فهرست مطالب

  • پیاپی 73 (پاییز و زمستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/12/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • ضرغام فاضل نیاری، امیرحسین افکاری سیاح*، یوسف عباسپور گیلانده صفحات 1-18

    دستیابی به دانش پایه بینایی ماشین در کنترل کیفی بذر گندم اهمیت ویژه ای دارد. در این پروژه، با تهیه سخت افزار و نرم افزار مناسب، تصویر 21000 عدد نمونه دانه، تهیه و با الگوریتم طراحی شده پردازش شد. نود و یک ویژگی شکل، بافت و رنگ محاسبه و رتبه بندی شد. از میان پنج مدل طبقه بندی کننده، بیشترین صحت کل، طبقه بندی در مدل شبکه عصبی مصنوعی با دو لایه پنهان و به کار گیری 35 ویژگی برتر اول به دست آمد. در آزمون این مدل با استفاده از داده های مستقل، صحت طبقه بندی برای گندم سفید درشت، گندم سفید کوچک، گندم سفید شکسته، گندم سفید چروکیده، گندم قرمز، جو و چاودار به ترتیب 100، 7/96، 3/99، 3/90، 99، 7/99، 98 درصد و میانگین آنها 6/97 درصد محاسبه شده است. صحت کل طبقه بندی در مدل های تحلیل تفکیک خطی، تحلیل تفکیک درجه دوم، K- نزدیک ترین همسایگی و شبکه عصبی مصنوعی با یک لایه پنهان به ترتیب 95، 7/96، 6/91 و 3/97 درصد به دست آمده است. در شرایط این تحقیق، سیستم بینایی ماشین شامل دوربین دیجیتال صنعتی و طبقه بندی کننده مدل شبکه عصبی مصنوعی دو لایه، با صحت خوبی قابل استفاده در بررسی کیفیت ظاهری بذر گندم تشخیص داده شده است.

    کلیدواژگان: داده کاوی، طبقه بندی دانه، کاهش ویژگی، کنترل کیفیت، گواهی بذر
  • محمد حجازیان*، مجید لطفعلیان، سلیمان محمدی لیمایی صفحات 19-34
    در این مطالعه، به منظور تعیین مکانیزاسیون بهینه حمل ونقل اولیه چوب در جنگل های هیرکانی ایران، ماشین های فعلی شامل Timberjack 450C، HSM 904، تراکتور کشاورزی و برخی ماشین های جدید شامل LKT 81، TAF 690، Vimek 610 و Mowi 650 مورد بررسی قرار گرفتند. از روش برنامه ریزی آرمانی که روشی برای بهینه سازی چند هدف، شامل: زیست محیطی، اقتصادی، عملکرد، ارگونومیک است، استفاده شد. نتایج بررسی های اقتصادی نشان می دهد که در حال حاضر برای حمل گرده بینه، اسکیدرهای Timberjack 450C و HSM 904 نسبت به ماشین های دیگر هزینه حمل و نقل کمتری دارند و به لحاظ اقتصادی همچنان ماشین های مقرون به صرفه ای هستند. استفاده از تراکتور کشاورزی برای حمل هیزم و کاتین مقرون به صرفه نیست و گزینه اقتصادی جایگزین، تریلر Mowi 650 است. با این جایگزینی، هزینه حمل هیزم و کاتین 44 درصد کاهش می یابد. نتایج بهینه سازی با استفاده از برنامه ریزی آرمانی و لحاظ کردن همه هدف ها نشان می دهد که برای حمل گرده بینه و هیزم، اسکیدر LKT 81 و فورواردر Vimek 610 باید جایگزین ماشین های فعلی شود. با این جایگزینی، هزینه حمل برای گرده بینه 15 درصد افزایش و برای هیزم و کاتین 10 درصد کاهش می یابد. در حال حاضر مکانیزاسیون حمل ونقل اولیه چوب در جنگل های هیرکانی از لحاظ هدف های چهارگانه این مطالعه، بهینه نیست و نیاز به تغییر دارد. در مدیریت ماشین آلات جنگل، جنبه های زیست محیطی و ارگونومیک باید مورد توجه قرار گیرد.
    کلیدواژگان: برنامه ریزی آرمانی، جایگزینی، مدیریت ماشین آلات جنگل، ماشین های فعلی، هزینه بهره برداری
  • رضا رحیمی، محمدحسین کیانمهر*، سیدرضا حسن بیگی، پیام زرافشان صفحات 35-52

