بخشی از مقاله
چکیده
یکی از راههای کاهش اثرات زیست محیطی استفاده بی رویه از مواد شیمیایی، استفاده از کشاورزی دقیق می باشد. از جمله فناوری های مورد استفاده در کشاورزی دقیق، فناوری اعمال متغیر نهاده ها از قبیل کودهای شیمیایی است . در این روش مدیریتی با توجه به نیاز هر قسمت از مزرعه عملیات زراعی صورت می پذیرد. کاهش هزینه و افزایش عملکرد از جمله مزایای دیگر روش مدیریتی مذکور می باشند .
برای پذیرش و گسترش کشاورزی دقیق ن یاز به توسعه فناوری مورد نیاز از قبیل فناوری اعمال نرخ متغیر می باشد . از آنجایی که اکثر کودکارهای موجود در کشور دارای موزع نوع مینی ماکس می باشند، از این رو در سال 1390 و در مرکز آموزش عالی امام خمینی - ره - با ایجاد تغییراتی روی موزع نوع مذکور، موزع قابل استفاده در کودکار نرخ متغیر ساخته شد . با نصب کردن یک عدد الکتروموتور به جای چرخ زمین گرد، کارکرد موزع در کارگاه شبیه سازی شد. در سه سطح سرعت پیشروی، هفت مقدار باز بودن دریچه موزع و سه حجم کود داخل مخزن و با سه بار تکرار، خروجی موزع اندازه گیری شد.
با استفاده از نرم افزار SPSS اطلاعات بدست آمده در قالب طرح فاکتوریل مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج اثرات سرعت پیشروی، مقدار باز بودن دریچه و تاثیر متقابل آنها را روی خروجی موزع در سطح یک درصد معنی دار نشان دادند . سپس رابطه رگرسیونی بین عوامل مذکور و خروجی کود تعیین گ ردید . سپس دقت رابطه مذکور مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که دقت موزع برای مقادیر باز بودن دریچه کمتر از 10 درصد کمترین مقدار می باشد.
مقدمه
یکی از راه های کاهش اثرات زیست محیطی استفا ده بی رویه از مواد شیمیایی، استفاده از کودهای شیمیایی است. از جمله فناوری های مورد استفاده در کشاورزی دقیق، فناوری اعمال متغیر نهاده ها از قبیل می باشد. در این روش مدیریتی با توجه به نیاز هر قسمت از مزرعه عملیات زراعی صورت می پذیرد. کاهش هزینه و افزایش عملکرد از جمله مزایای دیگر روش مدیریتی مذکور می باشند
از مزایای سیستم کاربرد مقدارمتغیر، می توان کاهش مصرف نهاده ها، کاهش مصرف انرژی، افزایش عملکرد محصول و افزایش بهره وری را نام برد . Welsh و همکاران - 2002 - از روش کاربرد نیتروژن به میزان متغیر در مزرعه جو زمستانه و گندم استفاده کرده و مشاهده نمودند که میزان عملکرد به ترتیب 0/36 و 0/46 تن در هکتار نسبت به کاربرد یکنواخت کود بیشتر شد . [Welsh, et al. 2002] قزوینی و همکاران - 1386 - تغییرات مکانی فاکتورهای حاصلخیزی خاک - K.P.N - و عملکرد دانه گندم را با استفاده از واریوگرام، GPS و GIS بررسی و نقشه های دیجیتالی را در بلوکهای 5*5 جهت استفاده در ماشینهای مقدارمتغیر تهیه کردند .
این نقشه ها نشان می دهند که در روش یکنواخت پاشی اوره، برای تولید ماکزیمم، تنها %13 از سطح مزرعه، کود مناسب دریافت می کند و بقیه مز رعه نیتروژن کمتر یا بیشتر از نیاز دریافت می کند . این در حالی است که با استفاده از روش VRT در همان مزرعه، حداقل مقدار 52 کیلوگرم در هکتار در مصرف کود اوره صرفه جویی می شود . همچنین در روش سراسر پاشی فسفر و پتاس به ترتیب فقط %25 و %11 از سطح مزرعه کود کافی در یافت می کند
Paz و همکاران - 1999 - نشان دادند که با استفاده از روش VRT می توان سطح نیتروژن را کاهش داده و در عین حال تولید محصول بیشتری نسبت به کاربرد یکنواخت، بدست آورد . این محققان در ایالت آیوا که از این روش در مزرعه ذرت استفاده کردند، میانگین مقدارکاربرد کود، نسبت به روش کاربرد یکنواخت کود 11 کیلوگرم در هکتار کاهش داشت و عملکرد محصول 97 کیلوگرم در هکتار افزایش داشت و 15/66 دلار در هکتار نیز سود نشان می داد . در این تحقیق با استفاده از مدل رشد ذرت تغییر عملکرد ذرت را توصیف کرده و کاربرد متغیر نیتروژن برای یک مزرعه در آیوا را ارزیابی کردند . پس از جمع آوری اطلاعات 210 مقدار مختلف در نیتروژن 50 - تا 280 کیلوگرم در هکتار - انجام گرفت
برای اجرای مدیریت موضعی محصولات زراعی نیاز به وجود فناوری اعمال نرخ متغیر نهاده ها می باشد. کودهای شیمیایی در مزارع ممکن است به صورت گاز، مایع یا جامد باشند . تحقیقات متعددی در مورد تهیه فناوری و ماشینهای مناسب مورد استفاده برای کاربرد هر کدام از انواع کودهای مذکور انجام شده است . اکثر کودهای مصرفی بصورت جامد و گرانول می باشند . بیشتر تحقیقات صورت گرفته بر روی ماشین های کودپاش می باشد . کودکارها به دلیل قرار دادن کود زیر خاک و نزدیک ریشه گیاه باعث افزایش راندمان کودکاری می شوند و می توان اذعان داشت که دقیق تر از ماشین های دیگر می باشند.
