فهرست مطالب

مجله پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال یازدهم شماره 4 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/28
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مصطفی زبردست، امیر عزیزپناه*، رضا یگانه، صادق بهامین صفحات 1-9

    بهره وری مصرف انرژی در تولید محصولات کشاورزی و باغداری است. با توجه به سازگاری زیتون از لحاظ مقاومت به کم آبی، در برخی مناطق کشور از جمله استان ایلام کاشت زیتون رواج پیدا کرده است. این پژوهش با هدف تحلیل اقتصادی با استفاده از تابع کاب داگلاس تولید زیتون در شهرستان ایلام در سال 1398 انجام شد. اطلاعات مربوط به تعداد زیتون کاران و عملکرد، سامانه جامع پهنه بندی و مدیریت داده های کشاورزی اخذ شدند. در این پژوهش نهاده های نیروی انسانی، الکتریسیته، سوخت فسیلی، کود شیمیایی و کود حیوانی، سموم و آب به منظور تحلیل اقتصادی تولید زیتون لحاظ گردید. کشش نهاده های نیروی انسانی، بنزین، کود نیتروژن، کود دامی، آب و الکتریسیته به ترتیب برابر 058/0، 01/0، 001/0، 038/0، 005/1 و 158/0 محاسبه شد. در این مطالعه بهره وری نهایی و بهره وری متوسط برای انرژی های مستقیم بالاتر از انرژی های غیر مستقیم به دست آمد. مقادیر شاخص تولید فیزیکی نهایی (MPP) انرژی های تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر به ترتیب با ضرایب 735/0- و 026/0- حاصل شد. بهره وری متوسط (APP) انرژی های تجدیدپذیر و تجدیدناپذیر به ترتیب با ضرایب 046/1 و 252/1 به دست آمد. بطور کلی بیشترین بهره وری متوسط در مدل (1) مربوط به نهاده ماشین بود. بیشترین شاخص تولید فیزیکی نهایی نیز در مدل (1) مربوط به نهاده آب آبیاری بود. شاخص تولید فیزیکی نهایی و بهره وری متوسط انرژی های مستقیم بالاتر از انرژی های غیر مستقیم به دست آمد. میزان ارزش ناخالص، کل هزینه تولید، نسبت فایده به هزینه، سود خالص (سود ویژه) و سود ناخالص تولید زیتون به ترتیب برابر 17519366، 3928231، 46/3، 13591135 و 14669100 تومان حاصل شد. در نهایت با توجه به سود ویژه و سود ناویژه به دست آمده در این بررسی، تولید اقتصادی زیتون مقرون به صرفه می باشد.

    کلیدواژگان: زیتون، تابع کاب داگلاس، انرژی، تحلیل اقتصادی
  • محمدباقر حیدری ورنامخواستی، حسن غفوری* صفحات 11-20

    خشک کردن گلخانه ای یکی از انواع روش های خشک کردن می باشد که توانایی خشک کردن مقدار زیادی از محصولات کشاورزی را به صورت یکجا دارد. در تمام مدل های خشک کن گلخانه ای از انرژی تابشی خورشید استفاده می گردد. خشک کن-های گلخانه ای از نظر شکل ظاهری کاملا شبیه گلخانه هستند که هوای داخل آن توسط انرژی تابشی خورشیدی گرم شده و مواد خشک شدنی در داخل آن خشک می شوند. با توجه به اینکه بخش وسیعی از استان اصفهان را اقلیم خشک در برگرفته و دارای 300 روز آفتابی در سال است، پتانسیل بالایی برای استفاده از این نوع خشک کن در استان اصفهان وجود دارد. عمل خشک کردن در این خشک کن ها بستگی به ویژگی های جریان هوا و هندسه محفظه خشک کن دارد. لذا هدف از این تحقیق، پیش بینی رفتار جریان هوای داخل محفظه انواع خشک کن گلخانه ای با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) برای اقلیم اصفهان است. به همین منظور، اثر شدت تابش نور خورشید و هندسه بیرونی خشک کن روی سرعت، دما و فشار هوای داخل محفظه، توسط نرم افزار Ansys Fluent 18 بررسی گردید. در این تحقیق، چهار نوع هندسه رایج برای خشک کن گلخانه ای مورد ارزیابی قرار گرفت. این چهار نوع هندسه به ترتیب شامل گلخانه با سقف محدب، گلخانه با سقف شیبدار یکطرفه، گلخانه با سقف شیبدار دو طرفه و گلخانه با سقف محدب و دیواره های عمودی است. اعتبار سنجی نتایج شبیه سازی از طریق مقایسه با نتایج تجربی بدست آمده از سایر محققین انجام گرفت. نتایج نشان داد که گلخانه با سقف محدب و دیواره های عمودی بهترین عملکرد را در یکنواختی سرعت جریان هوا در داخل خشک کن داشت. همچنین بهترین عملکرد در توزیع یکنواخت دمای هوای داخل خشک کن مربوط به گلخانه با سقف شیبدار دو طرفه و گلخانه با سقف محدب و دیواره های عمودی بود. کمترین فشار هوای داخل محفظه خشک کن مربوط به گلخانه با سقف محدب بود.