    یکی از روش های استفاده از فضولات دامی، فشرده سازی و پلت کردن آن است که باعث سهولت در حمل و نقل، کاهش بو و آزادسازی تدریجی نیتروژن می شود. برای پلت کردن کود دامی از دستگاه های اکسترودر و پلت کننده دیسکی استفاده می شود. از آنجا که تکه های سنگ و مواد اضافی موجود در کود انبار شده، باعث آسیب رساندن به دستگاه های پلت سازی می شود، جداسازی سنگ از کود قبل از فرآوری از جمله ضروریات فرآوری کود خواهد بود. در این تحقیق، یک دستگاه جداساز گرانشی با هدف جداسازی سنگ از کود طراحی و ساخته شد. با تغییر سه پارامتر شیب صفحات جداساز مواد، رطوبت کود و اندازه ابعاد سنگ و کود، عملکرد دستگاه ساخته شده ارزیابی شد. بدین منظور سطوح آزمایش برای شیب صفحات جداساز 10، 15 و 20 درجه، برای رطوبت کود 10، 30 و 50 درصد رطوبت و برای اندازه تکه های سنگ و کود 10 و کمتر از 10، بین 10 تا 20 و بین 20 تا 50 میلی متر درنظر گرفته شد. بامقایسه میانگین ها، بیشترین بازده جداسازی سنگ از کود با دستگاه (به میزان81/76 درصد)، در سطح شیب 10 درجه، رطوبت 50 درصد و تکه سنگ های 10 و  کمتر از 10 میلی متر، به دست آمد.

    کلیدواژگان: آبشاری، ارتعاش، پلت، صفحات شیبدار، مواد زیست توده
  • مجید روزبه*، علی خانی صفحات 53-66
    در سیستم های خاک ورزی حفاظتی، بقایای زیاد محصولات زراعی بر سطح خاک، کارایی کارنده های کاشت مستقیم و در نتیجه تولید محصول را پایین می آورد و بدین گونه پذیرش این سیستم ها توسط کشاورزان را محدود می کند. برای ارزیابی کارایی کارنده کاشت مستقیم در روش های مختلف مدیریت بقایای محصولات و اثر آن بقایا بر عمق کاشت، سرعت جوانه زنی، یکنواختی عمق کاشت و ظرفیت مزرعه ای موثر در زراعت ذرت، مطالعه ای مزرعه ای با استفاده از طرح  بلوک های کامل تصادفی با چهار تیمار و پنج تکرار اجرا گردید. تیمارها شامل رها کردن بقایای گیاهی (T1)، بیرون بردن (T2)، خرد کردن (T3) و دیسک زدن آنها (T4) بود. از تحلیل عاملی به منظور گروه بندی و تعیین موثرترین شاخص های کارایی کارنده استفاده شد. نتایج بررسی ها نشان داد که روش های مختلف مدیریت بقایای گیاهی تاثیر معنی داری بر ظرفیت مزرعه ای موثر، عمق کاشت، سرعت جوانه زنی و یکنواختی عمق کاشت ذرت دارد. کمترین میزان عمق کاشت و یکنواختی توزیع عمودی بذر در روش T1 مشاهده شد. یافته ها نشان می دهد تاثیر روش های مختلف مدیریت بقایای گیاهی بر سرعت جوانه زنی و یکنواختی عمق کاشت به ترتیب به صورت T2>T3>T1>T4و T2>T3>T4>T1 است. نتایج حاصل از تحلیل عاملی نشان می دهد که سرعت جوانه زنی، عمق کاشت و یکنواختی عمق کاشت برجسته ترین شاخص های کارایی کارنده کاشت مستقیم ذرت شناخته می شوند.
    کلیدواژگان: تحلیل عاملی، خاک ورزی حفاظتی، سرعت جوانه زنی، کارایی کارنده، مدیریت بقایای گیاهی
  • اردشیر اسدی*، اورنگ تاکی صفحات 67-82
    با کمبود منابع آب، زراعت چغندرقند با استفاده از نشای ریشه لخت مورد توجه قرار گرفته است؛ ارایه سامانه ای مکانیزه برای تولید این نوع نشا در خزانه، به توسعه این روش کمک می کند. برای انتخاب روش مناسب کاشت در مرحله اول، در یک آزمایش اسپلیت پلات بر پایه طرح آماری بلوک های کامل تصادفی دو روش کاشت ارزیابی شد: روش پخشی و روش خطی کاشت بذر (فاکتور اصلی) و استفاده کردن یا استفاده نکردن از پوشش شن (فاکتور فرعی) از نظر تاثیر بر شاخص های سبز محصول و تعداد نشاهای قابل استحصال (نشا های قابل کاشت در زمین اصلی). پس از دوره رشد، برای انتخاب ماشین مناسب برداشت، در کرت های یکی از فاکتور های فرعی چهار تیمار برداشت شامل: استفاده از غده کن تیغه ای، غده کن غربال دار، ترکیب ماشین های تیغه ای و غربال دار و روش دستی از نظر تاثیر بر آسیب های مکانیکی و نیروی کارگری صرف شده برای جمع آوری نشا ها در قالب طرح آزمایشی بلوک های کامل تصادفی مقایسه شدند. نتایج بررسی ها نشان می دهد روش پخشی بذر به همراه استفاده از پوشش شن، با برقراری توزیع افقی یکنواخت تر بوته ها، نسبت به روش خطی و بهبود درصد سبز نسبت به بستر بدون شن، می تواند مناسب ترین روش برای تامین تعداد نشای لازم برای سطحی معادل 10 برابر زمین خزانه معرفی شود. در مقایسه تیمار های برداشت نیز مشخص شد که استفاده از ماشین غربال دار آسیب های مکانیکی را به شکلی چشمگیر افزایش می دهد. زیربر کردن نشاها با غده کن تیغه ای ضمن دربرداشتن کمترین میزان نشا های بریده شده و کاهش نیروی کارگری به میزان 30 درصد نسبت به روش دستی، مناسب ترین روش در میان فناوری های موجود قابل توصیه است.
    کلیدواژگان: خاکپوش شن، خزانه چغندرقند، کندن نشا، نشای چغندر قند
  • علی اکبر صلح جو*، سیدمنصور علوی منش صفحات 83-92

