فهرست مطالب

Iran Agricultural Research
Volume:32 Issue: 2, Winter and Spring 2014

  • تاریخ انتشار: 1392/11/18
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سید مهدی نصیری*، رامین جعفری صفحات 1-10
    قهوه ای شدن سیب کیفیت میوه را کاهش می دهد. تلاش برای کاهش صدمه در اثر قهوه ای شدن اهمیت ویژه ای در طراحی و توسعه فرآیند ها و تجهیزات پس از برداشت دارد. هدف اصلی این پژوهش معرفی روش تحلیلی برای پیش بینی مقدار مجاز بارهای استاتیکی وارد بر میوه سیب بود. برای این منظور یک نیروی متمرکز بر روی یک کره شبیه سازی شده از میوه وارد شد. مقدار انرژی کرنشی کل جسم با استفاده از انتگرال سه گانه تعیین گردید. برای واسنجی نتایج تعدادی آزمون های فشاری با استفاده از دستگاه تست فشاری صورت پذیرفت. آزمون ها در دو دمای مختلف صفر و 25 درجه سانتی گراد صورت پذیرفت و سپس نمونه های بارگذاری شده در دمای مشابه نگهداری شدند. طبق نتایج بین مقدار انرژی کرنشی ذخیره شده از روش تحلیلی و مقادیر متناظر حاصل از روش آزمایشگاهی رابطه ای چند جمله ای با ضریب تبیین 990/0 برقرار است. همچنین مشخص شد که گسترش سطح قهوه ای شدن با مقدار انرژی ذخیره شده با خطایی کمتر از 6/3 درصد قابل پیش بینی است.
    کلیدواژگان: قهوه ای شدن سیب، مدل سازی ریاضی
  • رامین جعفری*، سید مهدی نصیری صفحات 11-20
    صدمات مکانیکی وارد بر محصولات کشاورزی در مراحل مختلف از تولید تا مصرف می تواند سبب کاهش کیفیت محصول شود. صدمات می تواند به عللی چون اعمال بارهای استاتیکی و یا ارتعاشی باشد که در فرآیندهایی مانند برداشت، حمل و نقل و یا دسته بندی به محصول اعمال می شود. در پژوهش حاضر فرآیند قهوه ای شدن میوه سیب در اثرتماس میوه سیب با یک سطح صلب به کمک روش اجزای محدود شبیه سازی شد. مدل سه بعدی اجزای محدود با سه لایه مختلف طراحی گردید. قسمت گوشت سیب توسط مکانیزم اتصال چسبی در مدل اجزای محدود به هسته میانی متصل شد. نیروی نقطه ای مناسبی متناسب با فشار دیواره بر روی پوست سیب اعمال گردید. مقادیر انرژی کرنشی الاستیک، پلاستیک و کل و نیز تنش وارد بر میوه برای تخمین پدیده قهوه ای شدن مکانیکی محاسبه گردید. به منظور واسنجی داده ها از تست فشاری توسط دستگاه تست فشار استفاده شد. منحنی های نیرو- جابجایی ترسیم شد و مقدار انرژی کرنشی با محاسبه سطح زیر منحنی نیرو- جابجایی بین نقاط صفر تا 5/1، 3 و 5/4 میلی متر جابجایی در پنج تکرار محاسبه شد. نتایج مشاهده ای نشان داد که با افزایش میزان جابجایی خارجی اعمال شده به سیب، سطح منطقه قهوه ای افزایش می یابد. تطابق مناسبی بین سطح منطقه قهوه ای و میزان انرژی کرنشی ذخیره شده در میوه مشاهده گردید. سایر نتایج نشان داد که میزان قهوه ای شدن سیب تحت تاثیر مدول الاستیسیته پوست قرار دارد. با افزایش مدول الاستیسیته پوست سیب، سطح منطقه قهوه ای کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: قهوه ای شدن سیب، اجزای محدود، نگهداری میوه
  • رضا راسخی، محمدحسین رئوفت* صفحات 21-38
    تولید انبوه مرکبات در ایران لزوم درجه بندی کیفی این محصولات را برای ورود به بازار های جهانی ایجاب می کند. تحقیق حاضر به منظور طراحی و ساخت یک دستگاه سورتز میوه بر اساس اندازه انجام گرفت. سخت افزار متشکل از دو بخش بود. بخش اول واحد جمع آوری تصویر شامل یک دوربین، یک بازوی روبات و مدارهای کنترل بود. واحد دوم یک عملکرد روبات و مارهای مربوطه را شامل بود. به منظور انجام عمل سورتینگ ابتدا تصاویر اخذ گردید هر دو مدل برای تعیین آستانه اندازه انتخاب گردیدند. از سوی دیگر الگوریتم دو مدل یاد شده با شبکه عصبی مصنوعی (ANN) ادغام گردید. سپس مدل پرسیپترون ضد لایه با مقدار متنوعی تابع آموزشی و مقداری نوسان تشکیل گردید. از هر کدام از الگوریتم های یاد شده برای تقسیم پرتقال به سه گروه اندازه های کوچک- متوسط و بزرگ استفاده گردید. نتایج سوتینگ انجام شده با اندازه واقعی میوه ها که توسط فرد متخصصی تعیین شده بود مقایسه شد. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که حداکثر خطا در تقسیم میوه ها محدود به 1/1 درصد می باشد. اندازه ظرفیت متوسط دستگاه برابر با یک تن بر ساعت است که با به کار گیری واحد های موازی تا 10 تن بر ساعت قابل افزایش است. نتایج کلی حاکی از آن است که میوه هایی نظیر پرتقال می تواند با فناوری معرفی شده با هزینه کم و دقت بالا تفکیک گردد.