    کلیدواژگان: خشک کن گلخانه ای خورشیدی، شدت تابش خوشید، جریان هوا، محصولات کشاورزی، دینامیک سیالات محاسباتی
  • سیده هدی یوسفیان، رحیم ابراهیمی*، بهرام حسین زاده سامانی، علی ملکی صفحات 21-30
    در این تحقیق یک هاضم بی هوازی با همزن پنوماتیکی جهت تخمیر ترکیبات لیگنوسلولزی کاه گندم و برنج طراحی گردیده است و با هاضم با همزن مکانیکی مقایسه گردید. پیش تیمار فراصوت در زمان 30 دقیقه، غلظت اسید 905/1 %v/v و بار باگاس 6% انجام شد. سپس هیدرولیز اسیدی در زمان 45 دقیقه، غلظت اسید 04/2 %v/v و دمای 4/148 درجه سلسیوس انجام شد. در ادامه زیست توده جهت تخمیر در دو هاضم پنوماتیکی و مکانیکی ریخته شد و طی 20 روز فرآیند تخمیر صورت گرفت و توالی نمونه برداری هر 5 روز بود. بر اساس نتایج، هاضم پنوماتیکی توانست به میزان 66/38 درصد نسبت به هاضم با همزن مکانیکی، بیواتانول بیشتری تولید کند. همچنین ترکیبات H2S، CO و O2 نیز در طی تخمیر اندازه گیری شد. در هاضم پنوماتیکی میزان تولید H2S و O2 نسبت به مخزن با همزن همکانیکی کمتر بود اما میزان تولید CO در مخزن هاضم پنوماتیکی به طور نامحسوسی بیشتر بود. همچنین توسط شبکه عصبی نیز میزان ترکیبات ایجاد شده در تخمیر طی 50 روز تخمیر بررسی شد و با نتایج واقعی مقایسه گردید. با توجه به نتایج، می توان به خوبی توسط شبکه عصبی روند تغییرات ترکیبات تخمیر را پیش بینی نمود و تصمیم قطعی جهت تخمیر ترکیبات کاه و گندم و برنج گرفت. در نهایت با کمک سامانه هاضم پنوماتیکی می توان میزان ترکیبات مضر تولید شده در طی فرآیند را کنترل کرد و میزان تولید بیواتانول را افزایش داد.
    کلیدواژگان: بیواتانول، پنوماتیک، تخمیر، هاضم، همزن
  • مجید حسنی، محمدحسین عباسپور فرد*، امید دوستی ایرانی صفحات 31-42

    پایش وضعیت یکی از عناصر اصلی در نگهداری پیشگیرانه در است. با استفاده از پایش وضعیت می توان برنامه ریزی کرد و یا اقداماتی انجام داد که از اثرات پس آیندی شکست یک ماشین؛ پیش از اتفاق افتادن شکست جلوگیری شود. با پایش وضعیت موتور تراکتور می توانیم اقداماتی در جهت کاهش هزینه های مزرعه انجام داد. در ایران اجرای پایش وضعیت تراکتور و سرویس و نگهداری آن مورد کم-توجهی قرار گرفته است و یا بر اساس ساعت دقیق کارکرد اجرا نمی شود. در این پژوهش تاثیر عدم سرویس فیلتر هوا (فیلتر کثیف) و عدم تنظیم لقی سوپاپ (لقی بیش تر و کم تر) به طور مستقل و توام بر روی صدای و پارامترهای عملکردی موتور شامل دمای خروجی اگزوز، میزان مصرف سوخت و کدری دود روی تراکتور ITM285 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییرات گشتاور و دور موتور بر میزان کدری دود موتور اثر معنی داری داشته و همه فاکتورها بر میزان مصرف سوخت اثر معنی داری دارند. از طرفی دیگر میزان تمیزی فیلتر هوا، تغییرات گشتاور و دور موتور بر روی دمای موتور اثر معنی داری دارند. همچنین تغییرات گشتاور و دور موتور و میزان لقی سوپاپ بر صدای سرسیلندر موتور اثر معنی داری دارند. نتایج همچنان نتایج این تحقیق نشان داد که تغییرات دور موتور بر صدای بدنه موتور تاثیر معنی داری می گذارد.

