فهرست مطالب

نشریه تحقیقات سامانه ها و مکانیزاسیون کشاورزی
پیاپی 82 (تابستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/10/29
  • تعداد عناوین: 6
|
  • نصرالله آستان، داود محمدزمانی*، محمد غلامی پرشکوهی، ابراهیم ابراهیمی صفحات 1-18

    کاربرد انرژی های تجدیدپذیر در تامین نیازهای حال و آینده بسیار حایز اهمیت است. ارتعاشات منبع خوبی برای تامین انرژی به ویزه از طریق نانوژنراتورهای پیزوالکتریک است. برای تامین بخشی از انرژی الکتریکی مورد نیاز پهپادها می توان از قابلیت مواد پیزوالکتریک سبک، نرم و قابل انعطاف از جمله PVDF بهره گرفت. این پژوهش به منظور بررسی امکان کاربرد نانو الیاف پلیمری پیزوالکتریک PVDF/ Zno-RGO در تامین انرژی مورد نیاز اجزای مختلف پهپاد انجام شد. در این مطالعه ابتدا از طریق فرآیند الکتروریسی نسبت به ساخت نانوالیاف پلیمری اقدام و سپس نانوژنراتور پیزوالکتریک ساخته شد. در نهایت مقدار انرژی الکتریکی تولیدی و قابلیت استفاده از آن در پهپادهای چند محور مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور نصب نانوژنراتور پیزوالکتریک بر روی بازوی یک پهپاد چند محور، طرحی ارایه شد. بیشترین ولتاژ تولیدی در یکی از نمونه نانوژنراتورهای مورد بررسی، 560 میلی ولت و در نمونه بزرگتر 1870 میلی ولت در شرایط آزمایشگاهی و در بسامد 23 هرتز به مدت 5 دقیقه بود. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد با کاربرد نانوژنراتورهای پیزوالکتریک امکان تامین بخشی از انرژی الکتریکی مورد استفاده پهپادها وجود داشته و می توان آن را ارتقا داد.

    کلیدواژگان: انرژی های تجدیدپذیر، نانوالیاف PVDF، Zno-RGO، ارتعاشات، الکتروریسی
  • محمد شاکر* صفحات 19-32
    هدف از این پژوهش، ساخت و ارزیابی سامانه بینایی ماشین برای تعیین درصد شکستگی و تعداد بذر گندم است. این سامانه از سه بخش مکش، نمونه برداری و تصویربرداری تشکیل و برای دو رقم گندم ترابی و آذر ارزیابی شده است. در هر رقم گندم، عملکرد دستگاه مکش، با دو صفحه بذر و چهار مقدار مکش بررسی شد. در هر مقدار مکش، تعداد بذر های جدا شده و بذر های به هم چسبیده روی هر سوراخ شمارش و درصد آنها محاسبه شد. تصویر تهیه شده توسط دوربین دیجیتال، به محیط نرم افزار متلب منتقل و الگوریتم تعیین درصد شکستگی و تعداد بذر گندم کدنویسی و ارایه شد. نتایج بررسی ها نشان داد که مناسب ترین تیمار برای گندم رقم ترابی، صفحه بذر با سوراخ 1 میلی متر و مکش 100- میلی متر جیوه با درصد بذرهای جدا شده 31/95 و درصد بذرهای به هم چسبیده 69/4 است. برای رقم آذر، صفحه بذر با سوراخ 1 میلی متر و مکش 120-میلی متر جیوه با درصد بذرهای جدا شده 6/91 و درصد بذرهای به هم چسبیده 4/8 مناسب ترین تیمار است. نتایج اعتبارسنجی الگوریتم نشان داد که دقت آن برای تعیین درصد شکستگی و تعداد بذر گندم به ترتیب برابر با 33/85 و 76/98 درصد است.
