بخشی از مقاله
چکیده :
در سالهای اخیر افزایش نگرانی درباره مصرف کودهای شیمیایی در بخش کشاورزی و آلودگیهای زیست محیطی ، محققین و دانشمندان بخش کشاورزی را بر آن داشته تا درباره بهبود مدیریت مصرف کود راه کارهایی را پیشنهاد کنند
یکی از مضرات افزایش روند استفاده از کود های شیمیایی در کشاورزی انتقال مواد شیمیایی به مواد غذایی از طریق خاک و ایجاد سرطانهای کبدی و یا تنفسی می باشد. امروزه در بیشتر کشورها کود دهی مزارع کشاورزی بدون توجه به تغییرات حاصلخیزی خاک و نیاز گیاه به کودصورت می گیرد و برای تمامی قسمت های مزرعه به طور یکنواخت انجام و باعث افزایش مصرف کود و آلودگی محیط زیست می شود.
در کشورهای پیشرفته توسعه کشا ورزی دقیق و استفاده از تکنولوژی دبی متغیر - VRT - به سرعت در حال پیشرفت است . از جمله عناصر غذایی مهم برای رشد گیاه ازت می باشد ،با توجه به کمبود ازت در بیشتر خاک های کشاورزی،مصرف کود ازت در بخش کشاورزی بیش از سایر کود های شیمیایی می باشد.
از طرفی مصرف بیش از اندازه آن اثرات منفی در کیفیت آب و اکوسیستم موج ودات زنده دارد.دراین تحقیق به نحوه طراحی وساخت وارزیابی سیستم کودپاش با دبی متغیر برای کود پاشی مزارع پرداخته ایم و برای تغییر دبی در سیستم از دو نوع شیر برقی استفاده کردیم که توسط یک سیستم پردازشگر هوشمند کود را بسته به نیاز خاک پخش می کنند . عملکرد سیستم را دردما ورطوبت مختلف ارزیابی کردیم .ودرنهایت نتیجه گرفتیم که استفاده از شیر بازکن متشکل از استپر موتور و شیر فلکه ای آب در عمل سرعت عملکرد بالاتری از شیر قطع کن های آنالوگ گازی دارند و همچنین رطوبت و دمای محیط بر علمکرد سیستم تاثیر چندانی نداشته و کود پاشی توسط سیستم دبی متغیر 15 دلار به ازای هر هکتار صرفه اقتصادی دارد و از لحاظ زمانی بسیار مفیدتر از روش های سنتی می باشد وبا کوددهی دقیق در سطح مزرعه می توان به محصول فراوان با کمترین هزینه و نیز کمترین اثرات مخرب زیست محیطی دست یافت.
مقدمه :
مسائل اقتصادی و زیست محیطی در کنار مسائل فنی، تولیدکنندگان محصولات کشاورزی را وادار کرده است روش های جدید را در مدیریت تولید محصولات کشاورزی بکار گیرند با توجه به افزایش تولید محصولات کشاورزی با عرضه منابع معدنی و بعضا آلی خاک مورد استفاده برای گیاه همراه است ، لذاعملیات کود پاشی در مرحله داشت محصولات کشاورزی از اهمیت زیادی برخوردار است.بنابراین کود پاشی مدرن و دقیق فواید زیادی را به دنبال خواهد داشت .از جمله بالا بردن کیفیت محصول ، بالا بردن عملکرد محصول و بالا بردن سود اقتصادی برای کشاورز .یکی از مضرات افزایش روند استفاده از سموم دفع آفات و حذف علف هرز در کشاورزی انتقال سموم به مواد غذایی از طریق خاک و ایجاد سرطانهای کبدی و یا تنفسی می باشد.
امروزه در بیشتر کشورها کود دهی و سم پاشی مزارع کشاورزی بدون توجه به تغییرات حاصلخیزی خاک و نیاز گیاه به سم صورت گرفته و برای تمامی قسمت های مزرعه به صورت یکنواخت انجام میشود . پخش غیر اصولی کودهای شیمیایی در سطح مزرعه اثرات مخرب دارد و نگرانی های اجتماعی و زیست محیطی و اقتصادی را افزایش می دهد. بسیاری از کودهای شیمیایی بدون آنکه جذب گیاه شوند وارد آب های سطحی و زیرزمینی می گردند و سبب مسمومیت و آلودگی محیط زیست می شوند
فلسفه کشاورزی دقیق این است که نهاده های کشاورزی نظیر سم و کود و غیره متناسب با نیاز هر بخش از کشتزار به کار برده شود . در این نوع کشاورزی امکان محاسبه و برآورد اختلافات بین کوچک ترین سطوح ممکن عملی شده و سپس ورودی های مختلف به تناسب اختلافات اعمال می شود. فن آوری نرخ متغیر - VRT - یک راهکار مدیریتی برای پرداختن به تغییر پذیری مکانی درون کشتزار م یباشد. به بیان دیگر VRT عبارت است از تخصیص بهینه نهاده های تولید.
