علوم آب و خاک

---

تأثیر سه محدوده از رطوبت خاک (10-8، 12-10 و 14-12 درصد) و سه عمق شخم (15، 20 و 25 سانتیمتر) بر مقاومت کششی، مقاومت ویژه و توان مالبندی مورد نیاز یک گاوآهن قلمی 7 شاخه، در یک خاک لوم رسی، با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی بررسی گردید. تأثیر عمق شخم بر هر سه پارامتر فوق معنی‌دار بود، به طوری که مقاومت کششی و توان مالبندی، هر دو با افزایش عمق شخم فزونی یافت، ولی مقاومت ویژه روندی نزولی را با عمق شخم نشان داد. رطوبت خاک در محدوده مورد مطالعه تأثیر معنی‌داری بر مقاومت کششی و مقاومت ویژه نداشت، هرچند که هر دو پارامتر در محدوده رطوبت 12-10 درصد به حداقل رسید. در این محدوده رطوبتی، توان مالبندی مورد نیاز گاوآهن نیز کاهش معنی‌داری نسبت به دو محدوده رطوبتی دیگر داشت که این پدیده را می‌توان ناشی از نزدیک شدن خاک مورد مطالعه به بهترین حالت تردی در این محدوده رطوبتی دانست. بررسی شاخص مقاومت نفوذ در خاک، قبل و بعد از عملیات شخم، حاکی از وجود سخت لایه‌ای در عمق 8 تا 20 سانتیمتری از سطح خاک بود که با انجام شخم برطرف شد، ولی لایه فشرده جدیدی در زیر عمق شخم، در اثر عبور تیغه‌های چیزل ایجاد گردید. مقایسه نتایج این تحقیق با یافته‌های سایر پژوهشگران نشان داد که مقادیر به دست آمده برای مقاومت کششی و مقاومت ویژه گاوآهن قلمی، در حد قابل قبولی به میانگین نتایج سایر پژوهشگران نزدیک می‌باشد. همچنین مقایسه آن با گاوآهن برگرداندار در شرایط مشابه، یافته‌های محققین قبلی را، مبنی بر این که مقاومت واحد گاوآهن قلمی در حدود نیمی از مقاومت واحد گاوآهن برگرداندار است مورد تأیید قرار داد.

---

در این تحقیق تأثیر سه محدوده از رطوبت خاک (12-10، 15-13 و 18-16 درصد بر مبنای وزن خشک) و سه عمق شخم (15، 20 و 25 سانتیمتر) بر مقاومت کششی، مقاومت ویژه و توان مالبندی مورد نیاز گاوآهن بشقابی سه خیش و همچنین بر میزان خرد شدن و برگردان شدن خاک، با استفاده از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی، در یک خاک لوم رسی مورد بررسی قرار گرفت. تأثیر رطوبت خاک در محدوده مورد مطالعه بر کلیه معیارهای عملکردی فوق‌الذکر به استثنای میزان برگردان شدن خاک بسیار معنی‌دار بود، به طوری که میانگینهای مقاومت کششی، مقاومت ویژه و توان مالبندی مورد نیاز در طیف رطوبتی 15-13 درصد به حداقل رسید. تأثیر عمق شخم تنها بر مقاومت کششی و توان مالبندی معنی‌دار بود، به طوری که میانگینهای این دو پارامتر با افزایش عمق شخم به طور قابل توجهی فزونی یافت ولی مقاومت ویژه تنها روندی نزولی را نشان داد. به منظور تعیین شاخصی کمی که بیان کننده میزان خرد شدن خاک توسط ادوات خاک‌ورزی باشد، یک دستگاه مجموعه الکهای دوار قابل اتصال و حمل توسط تراکتور طراحی و ساخته شد. با استفاده از این دستگاه اندازه‌گیری قطر متوسط وزنی (MWD) کلوخه‌های حاصل از اجرای عملیات شخم در داخل مزرعه مقدور گردید. نتایج نشان داد در حالی که عمق شخم تأثیری بر MWD نداشت، تأثیر رطوبت خاک بسیار معنی‌دار بود، به طوری که درشت‌ترین کلوخه‌ها به هنگام انجام شخم در رطوبت 12-10 درصد تشکیل گردید. روند کاهش اندازه کلوخه‌ها با افزایش رطوبت خاک تا بالاترین سطح رطوبت مورد مطالعه (18-16 درصد) ادامه یافت و در این رطوبت کلوخه‌هایی با میانگین   8/33 میلیمتر تشکیل گردید که نسبت به طیف رطوبتی 12-10 درصد در حدود 72 درصد کاهش داشت. تأثیر عمق شخم و رطوبت خاک بر میزان برگردان شدن خاک توسط گاوآهن بشقابی معنی‌دار نبود. میانگین کلی درصد برگردان خاک در سطوح مختلف عمق شخم و رطوبت خاک در حدود 54 درصد بود که با گزارشهای سایر محققین مطابقت داشت.