    کلیدواژگان: آنالیز صدا، پایش وضعیت موتور، پارامترهای عملکردی موتور، تراکتور ITM285، لقی سوپاپ
  • مریم اسلامی، سجاد رستمی*، بهرام حسین زاده سامانی، رحیم ابراهیمی، مصطفی کیانی ده کیانی صفحات 43-54
    دلیل خشک کردن، ذخیره سازی طولانی مدت مواد غذایی، حداقل کردن نیازهای انبارداری، بسته بندی و کاهش هزینه های حمل و نقل می باشد. در این پژوهش هدف استفاده از ترکیب خشک کن خورشیدی با سیستم بازیافت حرارتی (MCHP) است که ضمن ذخیره انرژی، کنترل دمایی را نیز امکان پذیر می کند. در تحقیق حاضر، سیستم MCHP (سیستم تولید هم زمان قدرت و حرارت در مقیاس میکرو) از یک موتور دیزل تک سیلندر با توان 5/4 اسب بخار و حداکثر دور موتور 2500 دور بر دقیقه، که با سوخت بیودیزل کار می کند تشکیل شده است. همچنین خشک کن خورشیدی دارای یک کلکتور تخت، که درون آن مبدل حرارتی طراحی و ساخته شد. و از یک مکنده جهت هدایت هوای گرم از کلکتور به محفظه خشک کن استفاده گردید. نتایج نشان داد، با افزایش دریچه گاز (25 %، 50 %، 75 % و 100 %)، دمای گاز خروجی از اگزوز قبل از ورود به مبدل حرارتی افزایش می یابد. مبدل دوم در کلکتور طراحی و ساخته شد. دمای آب خروجی از مبدل کلکتور در حالت های مختلف دریچه گاز (25 %، 50 %، 75 % و 100 %) به ترتیب (5/2 ± 5/37، 3/2 ± 3/43، 2 ± 49 و2 ± 55 درجه سلسیوس) بود. همچنین، زمان خشک شدن محصول زرشک برای دمای (70 درجه سلسیوس و سرعت 5/1 متر بر ثانیه) نسبت به دما و سرعت های دیگر در این تحقیق کمتر بود.
    کلیدواژگان: خشک کن خورشیدی، سیستم MCHP، مبدل حرارتی، زمان خشک شدن
  • محمد صدفی، سعید مینائی*، حسین با خدا، جعفر امیری پریان صفحات 55-64
    کشاورزی موضعی زیر مجموعه ای از کشاورزی دقیق با هدف افزایش بهره وری بر پایه سنجش تغییرات مکانی، ویژگی های خاک و گیاه و مصرف نهاده ها به صورت متغیر در پهنه زمان و مکان بنا شده است. موقعیت یابی صحیح ماشین کشاورزی در مکان مربوطه هدفی مهم است تا با توجه به آن، عملیات کشاورزی مورد نظر انجام پذیرد. در این پژوهش دستگاه موقعیتیاب زمینی دارای حسگرهای سنجش زاویه فرمان و تعداد دوران چرخ متحرک تراکتور ساخته شده است. این سامانه با موقعیتیابی محلی و بدون نیاز به هرگونه سرویس دهنده خارجی، مورد آزمایش مزرعهای قرار گرفت و داده ها با مقادیر خروجی گیرنده سامانه موقعیت یاب ماهواره ای (GNSS) مقایسه شدند. آزمایشها در زمینهای شخم خورده، شخم نخورده، آسفالت و در شرایط آب و هوایی آفتابی و ابری انجام گرفت. طرح آماری بر پایه بلوک های کامل تصادفی در قالب آزمون فاکتوریل به صورت 2×2×3 با چهار تکرار انجام شد.طبق نتایج بدست آمده، داده های محورهای X و Y گیرنده ی GNSS و دستگاه خود رهیاب به ترتیب در سطح 1% و 5% تفاوت معناداری را نشان دادند. تغییر در عوامل محیطی شامل وضعیت زمین و شرایط هوایی آفتابی یا ابری در هر دو محور X و Y تاثیر معناداری بر تعیین موقعیت توسط گیرنده GNSS و خود رهیاب نشان نداد. میزان دقت در سامانه خود رهیاب در محور X برابر با cm25 و برای گیرنده GNSS cm250 و همچنین در محور Y برابر با cm50 و برای گیرندهGNSS، cm140 است. در نتیجه دستگاه خودرهیاب در هر دو محور X و Y دقیق تر است. مقدار انحراف از نقطه واقعی توسط گیرنده GNSS و دستگاه خودرهیاب در سطح 1% دارای تفاوت معنادار بود و میزان خطای تعیین فاصله در سامانه خودرهیاب cm60 و در گیرنده GNSS برابر با cm400 بدست آمد. بطور کلی عملکرد سامانه خودرهیاب در یافتن مسیر بهینه حرکت تراکتور دقیق تر از گیرنده GNSS معمولی (فاقد تصحیح افتراقی)
    کلیدواژگان: سامانه خودرهیاب، GNSS، مسیریابی محلی، کشاورزی دقیق
  • کریم گرامی، حسین بهفر*، بهاره جمشیدی، شهین زمردی صفحات 65-76

