فهرست مطالب

نشریه ماشین های کشاورزی
سال دهم شماره 1 (پیاپی 19، نیمسال اول 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/01/13
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سعید رضایی، مجید دولتی*، روزبه عباس زاده صفحات 1-10

    استفاده از روش های غیرشیمیایی یکی از راهکارهای بهبود جوانه زنی بذر به شمار می رود. به منظور بررسی اثر اعمال میدان مغناطیسی بر شاخص های جوانه زنی بذر و رشد گیاهچه پیاز، یک سامانه ی میدان مغناطیسی چهار قطبی طراحی و ساخته شد و با سامانه دوقطبی مورد مقایسه قرار گرفت. در سامانه چهارقطبی، هر یک از چهار کلاف سیم پیچ شامل سه لایه سیم پیچ و یک هسته فلزی است که هسته قابلیت حرکت در درون سیم پیچ را دارد. این قابلیت باعث تغییر شدت میدان مغناطیسی، علاوه بر تغییر از طریق تغییر جریان ورودی، خواهد شد. دو آزمایش مستقل با دو سامانه ی میدان مغناطیسی به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. فاکتورها شامل نوع سامانه (دو قطبی و چهار قطبی)، شدت میدان مغناطیسی (75، 150، 300 و 600 میکروتسلا) و مدت زمان اعمال میدان (15، 30، 60 و 120 دقیقه) بود. شاخص های مورد بررسی عبارت بودند از: درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی، متوسط زمان جوانه زنی، شاخص بنیه، طول ساقه چه، طول ریشه چه، وزن تر ساقه چه، وزن تر ریشه چه، وزن تر گیاهچه، وزن خشک ریشه چه و وزن خشک ساقه چه. به طور کلی نتایج نشان داد که میدان مغناطیسی بر روی شاخص های جوانه زنی و رشد گیاهچه پیاز تاثیر معنی دار داشته و سامانه چهارقطبی نبست به سامانه دوقطبی در بیشتر شاخص های مورد مطالعه عملکرد بهتری داشته است. در مورد غالب صفات (به جز وزن)، افزایش شدت میدان، منجر به کاهش صفات شد. سیستم چهارقطبی که میدان مغناطیسی 600 میکروتسلایی را به مدت 15 دقیقه به بذر اعمال کرد، باعث افزایش 63 درصدی وزن گیاهچه گردید. غالب صفات جوانه زنی تحت تاثیر مدت زمان اعمال میدان به بذر قرار نگرفتند. به هرحال بررسی های بیشتر در خصوص مدت زمان اعمال میدان نسبت به زمان اعمال شده در این مطالعه ضروری است.

    کلیدواژگان: پیاز، جوانه زنی بذر، رشد گیاهچه، سامانه چهار قطبی، میدان مغناظیسی
  • ایمان احمدی*، محسن بیگی صفحات 11-21

    هدف از پژوهش حاضر طراحی، ساخت و ارزیابی یک نمونه جدید از روتیواتور چرخش معکوس، همچنین توسعه فرمول های صحیح برای تخمین نیازهای گشتاوری و نیرویی آن با استفاده از قوانین مکانیک کلاسیک است. به منظور تایید مدل، نمونه اولیه دستگاه مورد آزمون قرار گرفت. فرض شد که چهار فرآیند در ایجاد گشتاور مورد نیاز ماشین دخالت دارند که عبارتند از: برش خاک، بالا برده شدن خاک، اصطکاک بین خاک و فلز و سرعت خاک. از سوی دیگر فرض گردید که مولفه افقی نیروی برش و اصطکاک بین خاک و فلز در ایجاد مقاومت کششی مورد نیاز ماشین نقش دارند. بر مبنای این فرض ها، فرمول های ریاضی برای تخمین نیازهای گشتاوری و مقاومت کششی ماشین توسعه داده شد. برای تسهیل در انجام محاسبات، فرمول ها وارد نرم افزار اکسل شد. بر مبنای نتایج این پژوهش مقاومت کششی و گشتاور متوسط اندازه گیری شده برای خاک‎ورزی خاک دارای بافت لوم رسی سیلت دار به ترتیب برابر با 8/16 نیوتن و 8/12 نیوتن متر به دست آمد. به علاوه مقاومت کششی و گشتاور متوسط تخمین زده شده به ترتیب برابر با 13 نیوتن و 8/11 نیوتن متر به دست آمد. شباهت مقادیر تخمین زده شده به مقادیر اندازه گیری شده بیانگر صحت فرمول های توسعه یافته در این پژوهش می باشد.