    از عوامل موثر بر کارآیی ادوات خاک ورزی می توان به درصد رطوبت خاک، شکل هندسی تیغه و سرعت پیشروی تراکتور اشاره کرد. برای تعیین تاثیر خاک ورز جدید کج ساق بر میزان خرد شدن خاک، این پژوهش در قالب طرح آماری کرت های دو بار خرد شده با سه تکرار اجرا شد. کرت اصلی، رطوبت خاک شامل 10-7، 13-10 و 16-13 درصد؛ کرت فرعی، سرعت پیشروی تراکتور شامل 5، 5/7 و 10 کیلومتر در ساعت؛ و کرت فرعی- فرعی، فاصله بین تیغه های کج ساق شامل 12، 16 و 20 سانتی متر بود. پارامترهای رطوبت خاک، سرعت پیشروی تراکتور و میانگین قطر وزنی ذرات خاک (MWD) اندازه گیری شد. نتایج تحقیق نشان می دهد که سرعت پیشروی تراکتور، فاصله بین تیغه های کج ساق و درصد رطوبت خاک در زمان خاک ورزی بر میزان MWD موثر هستند. با افزایش سرعت پیشروی تراکتور و رطوبت خاک و کاهش فاصله بین تیغه های کج ساق، میزان MWD کاهش می یابد. یافته های این تحقیق  نشان می دهد که تکنولوژی خاک ورز جدید کج ساق، پتانسیل افزایش سرعت پیشروی در عملیات خاک ورزی را به همراه کاهش کلوخه ایجاد شده را دارد و می تواند باعث بهبود شرایط کاری و کاهش زمان تهیه بستر بذر شود.

    کلیدواژگان: خاک ورزی، خردشدن خاک، شکل هندسی تیغه
  • سیامک مصلحی رودی، محمدحسین عباسپورفرد، محمدحسین آق خانی* صفحات 93-112

    در این مطالعه یک مدل نرم افزاری از واحد پاشنده کودپاش گریز از مرکز شبیه سازی و عملکرد پاشش آن با تیغه های مختلف طراحی شده بررسی شد تا مناسب ترین تیغه برای پاشش کودهای پلت انتخاب شود. تیغه های بررسی شده در این مطالعه شامل پنج طراحی شاهد، ذوزنقه ای، ذوزنقه ای زاویه دار، ناودانی و نبشی بودند. به منظور اعتبارسنجی نتایج نرم افزاری با حالت عملی، یک ماشین پاشنده آزمایشگاهی منطبق با قسمت پاشنده کودپاش گریز از مرکز تجاری ساخته شد. الگوی پاشش تیغه های طراحی شده به صورت عملی در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار بررسی شد. اثر نوع طراحی به عنوان متغیر مستقل بر دو متغیر الگوی پاشش عرضی ایستای کل (TTSP) و درجه غیریکنواختی پاشش (CV) به عنوان متغیرهای وابسته برای انتخاب مناسب ترین الگوی پاشش و رسیدن به مناسب ترین تیغه در حالت آزمایشی استفاده شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد تیغه ذوزنقه ای در میان سایر تیغه ها بهترین عملکرد پاشش را در عرض پاشش موثر دارد (18/0C=v) و پس از آن به ترتیب تیغه های نبشی (29/0C=v)، ناودانی (38/0C=v)، ذوزنقه ای زاویه دار (57/0C=v) و شاهد (64/0C=v) قرار دارند که این ترتیب هم در حالت نرم افزاری و هم در حالت آزمایشی صادق است. بررسی وضعیت انطباق نتایج شبیه سازی شده با حالت آزمایشی نشان می دهد برای تمام تیغه ها، انطباق قابل قبولی بین نتایج مدل سازی و آزمایشگاهی وجود دارد (90/0≤R2).