از آنجایی که قسمت موزع کو دکار مهمترین قسمت برای کنترل مقدار خروجی کود می باشد، تهیه کردن موزعی که بتوان با استفاده از آن کودکار را به نوع نرخ متغیر تبدیل نمود از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد . لغوی و فروزان مهر در سال 2010 با استفاده از موزع هلیسی کود گرانوله که جعفری در سال 1991 طراحی کرده بود ، دستگاه کودکار نرخ متغیر نقشه مبنایی را ساخته و ارزیابی نمودند . محور این موزع توسط یک موتور پله ای گردش می نمود که با تغییر سرعت گردش آن متناسب با سرعت پیشروی و با توجه به مقدار مورد نیاز خروجی کود، تنظیم می شد
به دلیل اینکه اکثر کودکارهای موجود در کشور دارای موزع نوع مینی ماکس می باشند، تحقیق حاضر بر روی موزع نوع مینی ماکس صورت گرفت تا بتوان با ایجاد تغییراتی روی آن بتوان آن را به نوع قابل استفاده بر روی کودکارهای نرخ متغیر نمود.
مواد و روشها
اجزای موزع
با تغییراتی بر روی موزع نوع مینی ماکس مورد استفاده در کودریزها و کودکارهای ساخت شرکت تراشکده، موزع مذکور ساخته شد . موزع اولیه دارای یک استوانه دوار شیاردار می باشد که درون یک محفظه بوسیله چرخ زمین گرد دستگاه به گردش در می آید . محل نصب موزع زیر مخزن کود می باشد. مقدار کود عبوری مخزن بوسیله مقدار باز بودن دریچه ورودی موزع تغییر می کند - شکل . - 1 با چرخاندن محوره متصل به دریچه موزع که روی محور ثابت آن قرار دارد، موقعیت دریچه تغییر می نماید . در موزع تغییر شکل داده شده، قسمت دریچه بالایی موزع برداشته شده و دریچه دیگری که دارای بلبرینگی برای نگهداری محور متحرک می باشد نصب گردید . در نوع تغییر شکل یافته به جای متحرک بودن مهره و ثابت بودن محور، مهره ثابت شده و محور توسط یک عدد الکتروموتور 12 ولت قابل گردش به دو جهت - ساعت گرد و پاد ساعت گرد - می باشد - شکل . - 1 موزع مذکور دارای قسمتهای حسگر وضعیت دریچه موزع، عملگر یا کارانداز و واحد کنترل میباشد.
شکل -1 سمت چپ: موزع اولیه- سمت راست: موزع ساخته شده قابل کنترل
حسگر وضعیت دریچه موزع
این حسگر از یک دستگاه پتانسیومتر با مشخصات - مدل KTC 100، کورس 100 میلیمتر، دقت 0/07 درصد و مقاومت 3/4 کیلو اهم ساخت شرکت Hidromatt کشور هنک کنگ - تشکیل شده است. این حسگر به زیر مخزن نصب شده و انتهای محور آن به مهره حامل دریچه متصل شد . به وسیله ولتاژ خروجی از این حسگر، موقعیت دریچه توسط سیستم، قابل تشخیص می باشد.
عملگر
این عملگر شامل یک دستگاه الکتروموتور 12 DC ولت با مشخصات 12 - ولت DC مدل 705 ساخت شرکت - JIDECO می باشد که توانایی گردش به هر دو جهت - ساعت گرد و پاد ساعت گرد - را داشته و با استفاده از 4 عدد گیربکس و یک عدد محور، به محور موزع های دستگاه کودکار متصل گ ردید - شکل. - 3 با دوران کردن این الکتروموتور به سمت راست و چپ دریچه های هر چهار موزع باز وبسته می شوند.
واحد کنترل
این واحد از یک عدد برد الکترونیکی تشکیل شده است که اطلاعات را از حسگرها گرفته و طبق نقشه توصیه کودی، مقدار مورد نیاز کود را تعیین کرده و بر اساس آن دستور لازم را به عملگر ارسال می نماید .
آزمون های کارگاهی
شبیه سازی کارکرد دستگاه
پس از نصب سیستم کنترل روی دستگاه کودکار، لازم بود تا تاثیر عوامل سرعت پیشروی، حجم کود داخل مخزن و مقدار باز بودن دریچه موزع، روی مقدار کود خروجی بررسی گردد . از آنجایی که اندازه گیری مقدار کود خروجی دستگاه در مزرعه کاری مشکل می باشد، کارکرد دستگاه داخل کارگاه شبیه سازی گردید