    کلیدواژگان: اندازه ‎گیری گشتاور و مقاومت کششی، گاوآهن دوار چرخش معکوس، مدل سازی تئوری
  • زهرا کاوسی*، محمدحسین رئوفت صفحات 23-35

    در این مقاله، عملکرد یک کارنده کشت مستقیم ذرت در زمین پوشیده از بقایای گندم (سه سطح پوشش بقایای 30، 45 و60 درصد، دو طرح کاشت روی پشته و داخل جوی، سرعت کاشت 4 و 8 کیلومتر بر ساعت) از طریق مشاهدات زمینی و هوایی ارزیابی شد. هدف از این مطالعه بررسی توانایی تصاویر گرفته شده توسط پرنده ی بدون سرنشین برای تشخیص فواصل بین بوته های ذرت و در نتیجه ارزیابی کیفیت عملکرد کارنده بود. داده های جمع آوری شده از زمین و تصاویر هوایی برای محاسبه شاخص های استقرار بذر شامل شاخص های چندتایی، نکاشت، کیفیت تغذیه، دقت و همچنین شاخص سرعت جوانه زنی برای هر پلات، استفاده شد. تصاویر اخذ شده از ارتفاع 10 متری (5/4 میلی متر بر پیکسل) نتایج خوبی با توجه به اهداف ما داشت. نتایج نشان داد که همبستگی قابل قبولی (ضریب همبستگی بین 94/0 تا 98/0) میان داده های زمینی و هوایی فاصله بین بوته های ذرت وجود دارد و می توان نتیجه گرفت که تصویربرداری هوایی انتخاب مناسبی برای ارزیابی استقرار بذر و تخمین سرعت جوانه زنی می باشد. داده های تصاویر هوایی مقادیر شاخص های کیفیت تغذیه و دقت را کمتر و مقادیر شاخص نکاشت را بیشتر از نتایج داده های زمینی تخمین زد و نتوانست داده های لازم برای محاسبه شاخص چندتایی را به دلیل دقت پایین تصاویر، حضور علف های هرز مابین ردیف محصول و هم پوشانی برگ ها فراهم کند.

    کلیدواژگان: پرنده بدون سرنشین، پوشش سطحی بقایا، تصویربرداری هوایی، شاخص های استقرار بذر
  • نیکروز باقری*، حسنا محمدی منور صفحات 37-48

    بیماری آتشک یکی از مخرب ترین بیماری باکتریایی درختان میوه دانه داردر سراسر جهان است. در سال های اخیر، طیف سنجی به عنوان یک روش دقیق و زمان واقعی برای تشخیص بیماری های گیاهی شناخته شده است. بنابراین، هدف اصلی این پژوهش تشخیص بیماری آتشک درختان گلابی در مراحل اولیه آلودگی با استفاده از طیف سنجی مرئی و مادون قرمز نزدیک است. برای دستیابی به این هدف، طیف بازتابی برگ های سالم، برگ های شبه بیمار و برگ های بیمار در محدوده طیفی نور مرئی و مادون قرمز نزدیک اندازه گیری شد. به منظور حفظ اطلاعات مهم طیفی و همچنین کاهش ابعاد داده ها، روش های مختلف خطی و غیرخطی مانند تجزیه و تحلیل PCA، نقشه برداری سامون و روش اتوکودر چندلایه (MAE) مورد استفاده قرار گرفت. خروجی روش های مذکور به عنوان ورودی برای روش طبقه بندی SIMCA با هدف تفکیک برگ سالم، بیمار و شبه بیمار به کار رفت. بر اساس نتایج، بهترین طبقه بندی با استفاده از روش PCA در طیف مشتقی، با دقت 8/95، 3/89 و 6/91 درصد به ترتیب برای نمونه های سالم، شبه بیمار و بیمار به دست آمد. این نتایج توانایی روش های یادگیری چندمنظوره را برای تشخیص زودهنگام بیماری آتشک با استفاده از طیف سنجی تایید می کند.