    کلیدواژگان: آباکوس، الگوی پاشش ایستا، شبیه سازی، طراحی تیغه، غیریکنواختی پاشش
  • بهزاد بهزادی مکوندی، علی محمد برقعی*، ارژنگ جوادی، سعید مینایی، مرتضی الماسی صفحات 113-128
    مطالعه روی پارامترهای زیستی ماهی قزل آلا با روش سنتی (متکی بر عوامل انسانی و غیر اتوماتیک)، به دلیل مشکلات جدی مانند انتقال بیماری، مرگ بر اثر استرس، بی دقتی ها ، زمان بر بودن و... کارایی پایینی دارد. در این پژوهش، به کارگیری یک سامانه بینایی ماشین، مبتنی بر ویدیونگاری شامل محفظه تصویربرداری و نورپردازی، برای غلبه بر مشکلات روش سنتی پیشنهاد شده است. شیوه عمل برای اندازه گیری پارامترهای زیست سنجی ماهی، ویدیونگاری از حرکت ماهی حین عبور از اتاقک تاریک است. تصویر های منتخب از ویدیوی گرفته شده، پردازش شد. در این روش، طول، سطح رویه، وزن، میزان غذای مصرفی ویژه و فاکتور رشد ماهیان قزل آلا در شرایط کاملا کنترل شده اندازه گیری و به عنوان ملاک مقایسه (کنترل یا شاهد) به کار گرفته شده است. برای تخمین وزن ماهی از طریق پارامترهای اندازه گیری شده، شش مدل ریاضی به کارگیری شد و از این میان از مدل توانی وزن- طول به عنوان بهترین مدل برای تخمین وزن ماهی استفاده شده است. دقت سیستم در تخمین فاکتورهای زیست سنجی ماهی بزرگتر از 90 درصد و قابلیت سامانه در تخمین غذای مورد نیاز ماهی در فرایند رشد برابر با 98 درصد به دست آمده است.
    کلیدواژگان: بینایی ماشین، ویدئو نگاری، فاکتور رشد
  • علی رشادصدقی*، ابوالفضل ناصری، خسرو محمدی قرمزگلی صفحات 129-144
    در ایران، شوری مساله ای فراگیر و محدودکننده تولیدات کشاورزی است، به طوری که بخش وسیعی از مناطق خشک و نیمه خشک کشور دارای خاک شور و سدیمی با درجات مختلف است. خاک و آب شور از منابعی هستند که با مدیریت صحیح و با شناخت کامل مساله می توان از آن ها استفاده لازم را برد. این تحقیق با هدف ارزیابی کارایی ماشین خطی کار کف کار برای کاشت مکانیزه گندم در خاک های شور حاشیه دریاچه ارومیه اجرا شده است. تیمارهای آزمایشی شامل: الف) کاشت با خطی کار در کف جویچه های با عرض 60 سانتی متر، ب) کاشت با خطی کار در کف جویچه های با عرض 100 سانتی متر، ج) کاشت با خطی کار در زمین هموار و آبیاری غرقابی است. برای تجزیه و تحلیل آماری داده ها  از طرح بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار استفاده شد. روش های کاشت از نظر شاخص های درصد سبز شدن بذرها، عملکرد دانه و اجزای عملکرد گندم، مقدار آب مصرفی، بهره وری مصرف آب و نحوه توزیع شوری خاک پس از هر دور آبیاری ارزیابی و مقایسه شدند. طبق نتایج به دست آمده، تیمارهای آزمایشی روش های کاشت در هیچ یک از شاخص های اندازه گیری شده با هم اختلاف معنی دار (در سطح 5 درصد) نداشتند. با کاهش عرض جویچه آبیاری از 100 به 60 سانتی متر، شوری خاک در کف جویچه 37 درصد کاهش یافت. مشخص شد میانگین بهره وری مصرف آب در روش کاشت در جویچه 60 سانتی متری حدود 40 درصد نسبت به میانگین بهره وری مصرف آب در تیمارهای دیگر بیشتر است. نتایج تحقیق نشان می دهد روش کاشت گندم با خطی کار در کف جویچه های 60 سانتی متری می تواند در مناطق نیمه خشک با خاک های شور توصیه شود.
    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، بهره وری مصرف آب، شوری خاک، کاشت داخل جویچه، گندم
  • الیاس دهقان*، سیدمحمدجواد افضلی صفحات 145-158

    کشاورزان برای کاهش مقاومت کششی خاک های سنگین رسی، ابتدا زمین را آبیاری می کنند (ماخار) و پس از گاورو شدن خاک، خاک ورزی را شروع می کنند. در این پژوهش، پنج روش خاک ورزی- کاشت از نظر شاخص های مصرف سوخت، مدت زمان مورد نیاز برای تهیه بستر و کاشت بذر، نفوذی پذیری خاک، تعداد بوته در متر مربع، تعداد علف های هرز وعملکرد دانه گندم، در یک خاک رسی در استان خوزستان و به روش بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار مقایسه شدند؛ این پنج روش خاک ورزی- کاشت عبارت اند از: کاشت به صورت بی خاک ورزی در خاک خشک بدون ماخار (T1)، یک بار دیسک زدن بدون ماخار + کارنده بی خاک ورز (T2)، ماخار+ کارنده بی خاک ورز در خاک گاورو (T3)، ماخار+نم کاری با کارنده بی خاک ورز (T4)  و ماخار+ دوبار دیسک زدن + کاشت با خطی کار (T5 شاهد). نتایج بررسی ها نشان می دهد که از نظر عملکرد دانه، تیمارهای T5 (شاهد) و T4 به ترتیب با 5287 و 5168 کیلوگرم بر هکتار، از دیگر تیمارها برترند. بیشترین تعداد علف های هرز با 34/42 بوته در مترمربع در T3 دیده می شود، اما در T5 با وجود آبیاری ماخار، بیشتر علف های هرز سبز شده با دوبار دیسک زدن از بین رفته اند و تراکم علف های هرز به 33/7 بوته در متر مربع رسیده است. به طور کلی، در صورت وجود آب و فرصت کافی برای ماخار، T4 نسبت به شاهد برتری دارد و دلیل آن حذف آبیاری اول، کاهش مصرف سوخت (از 11/34 به 35/11 لیتر بر هکتار) و کاهش مدت زمان مورد نیاز برای تهیه بستر و کاشت بذر (از 91/2 به 4/0 ساعت بر هکتار) است وگرنه روش T2 پیشنهاد می شود که در آن عملکرد دانه (4734 کیلوگرم بر هکتار)، و 30 درصد کاهش در مصرف سوخت و 57 درصد کاهش در مدت زمان مورد نیاز برای تهیه بستر و کاشت بذر، نسبت به شاهد، برای آن به دست آمده است.