---

سالیانه مقدار زیادی گندم به عنوان اصلی‌ترین منبع غذایی و فراورده استراتژیک، در ایران در مراحل کاشت، داشت، برداشت، جابه‌جایی، نگهداری و نهایتاً در مرحله تغییر و تبدیل و مصرف از بین می‌رود. بنابراین، لازم است با به‌کارگیری دانش کشاورزی و به‌زراعی، بهبود مدیریت و برنامه‌ریزی کاشت و داشت محصول و نیز اصلاح و بهینه‌سازی ساختمان ادوات و ماشین‌ها، افت مزرعه‌ای این محصول اساسی را کاهش داد. پژوهش حاضر در زمینه طراحی، ساخت و ارزیابی یک جایگزین جدید برای چرخ فلک مکانیکی کمباین غلات می‌باشد که چرخ فلک بادی نامیده شده است، و وظیفه آن مانند جرخ فلک مکانیکی، هدایت خوشه گندم به سمت تیغه‌های برش می‌باشد. به منظور ارزیابی این طرح جدید، آزمون‌های آزمایشگاهی و مزرعه‌ای صورت گرفت. در آزمون آزمایشگاهی، سرعت باد خروجی از دهانه یک پنکه انتخابی تا فاصله چهل سانتی‌متری از آن، با فواصل ده سانتی‌متری و در سرتاسر عرض دهانه پنکه اندازه‌گیری شد. نتایج آزمون به صورت نمودار توزیع جریان باد ارایه گردید. بر پایه این نتایج تعداد 13 پنکه برای کمباین با عرض برش 14 فوت (3/4 متر) مناسب تشخیص داده شد. نتایج آزمون‌های مزرعه‌ای عملکرد دو نوع چرخ فلک بادی و مکانیکی نشان می‌دهد که تلفات چرخ فلک بادی هنگام برداشت به سبب برخورد نداشتن مستقیم با خوشه و اعمال کمترین ضربه به محصول، کمتر از نوع مکانیکی است. با افزایش سرعت پنکه، تلفات محصول به صورت خطی افزایش می‌یابد. آزمون مزرعه‌ای در سرعت‌های دورانی 2247، 2503، 2860، 3218 و 3932 دور در دقیقه و امتداد خروجی باد (از دهانه پنکه) 10، 20 و 30 درجه نسبت به افق انجام پذیرفت. با توجه به تحلیل آماری طرح بلوک کاملاً تصادفی توسط مقایسه توکی (پانزده تیمار و شش نمونه در هر تیمار)، در سطح 5% اختلاف معنی‌داری از نظر تلفات محصول در این زوایا، میان چرخ فلک بادی و مکانیکی وجود داشت. بر پایه نتایج به دست آمده، جهت وزش باد پنکه 20 درجه و سرعت دورانی آن در دامنه 2503 تا 2860 دور در دقیقه توصیه می‌شود.