    اندازهگیری شاخص ‏های کیفی محصولات کشاورزی به روش های‏ غیر مخرب با توجه به ارزش اقتصادی آن‏ها و هزینه‏بر بودن نهاده‏های مختلف برای تولید آن‏ها، یک الزام بسیار اساسی است. از بین روش های غیرمخرب مختلف، روش‏های طیف‏سنجی نوری به‏علت کاربرد آسان و سریع از اهمیت بیشتری برخوردارند. در این پژوهش روش طیف‏سنجی Vis-NIR (400 تا 900 نانومتر) به‏منظور پیش بینی مقادیر مشخصه‏های کیفی پرتقال رقم تامسون مورد استفاده قرار گرفت. برخی از ویژگی‏های فیزیکوشیمیایی پرتقال از جمله ابعاد، وزن، وزن حجمی، مواد جامد قابل حل (SSC)، اسید قابل تیتر (TA)، و pH و شاخص‏های نسبت SSC/TA و BrimA تعیین شدند. طیف‏های Vis-NIR با استفاده از روش های مختلف هموارسازی و نرمال سازی و ترکیب آنها پیش پردازش شدند. نتایج نشان داد که طیف‏سنجی Vis-NIR با پیش‏پردازش های فیلتر میانه و تصحیح پراکنش افزاینده می‏تواند به خوبی TSS (983/0=rp) و pH (972/0=rp) پرتقال رقم تامسون را پیش بینی کند. همچنین این روش در ترکیب با پیش‏پردازش های فیلتر میانه و تصحیح پراکنش افزاینده توانست با نتایج قابل قبولی TA (771/0=rp) و شاخص BrimA (865/0=rp) پرتقال رقم تامسون را پیش‏بینی کند. شاخص SSC/TA (829/0=rp) نیز با استفاده از روش‏ طیف‏سنجی Vis-NIR و پیش‏پردازش های فیلتر میانه و تصحیح پراکنش افزاینده با نتایج قابل قبولی پیش‏بینی شد. بنابراین روش طیف‏سنجی Vis-NIR به‏عنوان یک روش غیرمخرب می تواند در بررسی کیفی پرتقال رقم تامسون مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: طیف‏ سنجی نوری، حداقل مربعات جزئی، مرئی-مادون قرمز نزدیک، پیش ‏پردازش
  • نعیم لویمی*، محسن سلیمانی، محمدجواد به وندی صفحات 77-90

    برنج یکی از مهم ترین محصولات تابستانه است که طی چند سال اخیر توسط کمباین هایی با مکانیزم های متفاوت برداشت می شود. در این تحقیق میزان تلفات کمی و کیفی برنج رقم چمپا در شهرستان رامهرمز بوسیله کمباین های مختلف در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی به روش کرت های یک بار خرد شده مورد ارزیابی قرار گرفت. کرت های اصلی شامل مقادیر رطوبت محصول در هنگام برداشت در سه سطح 21-19، 23-21 و 25-23 درصد، و کرت های فرعی شامل نوع کمباین در چهار سطح کمباین غلات دارای کوبنده سوهانی، کمباین غلات دارای کوبنده دندانه میخی، کمباین برنج مدل ورلد دارای کوبنده دندانه میخی و کمباین برنج مدل چری دارای کوبنده دندانه میخی بودند. نتایج نشان داد که تلفات کمی و کیفی تحت تاثیر معنی دار رطوبت قرار گرفت. از نظر رطوبتی، کمترین و بیشترین تلفات کمی به ترتیب با مقدار 60/3 درصد در رطوبت 23-21، و مقدار 87/3 درصد در رطوبت 21-19 درصد، اتفاق افتاد. همچنین کمترین و بیشترین تلفات کیفی به-ترتیب با مقدار 37/1 درصد در رطوبت 25-23 درصد، و 01/3 درصد در رطوبت 21-19 درصد مشاهده شد. طبق نتایج، تمام اجزای مختلف تلفات کمی، به جز قسمت هد کمباین، و نیز تمام اجزای مختلف تلفات کیفی، تحت تاثیر معنی دار نوع کمباین ها قرار گرفت. کمترین و بیشترین مقادیر افت کمی به ترتیب متعلق به کمباین برنج مدل ورلد با 97/2 درصد و کمباین غلات با کوبنده سوهانی با 83/4 درصد بود. همچنین از نظر افت کیفی، کمترین و بیشترین مقادیر به ترتیب به کمباین برنج مدل چری با 32/1 درصد و کمباین غلات با کوبنده سوهانی با 99/3 درصد تعلق داشت.

    کلیدواژگان: افت کمی، افت کیفی، برنج رقم چمپا، کوبنده سوهانی، کوبنده میخی
  • منا طهماسبی*، ابوالفضل هدایتی پور صفحات 91-103