    کلیدواژگان: خاک ورزی، کشت مستقیم، ماخار، نم کاری
  • سجاد میرزایی، جلال خدائی*، سمیرا زارعی صفحات 159-172

    خاک ورزی مرحله مقدماتی تولید محصولات کشاورزی است و مقدار بالایی از انرژی در این مرحله مصرف می شود. با توجه به بحران انرژی و انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از مصرف سوخت های فسیلی، باید در کاهش مصرف انرژی تا حد ممکن تلاش شود. هدف از این مطالعه موردی بررسی اثر پارامترهای طراحی و عملیاتی کولتیواتور بر میزان مصرف سوخت و مقاومت کششی به هنگام خاک ورزی با کولتیواتور 8 شاخه ای با هندسه تیغه مشخص در خاکی با بافت رسی با رطوبت مشخص است. آزمایش ها با استفاده از روش سطح پاسخ و طرح مرکب مرکزی با در نظر گرفتن سه سطح برای سرعت پیشروی تراکتور (3، 5 و 7 کیلومتر بر ساعت)، سه سطح عرض تیغه (5، 10 و 15 سانتی متر) و سه عمق خاک ورزی متفاوت (6، 12 و 18 سانتی متر) اجرا شدند. از نرم افزار Design Expert 8.0.6 برای تجزیه و تحلیل داده های آزمایش استفاده شد. نتایج بررسی ها نشان داد که پارامترهای عرض تیغه، سرعت پیشروی، و عمق خاک ورزی اثر معنی داری در سطح یک درصد بر مصرف سوخت و مقاومت کششی دارند. متغیرهای مستقل به صورت معادلات رگرسیونی مرتبه دوم مدل سازی شدند و نقاط بهیه آنها به دست آمد. بالاترین مطلوبیت در عمق خاک ورزی 18 سانتی متر، سرعت 7 کیلومتر بر ساعت و عرض تیغه 5 سانتی متر به دست آمد.

    کلیدواژگان: خاکورزی، عرض تیغه، مدل رگرسیونی، مقاومت کششی
  • عادل واحدی* صفحات 173-192

    هدف از این مطالعه، بررسی الگوی مصرف انرژی، کارایی مزارع گندم، مشخص کردن مزارع کارا و تعیین میزان بهینه انرژی مصرفی در تولید گندم آبی استان البرز با استفاده از تکنیک ناپارامتری تحلیل پوششی داده ها (DEA) است. اطلاعات مورد نیاز تحقیق با تکمیل پرسشنامه با مصاحبه حضوری و مطالعات اسنادی در سال 1397 جمع آوری شد. این مطالعه بر پایه دو خروجی (گندم و کاه) و هشت ورودی اجرا و داده های مورد نیاز آن از بیست مزرعه گندم استان البرز جمع آوری شد. کل انرژی مصرفی و ستانده در تولید گندم آبی این استان به ازای هر هکتار به ترتیب 84/45458 و 28/162169 مگاژول محاسبه شد. شاخص کارایی انرژی، بهره وری انرژی و افزوده خالص انرژی به ترتیب 57/3، 27/0 کیلوگرم بر مگاژول و 44/116710 مگاژول بر هکتار به دست آمد. بیشترین مقدار مصرف انرژی (06/43 درصد از کل انرژی مصرفی در تولید گندم) در کود شیمیایی دیده شده است. مثبت بودن افزوده خالص انرژی نشان می دهد که تولید گندم آبی در استان البرز توجیه پذیر است. در رویکرد بازده به مقیاس ثابت و بازده به مقیاس متغیر به ترتیب 4 و 10 مزرعه گندم کارا تشخیص داده شدند. متوسط کارایی فنی، کارایی فنی خالص و کارایی مقیاس مزارع به ترتیب 893/0، 990/0 و 901/0 محاسبه شد. مقدار صرفه جویی انرژی در تولید گندم آبی استان 51/3 درصد به دست آمد و نشان می دهد با توجه به توصیه های این مطالعه و با حفظ سطح فعلی عملکرد محصول گندم، می توان به طور متوسط 62/1610 مگاژول به ازای هر هکتار زمین زیر کشت گندم در مصرف انرژی صرفه جویی کرد.