    کلیدواژگان: بیماری آتشک، تشخیص زود هنگام، سنجش از دور، طیف سنجی مرئی، مادون قرمز نزدیک، کشاورزی دقیق
  • سعیده بابازاده، پرویز احمدی مقدم*، آرش ثباتیان، فاروق شریفیان صفحات 49-58

    هدف اصلی این تحقیق، بررسی توانایی های دو روش غیر مخرب، تصویربرداری دیجیتال (DI) و تصویربرداری پس پراکنشی نور لیزر (LLBI)، روی تشخیص سم آلفا- سولانین در سیب زمینی است. نمونه های سیب زمینی در گروه های سالم و سمی براساس مقدار آلفا- سولانین موجود دسته بندی شدند. کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا (HPLC) برای تعیین مقدار آلفا- سولانین موجود در غده های سیب زمینیی استفاده گردید. نتایج طبقه بندی نشان داد که شبکه عصبی پرسپترون تک لایه می تواند سیب زمینی ها را با دقت 28/94% و 66/98% به ترتیب توسط سیستم های تصویربرداری دیجیتال و پس پراکنشی لیزر (رقم دونالد) طبقه بندی نماید. می توان گفت که سیستم های پس پراکنشی لیزر ممکن است از سیستم های تصویربرداری دیجیتال به دلیل دقت و سرعت بالای آن و همچنین قابلیت صنعتی شدن آن سبقت گیرد.

    کلیدواژگان: بررسی کیفیت، تصویربرداری پس پراکنشی، تصویربرداری دیجیتال، کروماتوگرافی مایع، گلیکوآلکالوئیدها
  • حدیث نعمت پور ملک آباد، محمدجواد شیخ داودی*، عیسی حزباوی، افشین مرزبان صفحات 59-72

    روش سطح پاسخ (RSM)، مجموعه ای از تکنیک های آماری و ریاضی برای طراحی آزمایش ها، مدل سازی، بهبود دادن و بهینه سازی فرآیندها می باشد. هدف از مطالعه حاضر مدل سازی و بهینه سازی عملیات پالایش آفلاین روغن هیدرولیک دروگر نیشکر به روش RSM بود. بدین منظور، اثرات متغیرهای مستقل ساعات کارکرد (250، 500 و 750 ساعت)، مش فیلتر مکشی دوقلو (7، 9 و 11 میکرون) و دفعات تصفیه روغن هیدرولیک (0، 1 و 2) روی متغیرهای وابسته آلودگی آب، سطح عدم تمیزی (NAS)، سیلیسیوم (Si)، ویسکوزیته (Vis) و عدد اسیدی روغن (TAN) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که همه ی مدل های به دست آمده برای آلودگی آب، سطح عدم تمیزی (NAS)، سیلیسیوم (Si)، ویسکوزیته (Vis) و عدد اسیدی روغن (TAN) برای توصیف داده های آزمایشی مناسب بودند. علاوه بر این تابع مطلوبیت نشان داد که شرایط بهینه عملیات پالایش آفلاین روغن هیدرولیک دروگر نیشکر شامل ساعت کارکرد 61/728 ساعت، مش فیلتر 7 میکرون و دفعات تصفیه روغن 2 بود. تحت این شرایط، مقدار پارامترهای آلودگی آب، سطح عدم تمیزی (تعداد ذرات 5 تا 15 میکرومتر)، Si، Vis و TAN به ترتیب برابر با ppm 63/187، 234000، ppm 91/5، 34/66 سانتی استوک و mg KOH/g 65/0 به دست آمد.