    به منظور بررسی تاثیر روش کشت مستقیم گندم در میزان بقایای متفاوت و عمق کاشت متغیر در شرایط دیم، آزمایشی در سال‏های زراعی 97-96 و 99-98 به صورت اسپلیت اسپلیت پلات در قالب طرح بلوک‏های کامل تصادفی در سه تکرار اجرا شد. در این آزمایش کرت‏های اصلی میزان بقایای گیاهی (1- حفظ بقایای ایستاده و انتقال بقایای خارج شده از انتهای کمباین به بیرون از مزرعه و 2- حفظ تمام بقایا در مزرعه، کرت فرعی نوع شیاربازکن دستگاه کشت مستقیم (1- بیلچه ای باریک، 2- بیلچه‏ای پهن و 3- دیسکی) و کرت فرعی فرعی عمق کشت (6-4 سانتی‏متر و 8-6 سانتی‏متر) در نظر گرفته شد. در این تحقیق از کارنده‏های کشت مستقیم رایج مورد استفاده در استان مرکزی (ماشین برزگر همدان، جیران صنعت آریا و تاکا) جهت کشت گندم دیم استفاده شد. روش خاک ورزی و کاشت مرسوم در استان نیز به عنوان شاهد در هر کرت فرعی درنظر گرفته شد. ضریب یکنواختی عمق کاشت، ضریب یکنواختی توزیع افقی بذر، شاخص برگردانی خاک، درصد سبزشدن مزرعه و عملکرد محصول اندازه‏گیری شدند. نتایج نشان داد که تاثیر نوع شیاربازکن و عمق کاشت بر عملکرد در سطح آماری 5% معنی‏دار است. اثر میزان بقایا در دو سال کشت بر عملکرد و صفات اندازه ‏گیری شده معنی ‏دار نشد و نشان می‏دهد که نحوه اثر آن یکسان بوده است. روش کشت مستقیم عملکرد پایین‏تری را نشان داد در حالی‏که روش کشت مرسوم با دستگاه عمیقکار بیشترین عملکرد را داشت. ضریب یکنواختی توزیع عمودی بذر در سطح آماری 1% معنی‏دار می‏باشد که نشان دهنده آن است که نوع شیار بازکن در عمق قرارگیری بذر تاثیرگذار بوده است. با افزایش عمق کشت، درصد سبزشدن بذر و عملکرد دانه کاهش یافت. یافته‏ ها نشان داد کشت مستقیم ضمن کاهش زمان عملیات باعث صرفه‏ جویی مصرف سوخت به میزان 75 درصد در مقایسه با روش مرسوم شده است.

    کلیدواژگان: کشت مستقیم، عمق کشت، عملکرد گندم دیم، استقرار بذر
  • احمد حیدری* صفحات 105-115
    خاک ورزی حفاظتی به دلیل پتانسیل حفاظت از منابع خاک و آب وکاهش هزینه های تولید می تواند یک سیستم جایگزین برای خاک ورزی رایج محصول گندم آبی در ایران باشد. گزارشات متعددی از تاثیر روش های مختلف خاک ورزی در زراعت گندم آبی وجود دارد که به طور عمده اثر این روش های خاک ورزی را بر عوامل مختلف مانند عملکرد محصول، خواص فیزیکی خاک، هزینه ها، و... بررسی کرده اند. به منظور کسب چشم انداز بهتری از تاثیر روش های خاک ورزی بر عملکرد گندم در ایران، بررسی های موجود به صورت نظام مند مرور شد و یافته های آن ها با روش فراتحلیل مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. مقاله های منتشر شده در مجلات ایرانی، گزارش های پژوهشی و مقالات مرتبط ارایه شده در کنگره ها، و نیز پایان نامه های دانشجویی با استفاده از کلید واژه های استاندارد مرور شد. در نهایت پس از کنترل کیفی، 40 مطالعه برای مقایسه روش های کم خاک ورزی با خاک ورزی رایج و 21 مطالعه برای مقایسه بی خاک ورزی با خاک ورزی رایج با استفاده از مدل تصادفی وارد فرایند فراتحلیل شدند. نتایج نشان داد که مقدار اندازه اثر (SMD) در روش های کم خاک ورزی و بی خاک ورزی به ترتیب 42/0- و 18/1- بدست آمد که حاکی از تاثیر منفی این روش ها بر عملکرد گندم در مقایسه با خاک ورزی رایج بود. روش های کم خاک ورزی در مقایسه با خاک ورزی رایج (گاوآهن برگرداندار + دیسک + ماله) باعث کاهش جزیی عملکرد گندم (87/2- درصد) شدند. همچنین روش بی خاک ورزی در مقایسه با خاک ورزی رایج باعث کاهش عملکرد (2/8- درصد) شد. با توجه به اینکه روش های کم خاک-ورزی اثر قابل توجه ای بر کاهش عملکرد گندم نداشتند می توان یکی از روش های کم خاک ورزی به ترتیب اولویت شامل 1- چیزل پکر، 2- خاک ورز مرکب (گاوآهن قلمی مجهز به غلطک)، 3- گاوآهن قلمی+ دیسک و 4- دیسک را با توجه به امکانات و دسترسی هر منطقه به این ادوات جایگزین خاک ورزی رایج نمود.
    کلیدواژگان: بی خاک ورزی، خاک ورزی حفاظتی، کم خاک ورزی، گندم آبی، مرور نظام مند
|
  • Pages 1-9

