت دانه در فواصل معین - و کاهش میزان تولید
-5 بالارفتن زمان کاشت
-6 نیاز به دستگاهها و ادوات دیگر از جمله ادوات خاكورزي
-7 بالارفتن مصرف سوخت
-8 افزایش استهلاك ماشین آلات
-9 نیاز به سله شکنی بعد از آبیاري
-10 نیاز به تعمیر و یا تعویض مکانیزم کارنده به علت سائیدگی
-11 هزینه کاشت و زمان کاشت بالا
بقایاي گیاهی گندم به دلیل دارا بودن حجم زیاد و خشبی بودن، در تهیه زمین و کاشت محصول بعدي ممکن است ایجاد مشکل کنند و به همین دلیل بایستی به طریقی خرد و با خاك مخلوط شوند و مدت زمان کافی و شرایط مناسب براي تجزیه آنها فراهم گردد - . - Jalali et al.,2011 سوزاندن مداوم بقایاي محصول قبلی به ویژه در شرایط تناوب دو محصولی، کمبود مواد آلی خاك و کاهش حاصلخیزي خاکهاي زراعی را در پی دارد - . - Fawcett and Towery, 2002
نقش بقایاي گیاهی را میتوان به دلیل تأمین عناصر غذایی آزاد شده براي گیاه، فراهم نمودن کربن تازه براي تولید بیوماس میکروبی، کاهش تلفات آب خاك، تعدیل دماي خاك، کاهش اسیدیته خاك و قابل جذب نمودن برخی عناصر براي گیاه، افزایش ذخیره رطوبتی خاك، بهبود خواص فیزیکی و شیمیایی خاك و تأمین منبع انرژي براي فعالیت میکروارگانیزمها و در نهایت افزایش حاصلخیزي خاك با اهمیت دانست - . - Jamshidian et, 1999 با توجه به مطالب فوق تحقیق در خصوص کارندههاي ذرت و بومی سازي آنها در جهت رفع مشکلات فوق از اهمیت فوق العادهاي برخوردار است. در این تحقیق، کارندهاي که بتواند در شرایط وجود بقایاي گیاهی عملیات کاشت ذرت را به خوبی انجام دهد طراحی شد و پس از ساخت مورد ارزیابی قرار گرفت.
مواد و روشها مراحل طراحی و ساخت دستگاه
قطعه اصلی طراحی شده در ماشین ذرتکار شبیه به یک جوي ساز است. این قطعه باید طوري طراحی شود که بقایاي گیاهی در جلوي آن جمع نشود. شکل کلی این قطعه با توجه به مشاهده دستگاههاي موجود و راهنمائیهاي اساتید محترم و تصور ذهنی و توانایی ساخت و امکانات موجود در نظر گرفته شده است. در طراحی این دستگاه چندین فاکتور مهم نیز در نظر گرفته شده است که عبارتند از:
-1 سبکی دستگاه تا حد امکان
-2 کاهش هزینهها با در نظر گرفتن کارکرد خوب دستگاه
-3 با صرفه بودن استفاده از دستگاه براي کشاورز با توجه به هزینههاي اولیه
-4 استفاده از قطعات استاندارد تا حد امکان و...
براي طراحی دستگاه از نرم افزار سالیدورکس استفاده گردید. بعد از طراحی ساخت انجام شد. تیغهها از فولاد آلیاژي ضد سایش که فرایند آبکاري را گذرانده است، ساخته شد. این تیغهها به وسیله پایه به شاسی با دو پیچ متصل میگردد. یکی از پیچها به قطر 8 میلیمتر و جنس آن هم از آهن معمولی است و براي ایمنی دستگاه، استفاده میشود. بدین صورت که در مواقع بیش باري این پیچ بریده شده و مانع شکسته شدن تیغه و پایه میگردد . با توجه به اینکه تیغهها در زمینهاي مرطوب کار میکند - نم کاري - و احتمال چسبندگی خاك به تیغه زیاد میگردد یک لایه از تیغه آبکاري و سخت میگردد.