---

بازده کششی دو نوع تراکتور میان قدرت متداول در ایران، یعنی تراکتورهای مسی فرگوسن 285 و یونیورسال 650 در عملیات شخم توسط گاوآهن برگردان‌دار ارزیابی و مقایسه گردید. آزمون مزرعه‌ای در ایستگاه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز به صورت فاکتوریل در چارچوب طرح بلوک‌های کامل تصادفی، در مزرعه‌ای با بافت خاک لوم‌رسی‌شنی و میانگین رطوبت 18 درصد در عمق صفر تا 30 سانتی‌متری انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل سه نوع یا وضعیت تراکتور (یونیورسال 650، مسی فرگوسن 285 بدون سنگین‌سازی چرخ‌ها و مسی فرگوسن 285 با سنگین کردن چرخ‌ها توسط آب نمک) و سه سطح عمق شخم سطحی (10 تا 15 سانتی‌متر)، متوسط (15 تا 20 سانتی‌متر) و عمیق (20 تا 25 سانتی‌متر) بود. سرعت اجرای شخم در کلیه تیمارها در حدود چهار کیلومتر در ساعت ثابت نگه داشته شد. پارامترهای مورد اندازه‌گیری و مقایسه شامل نیروی کشش مال‌بندی، مقاومت کششی، درصد لغزش چرخ‌های محرک و بازده کششی تراکتور بود. نتایج نشان داد که عمده‌ترین اختلاف بین سه نوع یا وضعیت تراکتورها مربوط به لغزش چرخ‌های محرک است، به طوری که میانگین درصد لغزش در سه سطح شخم در مورد تراکتور یونیورسال 650 کمترین (6/12%) و در تراکتور مسی فرگوسن 285 بدون سنگین‌سازی چرخ‌ها بیشترین (27%) بود، که با سنگین‌سازی چرخ‌های محرک به 7/17 درصد کاهش یافت. هم‌چنین، در حالی که افزایش درصد لغزش تراکتور یونیورسال 650 با افزایش عمق شخم شدید نبود (7/9% به 5/16%)، تراکتور مسی فرگوسن 285 سنگین‌سازی نشده شدیدترین تغییرات را نشان داد (11% به 48%). تجزیه و تحلیل آماری بازده کششی تیمارها نشان داد که تغییر معنی‌داری در بازده کششی تراکتور یونیورسال 650 با افزایش عمق شخم حاصل نگردید، و با میانگین بازده 8/73% دارای عملکرد مطلوبی بود، در حالی که بازده کششی تراکتور مسی فرگوسن 285 سنگین‌سازی نشده، که در شرایط شخم سطحی بیش از 75% بود، با افزایش عمق شخم به 46% کاهش یافت. سنگین‌سازی چرخ‌های محرک تراکتور مسی فرگوسن 285 روند نزولی بازده کششی را با افزایش عمق به طور چشم‌گیری بهبود بخشید، و حداقل آن را به حدود 63% ارتقا داد. به طور کلی، نتایج این پژوهش نشان داد که تراکتور مسی فرگوسن 285، چنانچه سنگین‌سازی نگردد، تنها در انجام عملیات خاک‌ورزی سطحی بازده مطلوب دارد، و برای شخم متوسط و عمیق باید از تراکتور یونیورسال 650 و یا مسی فرگوسن 285 سنگین شده استفاده نمود.