    Energy efficiency is in the production of agricultural and horticulture products. Due to the olives' compatibility in terms of resistance to water deficiency, olive cultivation has become popular in some parts of the country, including Ilam province. This study was conducted in 2019 with the aim of Economic Analysis Using the Cub-Douglas function of Production Olive in Ilam city. Information on the number of olive growers and yields was obtained from the Comprehensive Agricultural Data Structuring and Management System. The study included an economic analysis of olive production by analyzing human resources, electricity,  fossil fuels, chemical fertilizers and animal manure, pesticides, and water. The gross value,total production cost, interest-to-cost ratio, net profit (special profit), and gross profit of olive production were 17519366, 3928231, 3.46, 13591135, and 14669100 Tomans, respectively. The tensile strengths of manpower, gasoline, nitrogen fertilizer, livestock manure, water, and electricity were calculated to be 0.058, 0.01, 0.001, 0.038, 1.05, and 0.158, respectively. This study estimated APP and MPP of direct energies as higher than indirect energies. Average product productivity (APP) of renewable and non-renewable energy was obtained with coefficients of 1.046 and 1.252, respectively. Marginal physical product (MPP) of renewable and non-renewable energy was estimated with the coefficients of -0.735 and -0.026, respectively. The highest final product in Model 1 was water input. Direct energies' final productivity and average productivity were higher than indirect ones. Finally, due to the special profit and special profit obtained in this study, the economical production of olives is affordable.

    Keywords: Cub-Douglas function, Energy, Economic Analysis, Olive
  • Pages 11-20

    Greenhouse drying is one of the drying methods that can dry large amounts of agricultural products simultaneously. All greenhouse dryer models use solar radiation energy. Greenhouse dryers are very similar in appearance to a greenhouse in that the air inside is  heated by solar radiation, and the desiccants are dried inside. Because a large part of Isfahan province has a dry climate and has 300 sunny days a year, there is a high potential for using this type of dryer. The performance of this dryer depends on the airflow characteristics and the geometry of the dryer chamber. Therefore, this study aims to predict the behavior of airflow inside the chamber of greenhouse dryers using computational fluid dynamics (CFD) for the climate of Isfahan. For this purpose, the effect of sunlight intensity and external geometry of the dryer on the speed, temperature, and air pressure inside the chamber was investigated by Ansys Fluent 18 software. This study evaluated four common types of geometries for greenhouse dryers. These four types of geometry include a greenhouse with a convex roof, a one-sided sloping roof, a double-sided sloping roof, and a greenhouse with a convex roof and vertical walls, respectively. The simulation results were validated by comparison with experimental results obtained from other researchers. The results showed that the greenhouse with a convex roof and vertical walls had the best performance in the uniformity of airflow velocity inside the dryer. Also, the best performance in the uniform air temperature distribution inside the dryer was related to the double-sided sloping roof and the greenhouse with a convex roof and vertical walls. The lowest air pressure inside the dryer chamber was associated with the geometry of the greenhouse with the convex roof.

    Keywords: Airflow, Crops, Computational Fluid Dynamics, Greenhouse solar dryer, Sunlight intensity
  • Seyedeh Hoda Yoosefian, Rahim Ebrahimi *, Bahram Hosseinzadeh Samani, Ali Maleki Pages 21-30
    In this study, an anaerobic digester with pneumatic digester (PMD) was designed to ferment lignocellulosic compounds of wheat and rice straw and was compared with mechanical digester (MD). Ultrasonic pretreatment was performed with time values of 30 min, acid concentration of 1.905 %v/v and bagasse load of 6%. Then acid hydrolysis was performed in 45 min, acid concentration of 2.04 %v/v and temperature of 148.4 °C. Then biomass was poured for fermentation in PMD and MD digesters and the fermentation process took place within 20 days and the sampling sequence was every 5 days. According to the results, the pneumatic digester was able to produce 38.66% more bioethanol than the mechanical digester. H2S, CO and O2 compounds were also measured during fermentation. In the pneumatic digester, the production of H2S and O2 was lower than in the mechanical digester, but the amount of CO production in the pneumatic digester was significantly higher. Also, the amount of produced compounds created 50 fermentation predicted days was examined by the neural network and compared with the actual results. According to the results, it is possible to predict the trend of changes in fermentation compounds by the neural network and make a definite decision to ferment the straw, wheat and rice compounds. Finally, it can be said that with the help of pneumatic digestion system, the amount of harmful compounds produced during the process can be controlled and the amount of bioethanol production can be increased.
    Keywords: Bioethanol, Pneumatic, Fermentation, Digester, Stirrer
  • Pages 31-42

    Condition monitoring is one of the key elements in preventive maintenance. By using condition monitoring, maintenance can be programmed, or steps can be taken to prevent the side effects of a failure before its occurrence. With this definition, for failure detection, a deviation should occur in the base value of a parameter (such as temperature or vibrational behavior). Using this method is more economical than occurring a failure. By monitoring the condition of the tractor engine, we can take steps to reduce farm costs. In Iran, monitoring the conditions of tractors and their maintenance is underestimated and this is not performed based on the exact hour of operation. In this research, the lack of cleaning and servicing of the air filter (dirty filter) and the lack of appropriate valve clearance adjustment (low or high clearance) as independent variables were investigated on the sound level of the engine at the bottom of the cylinder head and cylinder block and also the engine's performance parameters, including exhaust temperature, fuel consumption, and opacity of exhaust gas. The tests were performed on an ITM285 tractor The results showed that both engine load and engine RPM have significant effects on engine exhaust gas opacity. While all factors have significant effects on fuel consumption. Moreover, the cleanliness of the air filter, the engine torque, and the engine RPM significantly affect the engine temperature. Engine load, engine speed, and valve clearance significantly affect the sound level of the engine cylinder head. Finally, the sound emitted from the engine block is significantly affected by engine speed.