    کلیدواژگان: آزمون خلوص بذر، الگوریتم، پردازش تصویر
  • محمد احمدپور اوموئی، سجاد کیانی*، مهدی قاسمی ورنامخواستی، زهرا ایزدی صفحات 33-52
    در این مطالعه، دستگاه آسیاب میوه سنجد طراحی، تحلیل رایانه ای، ساخته و ارزیابی شد. دستگاه آسیاب از قسمت های مختلف کوبنده، ضدکوبنده، سینی ضدکوبنده، بدنه، شاسی، دریچه های ورودی و خروجی به صورت سه بعدی طراحی رایانه ای شد. پس از طراحی سه بعدی، به منظور حصول اطمینان از استحکام کوبنده این دستگاه، تحلیل نرم افزاری انجام شد. دانش فنی استخراج شده برای ساخت دستگاه به روش ورق کاری-آهنگری (بدنه و متعلقات) و به روش ریخته گری-ماشین کاری (قطعات کوبنده و ضدکوبنده) استفاده گردید. یک الکتروموتور با توان 206/2 کیلووات برای به حرکت درآوردن محور کوبنده و اجرای آزمایش ها به کار گرفته شد. دستگاه تولید شده با اندازه گیری میزان پودرشدگی میوه سنجد (ذرات کوچک تر از 250 میکرون) در رطوبت های مختلف میوه (نزدیک صفر درصد یا تغییر نیافتن رطوبت نمونه در دمای 70 درجه سلسیوس، 5 و 10 درصد)، سرعت های متفاوت کوبنده (750، 1000، 1250، 1500 دور بر دقیقه) و اندازه های مختلف مش های سینی ضدکوبنده (5/0، 75/0و 1 میلی متر) در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح کاملا تصادفی در سه تکرار ارزیابی  شد. نتایج تحلیل آماری نشان داد که بهترین میزان پودرشدگی میوه سنجد در بالاترین سرعت دورانی کوبنده (1500 دور بر دقیقه) و با اندازه مش های سینی ضدکوبنده 75/0 میلی متر به ترتیب در رطوبت نزدیک به صفر، 16/80 درصد، در رطوبت 5 درصد، 33/79 درصد و در رطوبت 10 درصد، 12/55 درصد به دست آمد. ظرفیت کلی دستگاه 30 کیلوگرم بر ساعت برای تنظیم دستگاه در دور 1500 دور بر دقیقه، سینی با اندازه مش های 75/0 میلی متر و رطوبت 5 درصد محاسبه و پیشنهاد می شود.
    کلیدواژگان: سرعت دورانی، طراحی رایانه ای، کوبنده، هسته
  • سعید ظریف نشاط*، محمدحسین سعیدی راد، محمود صفری، سید حنیف رضا معتمدالشریعتی، مجتبی ناصری صفحات 53-70
    در این پژوهش عملکرد پهپادسمپاش با روش های معمول مبارزه با علف های هرز مزارع گندم مورد مقایسه قرار گرفت. این پژوهش در قالب طرح آزمایشی کاملا تصادفی در سه تکرار انجام شد. تیمارهای مورد استفاده شامل: سمپاشی با پهپادسمپاش، سمپاشی با سمپاش بومدار پشت تراکتوری، و سمپاشی با سمپاش توربینی زراعی (توربولاینر) بود. پارامترهای اندازه گیری شده شامل عرض پاشش موثر، ظرفیت موثر و بازده زراعی سمپاش ها، مقدار پاشش محلول سم در هکتار، قطر میانه عددی و حجمی ذرات محلول سم، ضریب کیفیت پاشش، مقدار بادبردگی، انرژی مصرفی و اثر بخشی (کارایی) سمپاش ها بودند. نتایج برای پهپادسمپاش، سمپاش بومدار پشت تراکتوری و سمپاش توربینی زراعی به ترتیب برابر با 1/11، 6/351، 1/249 لیتر مصرف محلول سم در هکتار، مقدار بادبردگی 8/16، 7/7 و 6/38 درصد بادبردگی، 7/6، 9/5 و 7/7 هکتار بر ساعت ظرفیت مزرعه ای، 1/83، 7/78 و 2/66 درصد بازده زراعی و 418، 8/2837 و 2/4796 کیلوژول در هکتار انرژی مصرفی بدست آمدند. ضریب کیفیت پاشش در پهپادسمپاش و سمپاش توربینی زراعی به ترتیب برابر با 8/1 و 2/4 بود. پس از گذشت 30 روز از سمپاشی، از نظر کارایی عملیات سمپاشی (شامل وزن و تعداد علفهای هرز مهار شده)، بین تیمارها اختلاف معنی داری مشاهده نشد. در کل با توجه به قابل قبول بودن نتایج ارزیابی، استفاده از پهپادسمپاش مزایای زیادی داشته و در شرایط فنی و محیطی آزمون، قابل توصیه می باشد.