    کلیدواژگان: ستانده، شاخص های انرژی، صرفه جویی انرژی، کارایی فنی، نهاده
|
  • Zargham Fazel Niari, AmirHossein Afkari Sayyah *, Yousef Abbaspour Gilandeh Pages 1-18

    The acquisition of basic knowledge in quality control of wheat seed using machine vision technology is important. The objective of this research was to develop hardware and appropriate software to determine seven-grain groups in wheat seed samples. Ninety-one features were extracted through 21000 single seed images and the shape, texture and color features were ranked. Five classification models were investigated. The highest classification accuracy was obtained by artificial neural network with two hidden layers and the first 35 superior features. In the test run of this model with independent data, classifying accuracy for big white wheat, small white wheat, broken white wheat, wrinkled white wheat, red wheat, barley and rye were 100, 96.7, 99.3, 90.3, 99, 99.7, and 98 percent respectively with the average of 97.6 %. Shape features were more prominent and textural and color characteristics followed it respectively. Average classification accuracy in models of linear discriminant analysis, quadratic discriminant analysis, K- nearest neighbor and artificial neural network with a hidden layer were 95, 96.7, 91.6 and 97.3 % respectively. In the context of this study, the machine vision system comprising an industrial digital camera and artificial neural network with two hidden layers was identified as a valuable system in the investigation of the visual qualities of wheat seeds.

    Keywords: Data Mining, feature reduction, grain classification, quality control, Seed Certification
  • Mohammad Hejazian *, Majid Lotfalian, Soleiman Mohammad Limaei Pages 19-34
    In this study, in order to determine the optimal mechanization of the wood primary transportation in the Hyrcanian forests of Iran, current machines including Timberjack 450C, HSM 904 and agricultural tractor and number of new machines including LKT 81, TAF 690, Vimek 610 and Mowi 650 were investigated. The Goal Programming technique, a multi-objective optimization method, including environmental, economic, performance, ergonomics, was used. The results showed that Timberjack 450C and HSM 904 skidders had less log transporting costs compared to other machines, and economically are still cost-effectively machines. For the transporting of firewood, Farm tractor is not cost-effectively and the alternative economic option is Mowi 650 trailer. In the case of replacement, the cost of firewood transporting will decrease by 44%. Optimization results, using goal programming regarding all the goals, have shown that existing machines should be replaced by the LKT 81 skidder and the Vimek 610 forwarder to transport logs and firewoods, respectivlly. With the replacement, the costs of log transporting will increase to 15% and the costs of firewood transporting will decrease to 10%. Currently, the mechanization of wood transportation in Hyrcanian forests is not optimal in terms of quadratic goals and needs to be changed. In the forest machinery management, the environmental and ergonomic aspects should be taken into consideration.
    Keywords: Current machines, Forest machinery management, Goal programming, Logging Cost, Replacement
  • R. Rahimi, M. H. Kianmehr *, S. Reza Hassan Beigi, Payam Zarafshan Pages 35-52

    One of the methods of using livestock exhaust is compressing and pelletting it, which causes facilitation of transportation, reduction of odor and gradual release of nitrogen. For manure pelleting, extruder and disk pelleting are used. Since the stones existing materials in the stored manure cause damage to the pelletting apparatus, so the removal of the stone from the manure before the processing is necessary. In this research, with the aim of separation the rock from the manure, a gravity separator was designed and fabricated. The performance of the device was evaluated by changing the three slope parameters of the material separator plates, manure moisture content and the size of the stone and manure dimensions The changed level was for 10, 15 and 20 ° slopes of separators, 10, 30 and 50% of the moisture content of manure, and for the particle size of less than 10, 10 to 20 and 20 to 50 mm. The maximum device separation efficiency of the stone from the manure was 76.81% at 10 ° slope, 50% moisture content and a particle size less than 10 mm.

    Keywords: biomass, Cascade, Pellet, Slope plates, Vibration
  • Ali Khani Pages 53-66
    Heavy crop residue on the soil surface impedes no-till drill performance and subsequent crop production in conservation tillage systems and therefore limit its adoption by farmers. Therefore, a field study was conducted to determine the effects of various residue management methods on no-till drill performance. The experimental design was a randomized complete block in five replications. The residue management systems were in four levels of leaving (T1), removing (T2), chopping (T3) and disking (T4). Factor analysis was used to group and identify the most effective indicators of drill performance. The results showed that various residue management methods had a significant effect on planting depth, the speed of emergence, effective field capacity, and depth uniformity. The minimum planting depth and depth uniformity observed for the T1 treatment in the corn crop. The findings revealed that the speed of emergence and depth uniformity was in the order T2>T3>T1>T4and T2>T3>T4>T1 in the corn crop. The results of factor analysis indicated that speed of emergence, planting depth and uniformity of depth were identified as the most effective indicators for evaluating no-till drill performance indexes.
    Keywords: Conservation tillage, Crop residue management, Drill performance, Emergence speed, factor analysis
  • Ardeshir Asadi *, Orang Taki Pages 67-82
    Using bare-root seedlings for sugar beet farming has been given special attention due to recent droughts and introducing a mechanized system for production of seedlings in the nursery is important. To determine an appropriate sowing pattern, a split plot experiment based on the complete randomized blocks design was arranged to evaluate the effect of two seed distribution patterns including drilling and broadcasting (main plots) and applying of sand mulch or without sand (sub plots) on emergence indexes and number of applicable seedlings. To determine the most appropriate digging machine for the seedlings, four digging treatments including: undercutting with a blade digger, digging and sifting with a chain digger, undercutting and digging in two passes with the equipment of first two treatments and digging and picking by labour were compared in terms of quantitative losses and labour requirement in one of the subplots of the planting experiment. The results showed that broadcasting pattern along with applying sand mulch, having more uniform horizontal distribution compared to drilling and higher seed emergence than bare bed, can be introduce as the most appropriate system to host the required number of seedlings for an area equal to 10 times of the nursery. Evaluation of digging treatments revealed that employing the chain digger caused a high percentage of quantitative losses. Undercutting the seedlings by a blade digger, having lowest percentage of damaged seedlings and 30% cut in lobour forces compared to the manual digging, is recommended as the most applicable method among the available technologies.
    Keywords: Sand mulch, Sugar-beet nursery, Seedling digging, Sugar-Beet Seedling
  • Aliakbar Solhjou *, SeiidMansur Alavimanesh Pages 83-92