    کلیدواژگان: اندازه پرتقال، سورتر مرکبات و شبکه عصبی مصنوعی
  • علی محمد شیرزادی فر، محمد لغوی*، محمدحسین رئوفت صفحات 39-54
    یک سامانه خاص مکانی سمپاشی موضعی بین ردیفی و بلادرنگ بر مبانی ماشین بینایی ساخته و ارزیابی گردید. وضوح هر تصویر 480×640 پیکسل بود و سطحی از کشتزار به ابعاد 240×350 میلی متر متشکل از چهار بخش 60×350 میلی متری را پوشش می داد. تصاویر گرفته شده توسط دو نرم افزار LabView و MatLab پردازش گردید. از الگوریتم 2G-R-B برای محاسبه نسبت پوشش علف هرز و جدا سازی گیاه از زمینه خاک استفاده شد. دقت سمپاشی در سه سرعت پیشروی 2، 4 و 6 کیلو متر در ساعت در آزمون آزمایشگاهی ارزیابی گردید. تاثیر سرعت پیشروی بر تاخیر در پاشش بهنگام استفاده از نرم افزار MatLab معنی دار ولی با استفاده از LabView معنی دار نبود. الگوریتم تحلیل دوتایی نشان داد که نرخ طبقه بندی نادرست گیاه و خاک به ترتیب (3/1± 4/2) % و (101 ± 8/2) % و نرخ طبقه بندی درست گیاه و خاک به ترتیب (1/1 ± 96) % و (3/1 ± 8/93) % است. اجرای آزمون مزرعه ای تیمارهای پخش علف کش شامل پاشش موضعی هدفمند، متداول (یکنواخت) و بدون پاشش (کنترل) در سه سطح پوشش علف هرز (کم، متوسط و زیاد) مورد مقایسه قرار گرفت. در تیمار پاشش موضعی محلول 2-4-D با غظلت 35/. درصد فقط بر روی علف های هرز انجام شد، در حالی که در کرت های تیمار متداول، پاشش همان علف کش بطور یکنواخت و پیوسته انجام شد. نتایج نشان داد که میزان علف کش مصرفی در کرت های پاشش موضعی متناسب با سطح پوشش علف هرز است و بطور متوسط موجب صرفه جویی 75 درصدی علف کش میگردد و این در حالی است که تاثیر اعمال علف کش بصورت موضعی در از بین بردن علف های هرز به همان اندازه پاشش یکنواخت می باشد.