    کلیدواژگان: پهپاد، سمپاش، ضریب کیفیت سمپاشی، علف کش
  • احمد حیدری* صفحات 71-86
    تراکم خاک عاملی منفی برای رشد گیاهان است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر خاک ورزی عمیق (زیرشکنی) بر عملکرد سیب زمینی با استفاده از مطالعات و پژوهش های داخلی و خارجی و به کارگیری روش فراتحلیل است. بدین منظور مقاله ها، گزارش های پژوهشی و پایان نامه های دانشجویی در فاصله زمانی 1344 تا 1400 با استفاده از واژه های کلیدی مرتبط با زیرشکنی در محصول سیب زمینی مرور شد. پس از کنترل کیفی، 23 مطالعه برای مقایسه زیرشکنی (شامل زیرشکنی رایج، زیرشکنی ردیفی قبل از کاشت و زیرشکنی بین ردیفی بعد از کاشت) با خاک ورزی رایج بدون زیرشکنی با استفاده از مدل تصادفی وارد فرایند فراتحلیل شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، با توجه به اندازه اثر کل (37/0=SMD)، می توان نتیجه گرفت که زیرشکنی اثر مثبت بر افزایش عملکرد سیب زمینی داشته و در کل  باعث افزایش 92/3 درصد در عملکرد سیب زمینی شده است. زیرشکنی رایج، زیرشکنی ردیفی قبل از کاشت و زیرشکنی بین ردیفی بعد از کاشت عملکرد سیب زمینی را به ترتیب 23/1، 18/5 و 75/4 درصد نسبت به تیمار کنترل (بدون زیرشکنی) افزایش داده است. توصیه می شود در محصول سیب زمینی یا از زیرشکنی بین ردیفی (به عمق 45-35 سانتی متر)  بعد از کاشت یا زیرشکنی ردیفی (به عمق 50-40 سانتی متر) قبل از کاشت استفاده شود. زیرشکنی رایج به دلیل تاثیر کم بر عملکرد سیب زمینی و نیز هزینه بالا توصیه نمی شود.
    کلیدواژگان: خاک ورزی بین ردیفی، خاک ورزی عمیق، شخم عمیق، فشردگی خاک، مرور نظام مند
  • ابراهیم زارع*، علی اکبر صلح جو صفحات 87-98
    ایجاد کلوخه در زمان تهیه بستر بذر در شرایط خاک خشک، بر کارآیی خطی کار ها اثرگذار است. برای افزایش کارآیی خطی کارها در شرایط خاک خشک، نیاز است تا شیاربازکن های جدیدی برای خطی کارها طراحی شود. این مطالعه برای ارزیابی اقتصادی روش مناسب خاک ورزی برای کاشت با خطی کار مجهز به شیاربازکن کج ساق و اثر آنها بر عملکرد گندم آبی اجرا شده است. پژوهش در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تیمار و چهار تکرار اجرا شد. تیمارها به ترتیب شامل کاشت با خطی کار مجهز به شیاربازکن کج ساق (بی خاک ورزی)، خاک ورز کج ساق + کاشت با خطی کار مجهز به شیاربازکن کج ساق (کم خاک ورزی)، شخم با خاک ورز مرکب + دیسک + کاشت با خطی کار مجهز به شیاربازکن کج ساق (خاک ورزی مرسوم) و شخم با خاک ورز مرکب + دیسک + کاشت با خطی کار مرسوم (شاهد) بود. به منظور بررسی اثرهای اقتصادی روش های خاک ورزی و کاشت با خطی کار مجهز به شیاربازکن کج ساق بر عملکرد گندم، درآمد و هزینه تیمارها اندازه گیری شد و با استفاده از روش تحلیل نهایی سود خالص، نرخ بازده اقتصادی سرمایه گذاری هر یک از روش ها در مقایسه با روش دیگر به دست آمد. نتایج بررسی ها نشان داد که تیمار مناسب از لحاظ اقتصادی، تیمار خاک ورز کج ساق + کاشت با خطی کار مجهز به شیاربازکن کج ساق است. یافته ها نشان داد که فناوری جدید خاک ورز کج ساق + خطی کار کج ساق، پتانسیل افزایش عملکرد محصول را دارد و می تواند باعث افزایش سود خالص کشاورز شود.