    The factors influencing the efficiency of tillage tools are such as soil moisture content, tool geometry and forward speed. This study was a spilit-spilit plot experimental design with three replications to determine the effect of new bent leg tillage on soil pulverization. Treatments were three soil moisture content levels of 7-10, 10-13 and 13-16 as the main plots, three forward speeds of 5, 7.5 and 10 km/h as the sub-plots and three blade spaces of 12, 16 and 20 cm as the sub-sub-plots. In this research, the effect of bent leg tillage on soil moisture content, forward speed and clod mean weight diameter (MWD) were studied. Results indicated that forward speed, shank spaces and soil moisture content during tillage affected MWD. Increasing forward speed and soil moisture content during tillage and also reducing blade spaces reduced MWD. The findings show that the technology of the new bent leg tillage has the potential to increase forward speed during tillage operation with reducing MWD. Also, it can improve work-rate and reduce the time of seed-bed preparation.

    Keywords: Tillage, Tool Geometry, Soil Pulverization
  • Siamak Moslehi Roodi, MohammadHossein Abbaspour Fard, MohammadHossein Aghkhani * Pages 93-112

    In this study, a software model was developed for the spreader unit of a centrifugal fertilizer and its spread performance was studied with different blade designs to recommend the best suitable blade for spreading of the pellet fertilizer. The blade designs include trapezoid, angled trapezoid, channel (U shape) and angle (L shape) that were compared with the control blade. In order to validate the software's results, a laboratory spreader device was fabricated based on a commercial centrifugal fertilizer machine. The spread pattern of the designed blades was investigated experimentally in a completely randomized design with three replications. The influence of blade design as the dependent variable, on Total Transverse Spreading Pattern (TTSP) and Coefficient of Variation (CV) as the dependent variables, was investigated to achieve the best design for blade in the experimental mode. Results showed that the trapezoid blade, among other blades, had the best spread performance with in the effective swath width during pellet spreading (CV=0.18). Other blades were ranked as angle blade (CV=0.29), channel blade (CV=0.38), angled trapezoid blade (CV= 0.57) and control blade (CV= 0.64) respectively. This ranking observed for both numerical software and the experimental results. Investigation on adaptation and compatibility between the software model and experimental results showed that, for all blades designs, there were acceptable agreements between software model and experimental (R2 ≥ 0.90).

    Keywords: Abaqus, blade design, simulate, Stationary spread pattern, variation of spread
  • Behzad Behzadi, Ali Mohammad Borghei *, Arjang Javadi, Saeid Minaei, Morteza Almassi Pages 113-128
    Study on biometric parameters of trout species in the traditional method (based on human and non-automatic factors) are low-efficient due to serious problems such as disease transmission, stress-induced death, inaccuracy, & time-consuming. To overcome the problems of traditional method, an image-based vision system, including imaging and lighting chambers, was developed in this research. The fish biometric parameters were measured using fish movement videography during passage from the dark chamber. Then the selected images from the video were processed. The length, surface area, weight, amount of food consumed, & growth rate of trout were measured under fully controlled conditions and used as comparison criteria (control). Six mathematical models were used to estimate fish weight through measured parameters and among them the weight/length model was used as the best model for estimating fish weight. The accuracy of the system in estimating fish biometric parameters was above than 90% and the system’s capability to estimate the fish required food during the growth process was 98%.
    Keywords: Image Processing: Videography, Growth rate
  • Ali Reshadsedghi *, Abolfazl Nasseri, Khosro Mohammadi Ghermezgoli Pages 129-144
    In Iran, salinity is a pervasive issue limiting production of agriculture, so that a large part of the arid and semi-arid regions of the country have saline sodic soils with different levels. Saline soils and waters are among the agricultural resources that can be used for cultivation by using full recognition of problem and proper management. This study was performed to evaluate a special grain drill performance which plants wheat seeds into furrows for semi-arid regions with saline soils conditions in margin of Uremia Lake. The experimental treatments of planting method by the grain drill included, (i) planting into the furrows with 60 cm width and furrow irrigation; (ii) planting into the furrows with 100 cm width and furrow irrigation; and (iii) planting on a flat soil and flood irrigation. Statistical analysis was conducted based on randomized complete block design with three replications. Seed emergence rate, crop performance indices, water consumption, water productivity, and soil salinity distribution after each irrigation practice were measured. According to the results, there was no significant difference between the methods of planting in any of the measured parameters at the 5% probability level. Results also showed that reducing the width of the furrow from 100 to 60 cm caused salinity reduction (about 37 percent) from inside the furrows. The water productivity of the planting into the furrows with 60 cm width was about 40 percent higher than those of other treatments. Therefore, wheat planting method by the grain drill into the furrows with 60 cm width can be recommended in semi-arid regions with saline soils.
    Keywords: In-Furrow Planting: Furrow Irrigation, Soil salinity, Water Productivity, Wheat
  • Elyas Dehghan *, SeyedMohammadJavad Afzali Pages 145-158