    Keywords: engine, ITM285, Performance Parameters, Sound Analysis, Status Tracking
  • Pages 43-54
    The reason for drying is the long-term storage of food, minimizing the need for storage, packaging and reducing transportation costs. In this research, the aim is to use a combination of solar dryer with heat recovery system (MCHP) which, while storing energy, also makes temperature control possible. In the present study, the MCHP (Micro-scale Simultaneous Power and Heat Generation System) system consists of a single-cylinder diesel engine with a power of 4.5 hp and a maximum engine speed of 2,500 rpm, which runs on biodiesel fuel. The solar dryer also has a flat collector, inside which a heat exchanger is designed and built. A vacuum cleaner was used to direct hot air from the collector to the dryer chamber. The results showed that by increasing the gas valve (25%, 50%, 75% and 100%), the temperature of the exhaust gas before entering the heat exchanger increases. The second converter was designed and built in the collector. Outlet water temperature of the collector converter in different throttle positions (25%, 50%, 75% and 100%) respectively (37.5 ± 2.5, 43.3 ± 2.3, 49 ± 2 and 55 ± 2 ° degrees Celsius) was. Also, the drying time of barberry crop for temperature (70 ° C and a speed of 1.5 m / s) was shorter than the temperature and other velocities in this study.
    Keywords: Solar dryer, MCHP system, Heat exchanger, Drying time
  • Pages 55-64
    Site-specific agriculture is a subset of precision agriculture that aims to increase productivity as well as the quantity and quality of crops based on measuring spatial variation, soil and plant characteristics, and consumption of inputs as variables in time and space. The first step to fulfill this goal is to locate the agricultural machine in the relevant place so that the desired operation can be performed accordingly. In the current research, a ground positioning device with sensors for measuring the steering angle and the number of rotations of the moving wheel of the tractor has been developed. The system was field-tested with local positioning without needing external servers, and the data were compared with the output values of a GNSS receiver. The experiments were performed on asphalt, plowed and uncultivated fields as well as in sunny and cloudy conditions. The statistical design was based on randomized completeblocks as a factorial test in 2 × 2 × 3 with four replications. According to the obtained results, the X and Y axes data of the GNSS receiver and self-tracking device showed a significant difference at the 1% and 5% levels, respectively. Changes in environmental factors, including sunny/cloudy and the ground surface conditions on both the X and Y axes, did notsignificantly affect positioning by the GNSS receiver and the self-tracker. The accuracy of the tracker system in the X direction was found to be 25 cm and for the GNSS receiver 250 cm, while in the Y direction, this was 50 cm and 140 cm for the GNSS receiver. As a result, the tracker system was more accurate on both the X and Y axes. In addition, path deviation distances obtained with the GNSS receiver and the self-tracking device were significantly different at the 1% probability level. The accuracy of determining the distance in the selftracking system was 60 cm, while with the GNSS receiver, it was 400 cm. In general, the performance of the self-tracking system in finding the optimal trajectory was more accurate than the conventional GNSS receiver (without DC correction).
    Keywords: Self-navigation system, GNSS, Local navigation, Precision agriculture
  • Bahare Jamshidi Pages 65-76

    Due to the economic value and the high cost of various inputs used to produce agricultural products, measuring their quality characteristics using non-destructive methods, is an important requirement. Among various non-destructive techniques, optical spectroscopy methods are more important because they are rapid and easy to use. In this research, visible/near-infrared (Vis-NIR) (400-900 nm) spectroscopy was used to predict the quality characteristics of Thomson oranges. Some physicochemical properties of oranges including dimensions, weight, volume weight, soluble solids content (SSC), acidity (TA), pH, as well as SSC/TA and BrimA indices were determined. Vis-NIR spectra were pre-processed using different smoothing and normalization methods and their combinations. The results showed that the Vis-NIR spectroscopy with median filter and multiplicative scatter correction (MSC) pre-processing methods can well predict SSC (rp = 0.983) and pH (rp = 0.972) of Thomson oranges. Moreover, this technique combined with median filter and MSC methods could predict TA (rp = 0.771) and BrimA index (rp = 0.865) of Thomson oranges with acceptable results. The SSC/TA index was also predicted with acceptable results using Vis-NIR spectroscopy combined with the median filter and MSC methods (rp = 0.829). Therefore, Vis-NIR spectroscopy as a non-destructive technique can be used for quality evaluation of Thomson oranges.