    کلیدواژگان: بهینه سازی، پالایش آفلاین روغن هیدرولیک، دروگر نیشکر، روش سطح پاسخ
  • پدرام قیاسی*، امین الله معصومی، عباس همت، غلامحسن نجفی صفحات 73-82

    برداشت آفتابگردان یکی از فرآیندهای مهم در زراعت آفتابگردان می باشد. آسیب دانه ای و بازده جداسازی کم از مشکلات برداشت آفتابگردان می باشند. در این مطالعه، سیلندر کوبنده با دندانه های لاستیکی و ضد کوبنده برای برداشت آفتابگردان طراحی و ساخته شد. سرعت سیلندر کوبنده، فضای کوبنده و رطوبت طبق آفتابگردان، پارامترهای مستقل در ارزیابی واحد کوبش تعیین شد. از رقم آفتابگردان آذر گل برای ارزیابی استفاده شد. آزمون ها در سه سطح سرعت سیلندر کوبند (280، 380 و 480 دور در دقیقه)، دو سطح فضای کوبنده (8 و 10 سانتی متر) و دو سطح رطوبت طبق آفتابگردان (20 و 45 بر اساس ماده تر) انتخاب شد. برای پیش بینی مقدار مواد جمع شده در هر بخش ضد کوبنده، شبکه عصبی مصنوعی ارائه شد. نتایج حاکی از آن است که دانه های آفتابگردان بدون آسیب توسط واحد کوبش، کوبیده می شود و مدل ارائه شده برای کوبش با ضریب همبستگی 99/0 می تواند مقدار مواد ریخته شده در هر بخش ضد کوبنده را پیش بینی کند. بر اساس مدل عصبی ارائه شده با کاهش رطوبت طبق آفتابگردان و فضای کوبنده و افزایش سرعت سیلندر کوبنده، بازده جداسازی واحد کوبش افزایش می یابد. نقطه بهینه کاری بر اساس مدل شبکه عصبی مصنوعی برای بیشینه کردن بازده جداسازی، رطوبت طبق آفتابگردان اساس ماده تر، سرعت سیلندر کوبنده 450 دور بر دقیقه و فضای کوبنده 5/10 سانتی متر تعیین شد.

    کلیدواژگان: برداشت آفتابگردان، مدل سازی کوبش، واحد کوبش
  • فرهاد خوشنام، مسلم نامجو* صفحات 83-92

    در این تحقیق جهت شبیه سازی روش سرعت بازگشت آونگ روی خربزه، تجزیه و تحلیل عددی نیرومندی پیشنهاد شد. تغییر پارامترهای ضربه روی دو رقم خربزه (زرد ایوانکی و سوسکی سبز) و در پنج مرحله رسیدگی بررسی شد. نتایج نشان داد که سرعت بازگشت، ارتفاع بازگشت، ارتفاع نسبی بازگشت، زاویه بازگشت، انرژی بازگشت و ضریب پس جهش (نسبت سرعت) با رسیدگی خربزه افزایش و انرژی جذب شده کاهش یافت. تجزیه و تحلیل رگرسیون رابطه خطی با معنی داری بالایی بین پارامترهای ضربه و پنج مرحله رسیدگی را نشان داد. نتایج تجزیه و تحلیل در تشخیص رسیدگی و از این رو در طبقه بندی بلوغ خربزه امکان پذیر است.

    کلیدواژگان: تجزیه و تحلیل ضربه، خربزه، روش غیر مخرب، سفتی
  • محمدحسین آق خانی*، موسی الرضا باغانی صفحات 93-102

