بخشی از مقاله
چکیده
امروزه استفاده از روش کنترل شیمیایی علفهايهرز در مزارع شالیزاري کشور رو به افزایش است. این امر عواقب ناگواري همچون آلودگی محیط زیست، آلودگی آبهاي سطحی و زیرزمینی را در پی خواهد داشت. استفاده از روشهاي کنترل مکانیکی بجاي روش شیمیایی، نقش بسیار مهمی را در جهت کاهش آلودگی محیط زیست ایفاء خواهد نمود.
براي این منظور، یک مدل آزمایشی وجینکن الکتریکی شارژي طراحی و ساخته شد. پس از ساخت دستگاه عملکرد آن در مزرعه بررسی شد. تیمارهاي آزمایشی شامل مقایسه تیغه همزن مخروطی شکل با تیغه پرهدار در سرعتهاي دورانی 100 تا rpm 500 بود که در قالب طرح آزمایشی بلوكهاي کامل تصادفی در زمینی به مساحت 3000 مترمربع در شهرستان بابل در سال زراعی 1391 اجرا شد.
تعداد علفهاي هرز قبل و بعد از انجام آزمایش شمارش شد. نتایج نشان داد که بهترین بازده وجینکاري براي تیمارهاي تیغه همزن مخروطی شکل با سرعت دورانی rpm 300 و تیغه پرهدار با سرعت دورانیrpm 250 بترتیب به میزان 74/25 و 70/72 درصد میباشد. همچنین ظرفیت مزرعهاي براي تیغههاي همزن مخروطی شکل و پرهدار با افزایش سرعت دورانی تیغه از 100 تا rpm 500 بترتیب 0/7 - 0/4 و 0/8 - 0/4 هکتار در روز متغیر است.
مقدمه
برنج یکی از مهمترین گیاهانیرهت غلات بوده و در کنار گندم و ذرت یکی از سه گیاهانی است که بشر عمدتاً با آن امرار معاش میکند - قیصري،. - 1386 برنج با 153 میلیون هکتار سطح زیر کشت جهانی و تولید نزدیک به 672 میلیون تن شلتوك به عنوان یکی از مهمترین محصولات زراعی در جهان و ایران میباشد. در ایران نیز با سطح زیر کشت معادل 600 هزار هکتار، حدود 2 میلیون تن شلتوك تولید میشود .
FAO, 2010 - بدون هیچ تردیدي افزایش روز افزون جمعیت در سراسر دنیا، افزایش سریع و چشمگیري را در تقاضاي تولیدات کشاورزي به دنبال دارد. انسان همگام با افزایش جمعیت تمام تلاش خود را براي کسب بیشتر فرآوردههاي کشاورزي معطوف داشته است. روشن است که افزایش سطح زیر کشت داراي محدودیت بوده لذا بالا بردن عملکرد در واحد سطح به کمک استفاده مناسب از نهادههاي کشاورزي و مبارزه مؤثر با علفهاي هرز و بالا بردن سطح مکانیزاسیون میسر است.
علفهاي هرز به دلیل رقابت با گیاهان زراعی براي عوامل محیطی و نهادهها، موجب کاهش کیفیت و کمیت محصول و ایجاد پناهگاهی مناسب براي حشرات و عوامل بیماريزا میشوند که میتوانند مشکل ساز باشند. کنترل علفهاي هرز به روش دستی و شیمیایی از روشهاي متداول براي وجین برنج در کشور به شمار میآیند. در روش کنترل دستی براي دو مرحله وجین در هر هکتار از مزارع شالیزاري به 15 تا 20 نفر- روز نیروي کارگري نیاز است. که این امر سبب افزایش بی رویه هزینه تولید میگردد.
در روش کنترل شیمیایی به خاطر آلودگی شدید محیط زیست، آبهاي سطحی و مهمتر از همه آلودگی محصول به دست آمده و عواقب ناگوار استفاده از آن، سبب گردیده است که محققان به فکر بهرهگیري از روشهاي دیگري باشند. از جمله روشهاي نوین کنترل برخی آفات و علفهاي هرز میتوان به تغییر روشهاي زراعی مانند شیوههاي خاك ورزي نوین، روشهاي بیولوژیکی مانند استفاده از اردك و روشهاي مبارزه مکانیکی اشاره نمود.