    Keywords: Optical spectroscopy, Partial least squares, Visible-near infrared, Pre-processing
  • Naeim Loveimi *, Mohsen Soleymani, MohammadJavad Behvandi Pages 77-90

    Rice is one of the most important summer crops that is harvested in recent years by combine harvesters with different mechanisms. In this study, the amount of quantitative and qualitative losses of Champa cultivar in Ramhormoz city was evaluated by different combines. This research was conducted in a randomized complete block design with the method of split plots. The main plots were the crop moisture at harvest time included three levels: 19-21 percent (M1), 21-23 percent (M2) and 23-53 percent (M3) and the secondary plots were the combine types included four levels: cereal combine, with raspbar thresher (C1), cereal combine, with spike type thresher (C2), rice combine, World model, with spike type thresher (C3) and rice combine, Chery model, with spike type thresher (C4).The results showed that quantitative and qualitative losses related to moisture were significant. In terms of moisture the lowest and highest total quantitative losses obtained in M2 with 3.60 percent and in M1 with 3.87 percent, respectively; and the lowest and highest total qualitative losses obtained in M3 with 1.37 percent, and in M1 with 3.01 percent, respectively. Also, all the different components of quantitative losses, except for the head section, as well as the various components of qualitative losses related to the type of combine were significant. In terms of total quantitative losses, the lowest and highest values were belonged to C3 with 2.97 percent and C1 with 4.83 percent, respectively, and in terms of qualitative total losses, the lowest and highest values were belonged to C4 with 1.32 percent and C1 with 3.99 percent, respectively.

    Keywords: Qualitative losses, Quantitative losses, Rice Champa cultivar, Rasp bar thresher, Spike type thresher
  • Pages 91-103

    An experiment was conducted during 2017-2018 and 2019-2020 (the land was followed between two intervals) as a split-split plot in a randomized complete block design with three replications to investigate the effect of using the no-tillage method in different residues and variable planting depth in rainfed conditions. In this experiment, the main plots were crop residue levels with two levels (1- retaining only standing stubble and 2- retaining all residues), and subplots were opener types (1- Narrow shovel, 2- wide shovel, and 3- disc opener), and sub-sub-plots were planting depths with two levels (4-6 cm and 6-8 cm). This study used common direct drilling employed in the Markazi province for rainfed wheat cultivation (Hamedan Machine Barzegar, Jeiran Sanat Arya, and Taka Companies). Conventional tillage and planting methods (moldboard plow+cultivator+deep seeder) were also considered controls in each subplot. The planting depth uniformity coefficient, horizontal seed distribution uniformity coefficient, field germination percentage, and crop yield were measured in all treatments. The results showed that the effect of opener type and planting depth on the yield was statistically significant (p<0.5). The effect of residue in two years of cultivation on yield and measured traits was  insignificant and confirmed that the effect on yield and measured factors was no different. The direct seeding technique demonstrated a lower yield, while the conventional planting method with a deep seeder using the conventional common opener had the highest yield. The uniformity coefficient of vertical seed distribution is statistically significant (p<0.01), which indicates that the type of furrow opener can be effective in seed depth placement. With increasing planting depth, seed germination percentage and grain yield decreased. The findings also showed that employing the direct drilling method while reducing operation time has saved the amount of fuel consumption by an average of 75% compared to the conventional cultivation methods.

    Keywords: Direct drilling, planting depth, rainfed wheat yield, seed Establishment
  • Ahmad Heidari * Pages 105-115
    Conservation tillage can be an alternative system to conventional tillage of irrigated wheat crops in Iran due to its potential for protecting soil and water resources and reducing production costs. Many studies in Iran have investigated the effect of different tillage methods on various factors, such as yield, soil physical properties, costs, etc., in irrigated wheat cultivation. All available studies were systematically reviewed to gain a better perspective on the impact of tillage methods on wheat yield in Iran, and their findings were analyzed by meta-analysis. All articles published in Iranian journals, final reports of research projects, and related articles presented at congresses and student dissertations were reviewed using standard keywords Then, the articles and reports published in this field with the criteria for entering the research were entered into the meta-analysis after quality control using a random model. Finally, 40 studies were selected to compare minimum tillage methods with conventional tillage, and 21 were selected to compare no-tillage with conventional tillage. The results showed that the effect size (SMD) in minimum tillage and non-tillage methods were -0.42 and -1.18, respectively, indicating the negative effect of these methods on yield. Reduced tillage methods significantly reduced wheat yield (-2.87%) compared to conventional tillage. Also, no-tillage significantly reduced yield (-8.2%) compared to conventional tillage. Minimum tillage methods did not have much effect on reducing wheat yield. It is suggested that one of the minimum tillage methods, including 1- Chiselpaker, 2- combined tiller (chisel plow equipped with rollers), 3- chisel plow + disc, and 4- disc according to the facilities and access of each area to these tools, replaced conventional tillage (moldboard plow + disc harrow + leveler).
    Keywords: conservation tillage, Irrigated wheat, Meta-analysis, Minimum tillage, No till