    کلیدواژگان: بازدهی، درآمد، کم خاک ورزی
|
  • Nasrolah Astan, Davood Mohamadzamani *, Mohamad Ghoamiparshokuhi, Ebrahim Ebrahimi Pages 1-18

    The use of renewable energy is very important in meeting current and future needs. Vibrations are a good source of energy, especially through piezoelectric nanogenerators. Light, soft and flexible piezoelectric materials such as PVDF can be used to supply part of the electrical energy required by drones. This study was conducted to investigate the possibility of using PVDF / Zno-RGO piezoelectric polymer polymer nanofibers in supplying the required energy of different UAV components. In this study, first, polymer nanofibers were constructed through electrospinning process and then piezoelectric nanogenerator was constructed. Finally, the amount of electrical energy produced and its usability in multi-axis drones were evaluated. A plan was proposed to install a piezoelectric nanogenerator on the arm of a multi-axis drone. The highest output voltage in one of the samples of nanogenerators was 560 mV and in the larger sample was 1870 mV in laboratory conditions and at a frequency of 23 Hz for 5 minutes. The results of this study showed that by using piezoelectric nanogenerators, it is possible to supply part of the electrical energy used by drones and it can be upgraded.

    Keywords: Renewable energies, PVDF, Zno-RGO nanofibers, Vibrations, Electrospinning, UAV
  • Mohammad Shaker * Pages 19-32
    Considering the problems of visual and human evaluation, machine vision, can be used as a suitable substitute for human vision. The purpose of this research was to build and evaluate a machine vision system to determine the breakage percentage and the number of wheat seeds. The system consists of three parts: suction box, sampling box and imaging box and evaluated for two cultivars Torabi and Azar wheat. In each type of wheat, the performance of the suction device was evaluated with two seed plates and four suction values. In each amount of suction, the number of singled seeds and the seeds of sticked together on each hole were counted and their percentage was calculated. The image prepared was transferred to MATLAB software and breakage determination algorithm and wheat seed number was coded and presented. The results showed that the most suitable treatment for wheat of Torabi cultivar, was seed plate with 1 mm hole and suction of -100 mm Hg with 95.31 percent singled seeds and 4.69 percent of sticked together seeds. For Azar cultivar, seed plate with 1 mm hole and suction of -120 mm Hg with a percentage of singled seeds of 91.6 and a percentage of sticked together seeds of 8.4 was the most appropriate treatment. The validation results of the algorithm showed that its accuracy for determining the percentage of breakage and the number of wheat seeds were 85.33 and 98.76%, respectively. It is suggested that this system be evaluated for seeds of different sizes.
    Keywords: Seed purity test, algorithm, image processing
  • Mohammad Ahmadpour Omouei, Sajad Kiani *, Mahdi Ghasemi Varnamkhasti, Zahra Izadi Pages 33-52
    This study aimed to design, perform static and dynamic analysis, manufacture, and evaluate an oleaster mill machine. It was designed from a crusher, anti-crusher, tray, body, chassis, inlet, and outlet. After the 3D design, static and dynamic analyses were performed to confirm the strength of the crusher. Then, the technical knowledge (drawings) was extracted and used to manufacture the machine through sheet metal and welding (body and its accessories) as well as casting-machining methods (crusher and anti-crusher parts). An electric motor (2.206 kW) was utilized to rotate the crusher. The manufactured machine was evaluated by measuring the amount of pulverization of oleaster fruit (particles smaller than 250 microns) at various moisture content of the fruit (close to 0% or no change in the moisture content of the sample at 70 C, 5%, and 10%), different speeds of the crusher (750, 1000, 1250, 1500 rpm) and different sizes of tray meshes (0.5, 0.75 and 1 mm) in the form of a factorial experiment based on a completely randomized design in three replications. Statistical analysis showed that the maximum amount of pulverization (80.16) was achieved at the highest rotating speed of the crusher, with the size of tray meshes of 0.75 mm, and samples at moisture content close to zero. By a similar setup, the pulverization was calculated at 79.33% and 55.12% at 5% and 10% moisture content of the samples, respectively. For the manufactured machine and samples at 5% moisture content, which is recommended, the total capacity was calculated at 30 kg/h.