در روش متداول استفاده از کودها ، مزرعه و محصول آن یکنواخت در نظر گرفته می شود و برای استفاده از کودها برای حاصلخیزی خاک با توجه به متوسط نیاز مزرعه و با یک درصد اضافی به عنوان ضریب اطمینان، آهنگ کودپاشی - مقدار کود در هکتار - تعیین می گردد و بطور یکنواخت در مزرعه توزیع می شود با این روش می توان به کمترین هزینه و نیز کمترین اثرات مخرب زیست محیطی دست یافت . نیترات هایی که از درون
خاک شسته می شوند عمدتا به آب های زیرزمینی منتهی می گردد . همان منابعی که آب آشامیدنی متجاوز از %80 شهروندان را تامین می کند.
سطوح بالای نیتروژن در دریاچه ها ، حیات بسیاری از آبزیان را به خطر می اندازد . محدود کردن کوددهی به نقاطی از مزرعه که دارای کمبود مواد آلی هستند می تواند به طور قابل ملاحظه ای باعث صرفه جویی در میزان مصرف کود شود . . این روش رهیافتی در جهت بهینه کردن مقدار مصرف کودشیمیایی و نتیجه آن کاهش هزینه کشاورز و اضافه بر آن موجب افزایش محصول در واحد سطح، حفظ ساختمان خاک و افزایش حاصلخیزی آن میباشد.
آقای Welsh و همکاران - 2002 - از روش اعمال نیتروژن به میزان متغ یر در مزرعه جو زمستانه وگندم استفاده کردند که میزان عملکرد بترتیب 0/36 و 0 /46تن در هکتار نسبت به اعمال یکنواخت کود بیشتر شد آقای هونگ و همکاران - 2011 - تغییرات مکانی فاکتورهای حاصلخیزی خاک - K.P.N - وعملکرد دانه گندم رابا استفاده از تصاویر ماهواره های دیجیتالی در بلوکهای 5×5 جهت استفاده در ماشینهای نرخ متغیر تهیه کردند . این نقشه ها نشان می دهد که در روش سراسر پاشی اوره ،برای تولید ماکزیمم عملکرد ،تنها 13 درصد سطح مزرعه مقدارکود مناسب دریافت میکند و بقیه مزرعه ازت کمتر یا بیشتر از نیاز دریافت میکند.
درحالی که در روش VRT حداقل52 کیلوگرم در هکتار در مصرف اوره صرفه جویی کردند. Paz و همکاران - 2008 - نشان دادند که سطح نیتروژن می تواند کاهش داده شود در حالی که تولید محصول بیشتری نسبت به اعمال یکنواخت داشته باشیم .آن ها در ایالت آیوا از این روش در مزرعه ذرت استفاده کردند که میانگین نرخ اعمال کود نسبت به روش اعمال کود یکنواخت 11kg/ha کاهش داشت و عملکرد محصول 97 kg/haافزایش داشت و 15/66 دلار در هر هکتار نیز افزایش سود نسبت به روش اعمال کود یکنواخت به دنبال داشته است
آقای Ulson و همکاران - 2011 - یک سیستم هوشمند اعمال کود با دو شبکه عصبی ساختند که خروجی شبکه عصبی اول نرخ اعمال را متناسب با نقشه های ماهواره ای و خروجی شبکه عصبی دوم نرخ جریان را تخمین زند. نرخ جریان کود از طریق یک سوپاپ کره ای با عملگر الکتریکی کنترل می شد . سوپاپ کره ای با موتور الکتریکی برای باز شدن کامل - از 10 درجه تا 90 درجه - به زمان 0/4 تا 1 ثانیه نیازمند است که این مورد در کاهش بار سیستم هیدرولیکی مؤثر بود همچنین بعد مهم این پژهش پاسخ سریع سیستم می باشد
آقای راگر وهمکاران - 2011 - سیستم دبی متغیر را در مزارع استرالیا بکار گرفتند و نتیجه گرفتند که 15 دلار در هر هکتار از لحاظ اقتصادی صرفه جویی شد. آقای هونگ و همکاران - 2011 - از سنسور التراسونیک در سیستم دبی متغیر بکار بردند تا بتوانند طول و ارتفاع درختان را اندازه بگیرند. در واقع هدف از تحقیق پاشیدن کود و سم بصورت دقیق بر روی درخت بود، نه فضاهای اطراف آن و بدین ترتیب نتیجه گرفتند که سنسور در فضای باز عملکرد پایینی دارد چون با کاهش دما خطای سیستم بالا می رود ولی عوامل دیگر از جمله گرد و غبار هوا تاثیری بر سیست م ندارد . آقای زمان و همکاران - 2011 - از سیستم دبی متغیر برای زغالخته استفاده کردند و طی آزمایشات مختلفی که در زمان های مختلف روی گیاه انجام گردید رشد بهتر گیاه در مقایسه با روش سنتی وکاهش مصرف کود در پروسه کودپاشی را نتیجه گرفتند