در بین روشهاي نوین کنترل علفهاي هرز، روش کنترل مکانیکی به خاطر امتیازات ویژه آن مناسب ترین روش کنترل محسوب میگردد. از جمله مزایاي این روش میتوان به کاهش هزینه تولید، کاهش مشقت کار و کاهش مصرف سموم شیمیایی اشاره نمود. در راستاي توسعه روشهاي مکانیکی کنترل علفهاي هرز در مزارع کوچک به ویژه در مزارع تولید محصول سالم، اقدام به طراحی و ساخت دستگاه وجین کن الکتریکی از نوع شارژي گردیده است.
مواد و روشها
طراحی اجزاي ماشین موتور: پارامترهاي مؤثر در انتخاب نیرو محرکه براي این دستگاه عبارتند از: سبک بودن، گشتاور و آمپر ساعت مناسب براي انجام عمل وجینکاري و برش خاك، قابلیت تغییر سرعت دورانی - به منظور تعیین سرعت دورانی مطلوب - ، ایمنی کار با موتور - اجزاي متحرك موتور به دست یا بدن اپراتور تماسی نداشته باشد - .
عامل وجینکن - تیغه - : دو نوع تیغه از نوع پرهدار - پروانهاي - و همزن مخروطی شکل با قطر خارجی 12 سانتیمتر مورد استفاده قرار گرفت. تیغه در اثر حرکت چرخشی سبب بهم زدن گل و وارد نمودن صدمات شدید به علفهاي هرز میگردد. همچنین باعث اختلاط گل با علف هرز شده که این امر موجب مدفون شدن علف هرز در گل میشود.
سپر محافظ - روپوش تیغه - : به منظور جلوگیري از صدمه دیدن قسمت ساقه و شاخ و برگ گیاه توسط روتور، پراکنده شدن گل و آب به اطراف و پاشیده شدن بر روي ساقه و برگ گیاه و مهمتر از همه به منظور محافظت از پاي اپراتور در مقابل صدمات احتمالی در اثر برخورد با روتور، تیغه توسط یک استوانه پلاستیکی احاطه شد.
نتایج و بحث
تعیین توان مورد نیاز نیرو محرکه و انتخاب موتور: به منظور تعیین میزان توان تولیدي موتورالکتریکی مورد نیاز براي این ماشین و همچنین جهت محاسبه قطر محور مورد نیاز براي انتقال قدرت تولیدي توسط موتور به عامل وجین کن لازم است که مقدار گشتاور مورد نیاز براي برش خاك مزارع شالیزاري به ازاي واحد سطح در زمان وجین محاسبه گردد.
به همین منظور، از یک دستگاه برش پره دستی که توسط آقاگل زاده در مرکز ترویج و توسعه تکنولوژي هراز - کاپیک - طراحی و ساخته شده، استفاده گردیده است. براي بدست آوردن توان موتور، نیاز است شرایط بحرانی عملکرد در نظر گرفته شود تا بیشترین توان مورد نیاز انتخاب شود. چون سطح جبهی تیغه پرهدار بیشتر از تیغه همزن مخروطی شکل با خاك در تماس است، محاسبه شد.
میانگین گشتاور برشی مورد نیاز براي واحد سطح خاك در زمان وجین برابر 0/0627 و با سطح جبهی تیغه پرهدار، که حدود 48 سانتیمتر مربع است، گشتاور مورد نیاز براي برش خاك در شرایط استاتیکی برابر 3 نیوتن- متر بدست آمده است که در محاسبات لحاظ میشود. در معادلات بالا، f فرکانس موتور - هرتز - ، P توان مورد نیاز - اسب بخار - و T گشتاور برشی - نیوتن متر - میباشد.
با توجه به پارامترهایی از قبیل سبک بودن وزن موتور، گشتاور و توان مورد نیازي که بدست آمد و قابلیت تغییر سرعت دورانی آن، از یک دریل شارژي استفاده شد . این دریل با نام تجاري ASAKI در بازار موجود است که دور آن از صفر تا 1200 دور بر دقیقه متغیر است. همچنین این دریل داراي باتري قابل شارژ Ni-cd است که اختلاف پتانسیل آن 18 ولت با ظرفیتی برابر 1/5 آمپر ساعت میباشد.