    Keywords: Computer Design, core, Crusher, Rotary Speed
  • Saeed Zarifneshat *, Mohammad Hossein Saeidirad, Mahmoud Safari, Hanif Reza Motame Alshariati, Mojtaba Naseri Pages 53-70
    In this study, the performance of the drone sprayer and conventional sprayers was evaluated for weed control in wheat fields. This project was conducted in a completely randomized experimental design with three replications. The studied parameters were: effective spraying width, spraying time per hectare and consequently the field capacity and field efficiency of sprayers, amount of herbicide solution per hectare, volume and number median Diameter of herbicide particles, spraying quality coefficient, drift, energy consumption, crushing rate of Wheat, sprayers effectiveness and economic evaluation. The results of analysis of variance showed a significant difference between the experimental treatments at 5% probability level. The results showed that the drone sprayer, boom sprayer and the turboliner sprayer had 11.14, 351.59, 249.14 liters solution per hectare, 16.76, 7.66 and 38.6% rate of drift, and 6.72, 5.92 and 7.66 hectar per hour field capacity, and energy consumption of 418, 2837.8 and 4796.2 kJ respectively. E was 72.6, 5.92 and 7.66 hectares per hour and energy consumption was 418, 2837.8 and 4796.2 Kjoules per hectar. Spray quality coefficient in drone sprayer and turboliner sprayer were 1.78 and 4.24, respectively. In 30 days after spraying, no significant difference was observed between treatments in terms of operation effectiveness. The cost per hectare of using drone sprayer was twice as much as conventional sprayers.
    Keywords: herbicide, Spraying Quality Coefficient, UAV sprayer
  • Ahmad Heidari * Pages 71-86
    Soil compaction is a negative factor for plant growth. The purpose of this research is to investigate the effect of deep tillage (subsoiling) on potato yield using domestic and foreign studies with meta-analysis method. For this purpose, articles, research reports and student thesis between 1966 and 2021 were reviewed using key keywords related to subsoiling in the potato. Finally, after quality control, 23 studies were entered into the meta-analysis process to compare deep tillage (including conventional subsoiling, in row subsoiling before planting and inter-row subsoiling after planting) with conventional tillage without subsoiling using a random model. Based on the results, according to the total effect size value (SMD = 0.37), it can be concluded that subsoiling has had a positive effect on the increase of potato yield and has caused a 3.92% increase in potato yield. Conventional subsoiling, in row subsoiling before planting and inter-row subsoiling after planting increased potato yield by 1.23, 5.18 and 4.75%, respectively, compared to the control treatment (without subsoiling). It is recommended to use either inter-row subsoiling (to depth of 35-45 cm) after planting or in row subsoiling (to depth of 40-50 cm) before planting in the potato crop. Conventional subsoiling is not recommended due to low impact on potato yield and high cost.
    Keywords: Deep Ploughing, Deep tillage, Inter-row tillage, soil compaction, Systematic review
  • Ebrahim Zare *, Aliakbar Solhjou Pages 87-98
    Grain drill performance can be affected by creating clods during seedbed preparation in dry soil conditions. To increase performance of grain drill in dry soil conditions need to design the new opener for grain drills. This study has been carried out for the economic evaluation of the suitable tillage method for planting by grain drill equipped with a bent leg furrow opener and their effect on the yield of irrigated wheat. This study was a randomized complete block experimental design with four treatments and four replications. Treatments were seeding winter wheat by a grain drill with bent leg furrow opener in three tillage practices of no-tillage (T1), reduced tillage (T2), and conventional tillage (T3). Seeding wheat by conventional grain drill in the conventionally tilled plots was also used as control treatment (T4). In order to investigate the economic effects of tillage and planting methods by the bent leg grain drill on wheat yield, the income and cost of treatments were measured, and using the marginal net profit analysis method, the economic rate of return on investment of each method. The results of showed that the most suitable treatment from the economic point of view is the bent leg tillage treatment + planting with a grain drill equipped with a bent leg furrow opener. The findings showed that the bent leg tillage + the bent leg grain drill, as a new technology, has the potential to increase crop yield and can increase the farmer's net profit.
    Keywords: income, rate of return, Reduced tillage