    پوسته تخم پرندگان، به عنوان یک بسته بندی طبیعی، از مواد موجود در تخم در برابر آسیب های میکروبی و مکانیکی محافظت می کند. مصرف مقادیر مناسب کلسیم در جیره عذایی پرنده، به عنوان یک عامل مهم و موثر در افزایش قدرت و کیفیت پوسته تخم می تواند عوارض ناشی از مشکلات پوسته را کاهش دهد. در این مقاله، تاثیر کلسیم جیره غذایی در پنج سطح مختلف بر ویژگی های مهندسی تخم بلدرچین ژاپنی در گله بلدرچین مادر در اولین دوره تخم گذاری آن ها بررسی شده است. مقادیر میانگین جرم، حجم، جرم مخصوص، ضخامت پوسته، قطر بزرگ، قطر میانی و نیروی شکست در امتداد محورهای طولی و عرضی اندازه گیری شد. انرژی شکست یا چقرمگی، شیب منحنی پارگی (سختی)، تغییر شکل در امتداد محور طولی و عرضی تا نقطه شکست و همچنین تغییر شکل طولی و عرضی 450 عدد تخم بلدرچین مورد آزمایش بررسی و اندازه گیری شد. پارامترهای جرم مخصوص، ضخامت پوسته، نیروی شکست و شیب منحنی شکست تخم بلدرچین همگی بیانگر استحکام پوسته تخم بلدرچین بوده و در مقالات مختلف از هرکدام از این پارامترها برای نشان دادن استحکام و تغییرات استحکام پوسته استفاده شده است. در مطالعه ی حاضر تغییرات تمام پارامترهای بیانگر استحکام پوسته تخم در سطوح مختلف تغذیه ی کلسیم با یکدیگر همسو بوده و یکدیگر را تایید کردند. با افزایش مقدار کلسیم جیره غذایی بلدرچین از 5/1 به 3 درصد وزنی، حجم و وزن تخم بلدرچین کاهش یافته و ضخامت پوسته تقویت می شود. طبق نتایج به دست آمده، مقاومت پوسته تخم بلدرچین در امتداد محور عرضی کمی کمتر از محور طولی است، اما انعطاف پذیری و انرژی شکست تخم بلدرچین در محور طولی بسیار بیشتر است.

    کلیدواژگان: استحکام، پوسته تخم، کلسیم، ویژگی های فیزیکی، ویژگی های مکانیکی
  • صادق افضلی نیا*، علیرضا ضیایی صفحات 103-114

    در این تحقیق، اثر روش‎ های خاک ورزی حفاظتی و آبیاری بر خصوصیات خاک، عملکرد پنبه و کارایی مصرف آب در تناوب گندم-پنبه در قالب طرح آزمایشی اسپلیت پلات بررسی شد. فاکتور اصلی روش آبیاری شامل آبیاری سطحی، قطره ای نواری و بارانی بود. روش های خاک ورزی شامل بی خاک ورزی، کم خاک ورزی و خاک ورزی مرسوم نیز به عنوان فاکتور فرعی در نظر گرفته شدند. نتایج نشان داد که روش خاک ورزی اثر معنی داری بر عملکرد پنبه نداشت، در حالی که عملکرد پنبه تحت تاثیر معنی دار روش آبیاری قرار گرفت (p˂0.05). روش های آبیاری قطره ای نواری و بارانی در مقایسه با آبیاری سطحی مصرف آب را به ترتیب 51 و 28 درصد کاهش دادند. آبیاری قطره ای نواری بیشترین مقدار کارایی مصرف آب (324/0 کیلوگرم بر متر مکعب) را داشت و کمترین مقدار کارایی مصرف آب (146/0 کیلوگرم بر متر مکعب) مربوط به آبیاری سطحی بود. همچنین، نتایج نشان داد که روش های خاک ورزی و آبیاری اثر معنی داری بر جرم مخصوص ظاهری و نفوذپذیری خاک داشتند، به طوری که آبیاری قطره ای نواری و خاک ورزی مرسوم بیشترین نفوذپذیری خاک را داشتند و بیشترین جرم مخصوص ظاهری خاک مربوط به آبیاری قطره ای نواری و کم خاک ورزی بود.