    کلیدواژگان: کنترل علف هرز، سمپاشی موضعی، کاربرد علف کش، ماشین بینایی، کاربرد با نرخ متغیر
  • مریم هاشمی، سید حسین میردهقان*، همایون فرهمند صفحات 55-70
    گل داودی یکی از مهم ترین گل ها می باشد که هم به صورت گلدانی و هم به صورت بریدنی در بازارهای جهانی داد و ستد می شود.در این پژوهش، اثرات محلول های نگهدارنده حاوی تیمول (75 و 125 میلی گرم در لیتر)، منتول (75 و 125 میلی گرم در لیتر) و اوژنول (75 و 125 میلی گرم در لیتر) روی حفظ کیفیت و افزایش عمرگل جایی گل بریده داودی در محیط سردخانه (دمای 1±3 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 80-75 درصد) بررسی شد. ساکارز 4 درصد به همه تیمارها اضافه شد و آب مقطر و ساکارز 4% به عنوان تیمار شاهد استفاده شد. در مقایسه با شاهد (08/31 روز)، بیشترین عمر گل جایی در گل های تیمار شده با تیمول 125 میلی گرم در لیتر (58/59 روز) و پس از آن تیمول 75 میلی گرم در لیتر (17/59 روز) به دست آمد اگرچه تفاوت معنی داری با سایر محلول های نگهدارنده نداشتند. در بین تیمارها؛ تیمول 75 و 125 میلی گرم در لیتر در مقایسه با شاهد و سایر تیمارها، با کاهش پژمردگی گلبرگ و افزایش جذب محلول نگهدارنده، وزن تازه نسبی گل، مواد جامد محلول گلبرگ، پایداری غشاء برگ، قطر گل و عمر گل جایی به عنوان بهترین تیمار شناخته شد.
    کلیدواژگان: بسته شدن آوندی، پژمردگی گلبرگ، اسانس های گیاهی، محلول نگهدارنده، میکروارگانیزم
  • رحیم مطلبی فرد*، نصرت الله نجفی، شاهین اوستان صفحات 71-88
    به منظور بررسی تاثیر شرایط مختلف رطوبت خاک و کودهای روی و فسفر بر روی و آهن قابل استخراج خاک دو آزمایش به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی و با دو تکرار در شرایط آزمایشگاهی انجام شد. آزمایش اول با فاکتورهای زمان انکوباسیون در چهار سطح (1، 10، 30 و 60 روز)، رطوبت خاک در دو سطح (FC و FC6/0)، کود فسفر در دو سطح (صفر و 60 میلی گرم P بر کیلوگرم خاک) و کود روی در دو سطح (صفر و 20 میلی گرم Zn بر کیلوگرم خاک) انجام شد. آزمایش دوم با فاکتورهای کود روی در دو سطح (صفر و 20 میلی گرم Zn بر کیلوگرم خاک)، کود فسفر در دو سطح (صفر و 60 میلی گرم P بر کیلوگرم خاک) و چرخه های مرطوب و خشک شدن در سه سطح (1، 10 و 20 چرخه) اجرا شد. نتایج نشان داد که با افزایش زمان انکوباسیون روی و آهن قابل استخراج کاهش یافت. مصرف روی در شرایط رطوبت خاک FC باعث افزایش روی قابل استخراج در تمام زمان های انکوباسیون شد. مصرف فسفر باعث کاهش روی و آهن قابل استخراج در اکثر زمان های انکوباسیون و رطوبت خاک شد. با افزایش تعداد چرخه های مرطوب و خشک شدن و افزایش زمان انکوباسیون روی قابل استخراج کاهش یافت. به جز مصرف 20 میلی گرم روی و 60 میلی گرم فسفر بر کیلوگرم خاک در شرایط رطوبت خاک FC6/0، تفاوت معنی داری بین رطوبت ثابت و چرخه های مرطوب و خشک شدن از نظر روی قابل استخراج وجود نداشت.
    کلیدواژگان: رطوبت خاک، روی، فسفر، قابل استخراج، مرطوب و خشک شدن
  • مهوش زارعی، بهرام بانی نسب*، علی اکبر رامین، محسن پیرمرادیان صفحات 89-100
    هدف از این پژوهش بررسی اثرات تنک شیمیایی بر تغییرات فصلی عناصر معدنی در برگ و میوه درختان سیب رقم سلطانی بود. تیمارهای آزمایش شامل شاهد (تنک نشده)، اسید نفتالن استیک در غلظت های 5 و 10 میلی گرم در لیتر، نفتالن استامید در غلظت های 25 و 50 میلی گرم در لیتر، بنزیل آدنین در غلظت های 50 و 100 میلی گرم در لیتر و کارباریل در غلظت های 500 و 1000 میلی گرم در لیتر بود که در زمانی که میوه ها قطری حدود 8 تا 10 میلی متر داشتند، روی درختان محلول پاشی شد. نتایج نشان داد در طول فصل رشد غلظت نیتروژن، فسفر و پتاسیم برگ کاهش در حالی که کلسیم و منیزیم افزایش یافت. غلظت ترکیبات معدنی میوه نیز با افزایش سن میوه ها تغییر یافت به گونه ایی که با بلوغ میوه ها غلظت عناصر فوق کاهش یافت. بسیاری از ترکیبات شیمیایی تنک کننده کاربردی سبب تغییر در غلظت نیتروژن و پتاسیم برگ شد در حالیکه بر غلظت فسفر، کلسیم و منیزیم برگ اثری نداشت. تنک شیمیایی سبب افزایش غلظت فسفر، پتاسیم و منیزیم میوه ها شد. بر اساس نتایج این تحقیق تنک شیمیایی با اثر بر تجمع برخی عناصر غذایی در میوه سیب به خصوص فسفر و پتاسیم قادر است سبب بهبود کیفیت میوه ها شود.