    In dry clay soils, farmers irrigate the farm before tillage (pre-planting irrigation or PI) to reduce the soil resistance then tilling when the soil moisture sufficiently reduced for machine traffic. In this experiment, Five tillage-planting methods included direct drilling or seeding without PI (T1), tilling with disk harrow (one pass) before direct seeding without PI (T2), direct seeding at field capacity condition of soil after PI (T3), direct seeding  at high soil moisture condition after PI (T4), tilling with disk harrow (two passes), leveling, and seeding with traditional seeder(control T5) were compared in a randomized complete block design with three replications in terms of fuel consumption, operation time, plant number per square meter, number of weeds and grain yield of wheat. Results showed that T5and T4 with a grain yield of 5287 and 5168 kg/ha, were superior to other treatments. The highest number of weeds obtained in T3 with 42.34 m-2, while in T5, most of the weed controlled by disposing of the disk and decreased to 7.33 m-2. Finally, in the presence of enough water and time for PI T4 was better than T5 and recommended due to the lack of first irrigation and germination of wheat seeds with moisture in the soil, reduced fuel consumption from 34.11 to 11.35 lit/ha and reduce time required for tillage-planting operation from 2.91 to 0.40 h/ha compared to the control. Otherwise, T2 with grain yield of 4734 kg/ha is recommended, due to 30% reduction in fuel consumption and a reduction of 57% in time required than the control.

    Keywords: Bed preparation, direct seeding, Pre-Planting Irrigation, Wet Planting
  • Sajjad Mirzaie, Jalal Khodaei *, Samira Zarei Pages 159-172

    Tillage as a preliminary step for agricultural production consumes large amounts of energy. Regarding the energy crisis and the greenhouse gas emissions caused by the indiscriminate use of fossil fuels, many efforts have been done to reduce energy consumption as much as possible. The aim of this case study is to evaluate the effect of design and operational parameters of cultivators on the required tensile force and fuel consumption during tillage operation with a farm cultivator which had 8 shanks with specific blade geometry on a clay loam soil with specific moisture content. Experiments were carried out using response surface method and central composite design (CCD) by taking three levels of tractor forward speed (3, 5 and 7 km/h), three widths of the blade (5, 10 and 15 cm) and three tillage depth (6, 12 and 18 cm). Design Expert 8.0.6 software was used for experimental data analysis. The results showed that the blade width, forward speed and tillage depth had a significant effect on fuel consumption and tensile strength at %1 probability level. The relationship between the dependent and independent variables was presented as a second-order regression model and optimal values of independent variables were determined. The maximum desirability was determined at tillage depth of 18 cm, the forward speed of 7 km/h and a blade width of 5 cm.

    Keywords: Blade Width, Regression model, tensile strength, Tillage
  • Adel Vahedi * Pages 173-192

    Wheat as strategic product, has the highest area of cultivation and crop production in Iran. In this study energy use pattern for irrigated wheat production in Alborz province of Iran was studied and the score of technical and scale efficiency of producers were analyzed using a non-parametric data envelopment analysis (DEA) technique for discriminate efficient farmers from inefficient ones. The study also helped to identify the wasteful uses of energy by inefficient farmers and to suggest reasonable savings in energy uses from different inputs. Further, the effect of optimization of energy on energy ratio and energy productivity was investigated. Primary data were obtained through field survey and personal interviews using questionnaires from 20 randomly selected irrigated wheat farms from Alborz province, the one of important center of wheat production in Iran. Secondary data and energy equivalents were obtained from available literature using collected data of the production period of 2017–2018. The inputs were human labor, diesel, machinery, fertilizers and chemicals, water for irrigation, seeds and electrical energies; while the yield value of wheat was considered as output. The results revealed that, the total input energy, output energy, energy use efficiency, energy productivity, net energy were 45458.84 MJ.ha-1, 162169.28 MJ.ha-1, 3.57, 0.27 kg.MJ -1 and 116710.44 MJ.ha-1, respectively. It was disclosed that the greatest shares of input energy with 43.06% (19576.2 MJ.ha-1) corresponded to the fertilizers. The production of wheat in the province of Alborz is reasonable because of the positive amount of net energy index. About 20% of farmers were found to be technically efficient. Based on input-oriented CRS and VRS models of DEA, the average values of technical efficiency, pure technical efficiency and scale efficiency were found to be 0.893, 0.990 and 0.901, respectively. The results also suggested that, on average, about 3.51% (1610.62 MJ.ha-1) of the total input energy could be saved without reducing the wheat yield from its present level provided that all farmers operated efficiently by adopting the recommendations based on the present study.

    Keywords: Energy Indices, Energy Saving, Input, Output, Technical Efficiency