    کلیدواژگان: پنبه، جرم مخصوص ظاهری خاک، روش های خاک ورزی، کارایی مصرف آب، نفوذپذیری خاک، مصرف آب
|
  • S. Rezaei, M. Dowlati*, R. Abbaszadeh Pages 1-10

    Non-chemical treatments are an approach for improving seed germination. In order to evaluate the effects of the magnetic field application on onion seed germination and seedling growth indices, a quadrupole magnetic field system was designed and fabricated. It was also compared with a dipole magnetic field system. In the quadrupole system, each coil consisted of three layers and the cores were moved inside the coils. These arrangements make it possible to change the magnetic field intensity in addition to input current setting. The experiments were conducted based on factors including the type of system (bipolar and quadrupole), magnetic flux density (75, 150, 300 and 600 μT) and duration of the field application (15, 30, 60 and 120 min). Germination percentage, germination rate, mean germination time, seedling vigor index, shoot length, root length, fresh weight of shoot and root, fresh weight of seedling, dry weight of shoot and root were measured. The results showed significant effects on seed germination and seedling growth of onion. In most germination characteristics, the quadrupole system had a better impact than the bipolar system. For many traits (except for weights), the increase in field intensity degraded the traits. Quadrupole system that applied the magnetic field of 600 μT for 15 minutes, yielded 63% increase in the total seedling weight. Most of the germination traits were not affected by exposure time. Further investigations are required for shorter exposure times compared to used durations in this study.

    Keywords: Magnetic field, Onion, Quadrupole system, Seed germination, Seedling growth
  • I .Ahmadi*, M. Beigi Pages 11-21

    The aim of this study is to design, fabricate and evaluate a new type of up-cut rotary tiller and to develop correct formulas to estimate its torque and draft force using the laws of classical mechanics. In order to verify the model, a real-sized prototype of the rotary tiller was tested. It was hypothesized that four processes are involved to create the rotary tiller torque, namely soil cutting, soil lifting, soil-metal friction, and soil velocity. Furthermore, it was assumed that the horizontal components of soil cutting and soil-metal friction forces create the required draft of the machine. Based on these hypothesizes, mathematical formulas were developed to calculate torque, and draft requirements of the machine. To facilitate performing necessary calculations, the developed formulas were entered in a worksheet of the MS Excel software. According to the results of this study, the average experimental draft and torque of the machine tilling a silty clay loam soil were 16.8 N and 12.8 Nm, respectively. Furthermore, the average theoretical draft and torque of the machine were 13 N and 11.8 Nm respectively. These promising results can be considered as the accuracy check of the formulas developed herein.

    Keywords: Theoretical modeling, Torque, draft force measurement, Up-cut rotary tiller
  • Z. Kavoosi*, M.H. Raoufat Pages 23-35

    In this paper, performance of a no-till corn planter in a soil covered with previous wheat residue was evaluated. Three levels of crop residue cover (CRC): 30, 45 and 60%, two planting schemes; on-bed and in-furrow and two forward speed: (4 and 8 km h-1) were considered as treatments. The field was evaluated by ground and air observations. The purpose of this study was to investigate the capability of aerial images captured by an unmanned aerial vehicle (UAV) in identifying the distances between corn seedlings and as a result, assessing the quality of planter performance. Collected data from ground and aerial imagery were used to calculate seed establishment indices including multiple index, miss index, quality of feed index, precision index and also emergence rate index (ERI), for each plot. Images captured from10 m altitude (4.5 mm pixel-1) could give satisfactory results in relation to our objectives. Our results show that acceptable correlations existed between terrestrial and aerial seedlings spacing data sets (0.94<R<0.98) suggesting the aerial imagery is a good choice for evaluating the seed establishment and estimating ERI. Aerial imagery data source underestimated quality of feed and precision indices, overestimated miss index and could not provide processed data range needed for computing multiple index due to low image resolution, weeds presence within crop rows and overlapping of leaves.