    کلیدواژگان: سیب، تنک شیمیایی، عناصر معدنی
|
  • S. M. Nassiri*, R. Jafari Pages 1-10
    Bruising degrades the quality of fresh apple fruits. Reducing bruise damage is of utmost importance in designing and developing processing equipments. The main objective of the present study was to introduce an analytical method to predict the allowable static load applicable to apple fruits. To predict the strain energy absorbed by the fruit، a point load was applied on the solid spherical object. The strain energy of the spherical element was extended to the whole body using a triple integral in the spherical domain. In order to verify the results، a series of compression tests were carried out using a universal testing machine on an apple kept at two different storage and initial fruit temperatures (zero and 25oC). The results showed a strong polynomial relation with a coefficient of determination of 0. 990 between the value of the theoretical stored strain energy and the experimental one. Also، it was found that the size of the bruised area can be determined by its corresponding theoretical stored strain energy with an error less than 3. 6 percent.
    Keywords: Apple bruise, Bruise, Mathematical modeling
  • Ramin Jafar*, S. M. Nassiri Pages 11-20
    Mechanical damage degrades fruit quality in the chain from production to the consumption. Damage is due to static، impact and vibration loads during processes such as harvesting، transportation، sorting and bulk storage. In the present study finite element (FE) models were used to simulate the process of static bruising for apple fruits by contact of the fruit with a hard surface. Three dimensional finite element models with three different layer material models were developed. The force relation between the cortex and elastic core was simulated using a gluing mechanism. An external point load simulating the wall pressure was applied on the fruit skin. The elastic، plastic and total strain energies in apple fruits were calculated to estimate mechanical bruising. In order to validate the simulated data، compression tests were carried out using a universal testing machine. Force-deformation graphs were plotted and the area of the region restricted by the curve and deformation axis between zero and 1. 5، 3 and 4. 5 mm deformations were obtained at five replications to assess the stored strain energy in the fruit. Results revealed that any increase in applied external displacement increased the bruised area. A high correlation (r=0. 994) was observed between bruised area and amount of stored strain energy. Other results indicated that the bruised area highly depended on skin elasticity. Increasing in skin modulus of elasticity decreased the bruised surface.
    Keywords: Apple bruising, Finite element, Fruit storing
  • R. Rasekhi, M. H. Raoufat* Pages 21-38
    The high production of orange fruit in Iran calls for quality sorting of this product as a requirement for entering global markets. This study was devoted to the development of an automatic fruit sorter based on size. The hardware consisted of two units. An image acquisition apparatus equipped with a camera، a robotic arm and controller circuits. The second unit consisted of a robotic actuator with required electronic circuits. For sorting purposes، an appropriate image processing technique was applied and two models of size thresholds were developed and incorporated in a number of image processing algorithms، which were، in turn، combined with Artificial Neural Network (ANN) techniques for classifying purposes. Multi Layer Perceptron models with various training functions and diverse numbers of neurons were also applied. Each algorithm was used to sort oranges into desired size groups (Small، Medium and Large). The sorter test rig was able to classify the product into three categories with considerably low errors. Although all twelve algorithms had acceptable results، those based on Red and Green segmentation were more satisfactory. For real time evaluation purposes، four algorithms، segmenting based on R color band، and two size threshold models were combined to form 8 comprehensive algorithms، which were used along with the ANN model at the evaluation stage. Results showed that algorithms based on Area، Perimeter and the ANN model، exhibited lower errors. Sorting records of each algorithm were compared to the relevant sorting data brought about by experts. Results show that sorting error can be as low as 1. 1%. Although the average capacity of the single sorter was limited to 1 t. h-1، the capacity can be markedly increased by adapting a bank of sorters in parallel mode. The study revealed that orange fruits can be sorted using the introduced techniques at high speed، high accuracy and low costs.