---

هدف از اجرای این تحقیق تعیین مناسب‌ترین دامنه و بسامد ارتعاش برای جداسازی دانه و یا خوشه پسته در دو رقم اوحدی و کله قوچی با در نظر گرفتن حداقل خسارت وارد بر شاخه بود. نتایج حاصل از تعیین برخی از خصوصیات فیزیکی و مکانیکی دانه و خوشه نشان داد که میانگین F/W (نسبت نیروی استاتیکی کششی مورد نیاز برای جدایش دانه پسته به وزن آن) و میانگین V/W (نسبت نیروی استاتیکی کششی مورد نیاز برای جدایش خوشه پسته به وزن آن) که به ترتیب شاخصی از سهولت جداسازی میوه و خوشه می‌باشند، برای رقم اوحدی به ترتیب برابر با 2/6 و 37 و برای کله قوچی برابر با 9 و 8/37 است. به منظور تعیین تأثیر دامنه و بسامد ارتعاش بر جداسازی دانه یا خوشه پسته در دو رقم اوحدی و کله قوچی یک آزمایش فاکتوریل 4×4 درقالب یک طرح کاملاً تصادفی باسه تکرار برروی هر رقم به اجرا گذاشته شد. سطوح بسامد و دامنه ارتعاش که در رقم اوحدی استفاده شد به ترتیب عبارت بودند از 5، 5/7، 10 و 5/12 هرتز و 20، 40، 60 و 80 میلی‌متر. دررقم کله قوجی چهار سطح بسامد ارتعاش 5/7، 10، 5/12 و 15 هرتز و چهارسطح دامنه 40، 60، 80 و 100 میلی‌متر مورد آزمون قرارگرفت. نتایج نشان داد که اثر بسامد و دامنه ارتعاش برجداسازی دانه و خوشه پسته در هر دو رقم مذکور معنی دار است. در رقم اوحدی اعمال ارتعاشی با بسامد 5/12 هرتز و دامنه 80 میلی‌متر، بیشترین درصد برداشت میوه (8/98%) را به همراه داشت ولی با توجه به لزوم محدود سازی افت محصول و خسارت وارد بر شاخه به 5% و کمینه نمودن توان مصرفی شاخه تکان، اعمال ارتعاشی با دامنه 60 میلی‌متر و بسامد 10 هرتز که 95% محصول را برداشت مینماید به عنوان مناسب‌ترین ترکیب دامنه و بسامد ارتعاش انتخاب گردید. هم‌چنین بسامد 5/12 هرتز و دامنه 80 میلی‌متر، بیشترین میزان خوشه برداشت شده(82%) را در برداشت ولی با ملحوظ نمودن درصد خسارت به شاخه و توان مصرفی، اعمال ارتعاشی با بسامد 5/12 هرتز و دامنه 60 میلی‌متر با 69% ریزش خوشه به عنوان مناسب ترین ترکیب شناخته شد. در رقم کله قوچی، اعمال ارتعاشی با دامنه 100 میلی‌متر و بسامد 15 هرتز منجر به ریزش 100% محصول گردید ولی با توجه به لزوم محدود نمودن خسارت وارد بر شاخه و توان مصرفی، ترکیب دامنه ارتعاش 60 میلی‌متر و بسامد 15 هرتز با 2/97% جداسازی میوه به عنوان مناسب ترین ترکیب انتخاب گردید. در مورد برداشت خوشه ای رقم کله قوچی ترکیبات ارتعاشی با بسامد 15 هرتز و دامنه‌های 60 و 40 میلی‌متر به ترتیب با درصد ریزش خوشه 75 و 69 درصد به عنوان مناسب ترین شناخته شدند. در نهایت می‌توان از این تحقیق چنین نتیجه گرفت که در صورت شناخت و رعایت ترکیب بسامد و دامنه ارتعاش مناسب با رقم مورد نظر‍، برداشت ارتعاشی می‌تواند با موفقیت در باغ‌های پسته ایران که به طور عموم به‌صورت ردیفی کشت شده و امکان حرکت تراکتور در بین ردیف‌ها وجود دارد به کار برده شود.