    Keywords: Aerial imagery, Crop residue cover (CRC), Seed establishment indices, Unmanned aerial vehicle (UAV)
  • N. Bagheri*, H. MohamadiMonavar Pages 37-48

    Fire Blight (FB) is the most destructive bacterial disease of pome fruit trees around the world. In recent years, spectrometry has been shown to be an accurate and real-time sensing technology for plant disease detection. So, the main objective of this research is early detecting FB of pear trees by using Visible-Near-infrared spectrometry. To get this goal, the reflectance spectra of healthy leaves (ND), non-symptomatic (NS), and symptomatic diseased leaves (SY) were captured in the visible–NIR spectral regions. In order to keep the important information of spectra and reduce the dimension of data, three linear and non-linear manifold-based learning techniques were applied such as, Principal Component Analysis (PCA), Sammon mapping and Multilayer auto-encoder (MAE). The output of manifold-based learning techniques was used as an input of the SIMCA (Soft independent modeling by class analogy) classification model to discriminate NS and ND leaves. Based on the results, the best classification accuracy obtained by using PCA on the 1st derivative spectra, with accuracy of 95.8%, 89.3%, and 91.6% for ND, NS, and SY samples, respectively. These results support the capability of manifold-based learning techniques for early detection of FB via spectrometry method.

    Keywords: Early detection, Fire blight, Precision agriculture, Remote sensing, Vis, NIR Spectrometry
  • S. Babazadeh, P. AhmadiMoghaddam, A. Sabatyan, F. Sharifian Pages 49-58

    The overall objective of this research is to check the abilities of two non-destructive techniques, the digital imaging (DI) and laser light backscattering imaging (LLBI), on detection of α-solanine toxicant in potatoes. Potato samples were classified in healthy and toxic categories based on the amount of α-solanine. For quantifying α-solanine in potato tubers, high-performance liquid chromatography (HPLC) has been used. The results of classification showed that single layer perceptron neural networks can classify potatoes with the accuracies of 94.28% and 98.66% by DI and LLBI systems (Donald cultivar), respectively. It can be said that LLBI systems might take precedent over DI systems due to their high accuracy, rapidity, and industrial capability.

    Keywords: Backscattering imaging, Digital imaging, Glycoalkaloids, Liquid chromatography, Quality inspection
  • H. Nematpour MalekAbad, M. J. Sheikhdavoodi*, I. Hazbavi, A. Marzban Pages 59-72

    The purpose of this study was to model and optimize the offline refinement operations of sugarcane harvester hydraulic oil using RSM. For this purpose, the effects of independent variables of operating hours (250, 500 and 750 hours), Twin Dip Filter Mesh (7, 9 and 11 microns) and hydraulic oil refining times (0, 1 and 2) on variables of water contamination, uncleanness level (NAS), silicon (Si), viscosity (Vis) and oil acid number (TAN) were evaluated. The results indicated that all models were suitable for water contamination, uncleanness level (NAS), silicon (Si), viscosity (Vis) and oil acid number (TAN) for describing experimental data. In addition, the desirability function showed that the optimum conditions for the offline refinement operations of the hydraulic oil of the sugar cane harvester included 728.61 operating hours, the 7-micron filter mesh, and the two refining times of the oil. Under this condition, the amount of water contamination, the uncleanness level (particles 5 to 15 micrometers), Vis, Si, and TAN were equal to 187.63 ppm, 234000, 5.91 ppm, 66.34 centistokes and 0.65 (mg KOH g-1), respectively.

    Keywords: Offline Refinement of Hydraulic Oil, Optimization, Response Surface Method, Sugarcane harvester
  • P. Ghiasi*, A .Masoumi, A .Hemmat, G. Najafi Pages 73-82

    Harvesting is one of the most important field operations in sunflower production. Seed damage and low separation efficiency are the top concerns of harvesting sunflower. In this study, a threshing cylinder with rubber teeth and a concave for harvesting sunflower were designed and evaluated. The variable parameters were threshing cylinder speed (TCS), threshing space (TS) and moisture content (MC) of sunflower head. Azargol variety was used to evaluate the threshing unit. The tests were performed at three cylinder speed levels (280, 380 and 480 rpm), two threshing spaces (8 and 10 cm) and two moisture content of sunflower head based on the crop condition (20% and 45% wet basis). An ANN model was developed to predict the amount of materials in each part of the concave. Results showed that the sunflower seeds had no damage during the threshing process and the presented model could predict the amount of materials in each part of the concave with a regression coefficient R2=0.95. Based on the ANN model, with a decrease in MC and TS, and an increase in TCS, the separation efficiency was increased. Furthermore, optimal parameters for the threshing unit which were suggested by Design Expert software to maximize the separation efficiency were 18% w.b, 450 rpm and 10.5 cm for MC, TSC, and TS, respectively and in this condition separation efficiency was determined to be 94.92%.