    Keywords: Artificial Neural Network, Citrus sorter, Orange Size
  • A. M. Shirzadifar, M. Loghavi*, M. H. Raoufat Pages 39-54
    A real-time، site-specific، machine-vision based، inter-row patch herbicide application system was developed and evaluated. The image resolution was 640 × 480 pixels covering a total area of 350 mm x 240 mm of a field composed of four quadrants of 350 mm x 60 mm each. The image frames were processed by LabView® and MatLab®. The developed algorithm، based on weed coverage ratio and segmentation method for separating soil from plants، was chosen to be 2G-R-B. The unit was lab-tested to evaluate the accuracy of the sprayer at three travel speeds of 2، 4 and 6 km h-1. The effect of travel speed on spraying delay was not significant when using LabView®، while it was significant when MatLab® was used for image processing. A binary analysis algorithm showed that misclassification rates for plant (MCRP) and soil (MCRS) were (2. 4±1. 3) % [mean±SD] and (2. 8±0. 7) %، respectively and correct classification rates for plants (CCRp) and soil (CCRs) were (96 ±1. 1) % and (93. 8±1. 3) %، respectively. During the field test، three herbicide application treatments consisting of target patch spraying، conventional (uniform) spraying and no spraying (control) were compared at three levels of weed coverage (low، medium and high). In the patch spraying treatment، a spray mixture of 2-4-D (0. 35%) was sprayed only over the weed patches، while the conventional treatment plots received uniform and continuous applications of the same mixture. The result showed that the herbicide used in each patch spraying plot was proportional to the weed coverage level. On average، the target application resulted in 75% less herbicide consumption compared to the conventional application، while the patch spraying application was as effective as the conventional application for the eradication of weeds.
    Keywords: Herbicide application, Machine vision, Patch spraying, Variable Rate Application, Weed control
  • R. Motalebifard*, N. N. Najafi, S. S. Oustan Pages 71-88
    To evaluate effects of different soil moisture conditions namely، phosphorus (P) and zinc (Zn) application، on extractable Zn and Fe، two experiments were conducted in laboratory conditions based on a completely randomized design with a factorial arrangement of treatments with two replications. The first experiment was performed with the following factors; incubation time at four levels (1، 10، 30 and 60 days)، soil moisture at two levels (0. 6 FC and FC)، P fertilizer at two levels (0 and 60 mg P per kg of soil) and Zn fertilizer at two levels (0، and 20 mg Zn per kg of soil). The second experiment was conducted with two Zn levels (0 and 20 mg Zn per kg of soil)، two P levels (0 and 60 mg P per kg of soil) and three wetting-drying cycles (1، 10 and 20 cycles). The results showed that the extractable Zn and Fe decreased by time. The application of Zn fertilizer under FC conditions resulted in higher amounts of extractable Zn in all incubation times. The application of P reduced the extractable Zn and Fe in most incubation times and moisture conditions. By increasing the number of wetting-drying cycles and the duration of incubation time، the extractable Zn decreased significantly. There were no significant differences between constant moisture and wetting-drying cycles on the extractable Zn، except for the application of 60 mg P and 20 mg Zn per kg of soil under 0. 6 FC conditions.
    Keywords: Extractable, Phosphorus, Soil moisture, Wetting, drying, Zinc
  • M. Zarei, B. B. Baninasab*, A. A. Ramin, M. Pirmoradian Pages 89-100
    The purpose of this study was to elucidate the effects of chemical thinning on seasonal variations of leaf and fruit mineral compositions of ‘Soltani’ apple trees. Treatments، including unthinned control، naphthalene acetic acid (NAA) at 5 and 10 mg L-1، naphthaeneacetamide (NAD) at 25 and 50 mg L-1، benzyladenine (BA) at 50 and 100 mg L-1 and carbaryl at 500 and 1000 mg L-1 were applied when fruit diameters were about 8 to10 mm. The results showed that leaf nitrogen (N)، phosphorus (P) and potassium (K) concentrations decreased، whereas calcium (Ca) and magnesium (Mg) increased during the season. Fruit mineral concentration changed with the age of the fruits. All nutrients decreased with fruit maturation. Most chemical thinners affected leaf concentrations of N and K but not P، Ca and Mg. Chemical thinning increased the fruits’ P، K and Mg concentrations. It is concluded that fruit chemical thinning may affect the accumulation of some nutrients، especially P and K in apple fruits and could improve fruit quality as well.
    Keywords: Apple, Chemical thinning, Mineral nutrients