---

بازده کششی و مصرف سوخت دو تراکتور سنگین متداول در ایران، تراکتورهای مسی فرگوسن 399 و جان دیر 4230 در عملیات شخم با گاوآهن برگرداندار ارزیابی و مقایسه گردید. آزمایش در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز در مزرعه ای با بافت خاک رسی شنی و میانگین رطوبت 18 درصد وزنی بر مبنای وزن خشک اجرا گردید. برای انجام این تحقیق از یک آزمایش فاکتوریل3×4 در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار استفاده گردید. تیمارها شامل دو نوع تراکتور مسی فرگوسن 399 و تراکتورجان دیر 4230، هر یک در دو وضعیت از لحاظ بار محوری(بار محوری استاندارد و سنگین شده با وزنه آبی) و درسه عمق شخم، سطحی (20-15 سانتی‌متری)، متوسط( 25-20 سانتی‌متری) و عمیق (30-25 سانتی‌متری) با گاوآهن برگردان دار چهار خیش بود. در کلیه تیمارها دور موتور در محدوده دور مشخصه (2000 و 2200 دور در دقیقه به ترتیب برای فرگوسن 399 و جاندیر 4230) و سرعت پیشروی در محدوده5/0± 5/4 کیلو متر در ساعت ثابت نگه داشته شد. پارامترهای مورد ارزیابی شامل نیروی کشش مالبندی، نیروی مقاومت غلتشی چرخ‌های تراکتور، درصد لغزش چرخ‌های محرک تراکتور، بازده کششی و میزان مصرف سوخت تراکتور‌ها بود. نتایج به‌دست آمده از این تحقیق، نشان داد که با سنگین کردن چرخ‌های محرک تراکتور مسی فرگوسن 399 می‌توان بازده کششی آنرا در اجرای شخم عمیق از 5/36% به 53% افزایش داد ولی قابلیت رقابت با تراکتور جان دیر 4230 با بازدهی کششی 64% در همان عمق شخم را ندارد. اما وضعیت سنگین شده این تراکتور در اجرای شخم سطحی و نیمه عمیق با در نظر گرفتن میزان مصرف سوخت کمتر، درحد رقابت با جان دیر 4230 می‌باشد. استفاده از تراکتور جان‌دیر ٤٢٣٠ سنگین شده برای اجرای شخم با گاو آهن برگردان دار در اجرای شخم سطحی به دلیل مصرف سوخت بیشتر صرفه اقتصادی ندارد و به‌دلیل داشتن درصد لغزش پایین تر از حد بهینه، موجب فشردگی خاک زراعی می‌گردد. در حالت کلی تراکتور فرگوسن 399 برای بار‌های کششی سبک و جان دیر 4230 برای بارهای کششی سنگین پیشنهاد می‌گردد. در صورت عدم استفاده در شرایط فوق، تراکتور فرگوسن 399 با کاهش شدید بازده کششی و افزایش شدید در میزان مصرف سوخت مواجه خواهد بود و تراکتور جان‌دیر ٤٢٣٠ موجب فشردگی خاک زراعی می‌گردد.

---

در روش‌های مرسوم سمپاشی و کودپاشی، معمولاً مقدار زیادی از سموم و کودهای شیمیایی، داخل جویچه‌ها پاشیده می‌شود که توسط آب آبیاری شسته شده و باعث آلودگی آب‌های زیرزمینی، محیط زیست گیاهان، حیوانات و در نهایت انسان شده و از ارزش غذایی و صادراتی محصولات کشاورزی نیز می‌کاهد. حال اگر بتوان کود و سموم را فقط در قسمت‌های مورد نیاز زمین پاشیده و از پاشش در قسمت‌های غیر ضروری جلوگیری کرد، علاوه بر کاهش مشکلات مذکور، می‌توان با هزینه کمتری عملیات سمپاشی و کودپاشی را انجام داده و با کاهش میزان مصرف آنها، بازده مصرف کود و سم را افزایش داد. در راستای دستیابی به این هدف دستگاه مرکبی که قادر است در مرحله داشت، عملیات کنترل علف‌های هرز (مکانیکی + شیمیایی) را به‌طور هم‌زمان و مناسب انجام دهد مورد ارزیابی قرار گرفت. این دستگاه قادر است سه عمل سمپاشی نواری (قارچ‌کش، حشره‌کش و علف‌کش)، کودکاری نواری (ماکرو و میکرو) و عملیات مکانیکی داشت (مبارزه با علف‌های هرز داخل جویچه‌ها، ترمیم جویچه‌ها و خاک‌دهی پای بوته‌ها با استفاده از کولتیواتور) را هم‌زمان و به‌طور مناسب انجام دهد. نتایج نشان داد که با جایگزینی سمپاشی نواری به‌جای سمپاشی کامل توسط این دستگاه می‌توان مصرف علف‌کش تا میزان 66% کاهش داد.