    Keywords: Sunflower harvesting, Threshing model, Threshing unit
  • F.Khoshnam, M. Namjoo* Pages 83-92

    A robust numerical analysis was proposed for simulating the rebound velocity pendulum method for melon. For considered varieties (Zard-Eyvanekey and Sousky-Sabz varieties), the change in impact parameters (extracted from excitation by pendulum) was studied for five stages of ripening. With the melon ripeness, the rebound velocity, rebound height, relative rebound height, rebound angle, rebound energy and coefficient of restitution (velocity ratio) increased, while the absorbed energy decreased (from 37.6 to 27.9 MJ for Zard-Eyvanekey and from 38.5 to 27.9 MJ for Sousky-Sabz). The regression analysis showed a highly significant linear relationship (coefficient of determination, R² more than 0.8059) between impact parameters and five stages of ripening. So the results of the analysis are feasible in ripening detection and hence in the classification of the melon maturity.

    Keywords: Firmness, Impact analysis, Melon, Non-destructive method
  • M. H. Aghkhani*, M. Baghani Pages 93-102

    The eggshell of birds, as a natural shield and package, protects the tissues inside it from microbial and mechanical damages. Proper intake of calcium, as an important and effective factor in increasing the strength and quality of the eggshell, could reduce complications. In this paper, the effect of dietary calcium at five different levels on engineering features of Japanese quail eggs in a in their first laying period was investigated. The values for an average of mass, volume, specific mass, shell thickness, major diameter, central diameter and rupture force along the longitudinal and transverse axes were measured. Rupture energy or toughness, slope of the rupture curve (hardness), deformation along the longitudinal and transverse axis to the point of rupture as well as longitudinal and transverse deformation of 450 tested quail eggs (3 period of time, 5 treatment of calcium, 5 replication, 6 observation) were measured. The characters of the specific mass, shell thickness, rupture force, and slope of the rupture curve of quail eggs indicate the strength of quail egg. In this study, variations in all parameters indicating shell strength at different levels of dietary calcium were consistent with each other. Five different treatments with 1.5%, 2%, 2.5%, 3%, and 3.5% calcium content were supplied for the study. By increasing the calcium content of the quail diet from 1.5 to 3 wt%, the volume and weight of quail eggs dropped and shell thickness was reinforced. According to the results, the shell strength of quail eggs along the transverse axis was slightly less than the longitudinal axis, but the flexibility and energy required for quail egg rupture were much greater across the longitudinal axis.

    Keywords: Calcium, Eggshell, Mechanical properties, Physical properties, Strength
  • S. Afzalinia*, A. Ziaee Pages 103-114

    In this study, the effect of conservation tillage and irrigation methods on the soil properties, cotton yield, and water productivity was evaluated in a wheat-cotton cropping system in the form of a split-plot experimental design. The main plots were irrigation using the three methods including surface irrigation, drip tape irrigation, and sprinkler irrigation. Tillage methods including zero tillage, reduced tillage, and conventional tillage were considered as subplots in this research. Results showed that tillage methods had no significant effect on cotton yield; whereas, the cotton yield was significantly affected by irrigation methods (p˂0.05). Tape and sprinkler irrigation methods saved water compared to surface irrigation for 51% and 28%, respectively. The maximum water productivity (0.324 kg m-3) was obtained from the tape irrigation and the minimum water productivity (0.146 kg m-3) was related to surface irrigation. Results also indicated that irrigation and tillage methods had a significant effect on the soil bulk density and infiltration rate so that drip tape irrigation and conventional tillage had the highest infiltration rates, and tape irrigation and reduced tillage had the highest soil bulk density.

    Keywords: Cotton, Soil bulk density, Soil infiltration rate, Tillage methods, Water consumption, Water productivity