فهرست مطالب
مجله پژوهش های مکانیک ماشین های کشاورزی
سال دهم شماره 1 (بهار 1400)
- تاریخ انتشار: 1400/03/18
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحات 1-8
مقاومت برشی یکی از ویژگی های مهم خاک است که بر همکنش ماشین و خاک موثر است. ساختمان خاک با تر و خشک شدن (در اثر آبیاری های غرقابی مکرر) تغییر می کند و بنابراین، پارامترهای مقاومت برشی خاک نیز تحت تاثیر قرار میگیرد. به همین منظور، اثر این فرآیند بر پارامترهای مقاومت برشی خاک درشت بافت (لوم شنی) مورد مطالعه قرار گرفت. در این پژوهش، نمونه های بزرگ خاک تهیه و برخی از آنها تحت تاثیر 5 چرخه تر و خشک شدن قرار گرفت. سپس نمونه ها با یا بدون فرآیند تر و خشک شدن تحت سه سطح بار متراکم کننده (0، 100 و 200 کیلوپاسکال) و در دو سطح رطوبتی (9/0 حدخمیری؛ (PL) و PL1/1) متراکم گردید. سپس سه نمونه برای انجام آزمایش برش مستقیم و یک نمونه برای اندازه گیری جرم مخصوص ظاهری خاک تهیه گردید. نتایج نشان داد که افزایش رطوبت موجب افزایش جرم مخصوص ظاهری و چسبندگی و کاهش زاویه اصطکاک داخلی گردید. فرآیند تر و خشک شدن نیز با افزایش تحرک ذرات رس و نمک های محلول در مرحله تر شدن و رسوب آن در بین ذرات درشت و بر روی باندهای آبی، موجب افزایش جرم مخصوص ظاهری و چسبندگی و کاهش زاویه اصطکاک داخلی گردید.
کلیدواژگان: چرخه های تر و خشک شدن، لوم شنی، مقاومت برشی خاک، آزمایش برش مستقیم -
صفحات 9-17
استفاده از پرسهای مارپیچ یکی از روش های استحصال روغن است که سرمایه اولیه اندکی نیاز دارد و با توجه به اینکه بخش عمده روغن خوراکی در کشور ما از طریق واردات تامین می شود، اهمیت ترویج و به کارگیری آن آشکار است. در این تحقیق پرس مارپیچ مدل KK20F ساخت شرکت Kern Kraft کشور آلمان با ظرفیت kg/h20 و توان kW2 برای استخراج روغن از دانه های کنجد مورد بررسی قرار گرفت. یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی برای ارزیابی اثر حرارت دهی به دانه، سرعت دورانی مارپیچ و اندازه نازل بر راندمان استخراج روغن به کار گرفته شد. در این آزمایش حرارت دهی در چهار سطح 40، 60، 80 و °C100، سرعت دورانی مارپیچ در سه سطح 30، 40 و rpm 50 و اندازه قطر نازل نیز در سه سطح10، 12 و mm15 مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از تجزیه واریانس نشان داد، که اثر کلیه فاکتور ها روی راندمان استخراج روغن معنی دار است. بررسی بیشتر با مقایسه میانگین فاکتورهای اصلی به روش دانکن در سطح 5% نشان داد، که کاهش قطر نازل و افزایش دمای حرارت دهی موجب افزایش راندمان استخراج روغن از دانه های کنجد می شود. افزایش سرعت دورانی تا rpm40 موجب افزایش راندمان استخراج روغن گردید و بیش از آن باعث کاهش راندمان گردید. در پایان بیشترین راندمان در دمای حرارت دهی °C100، سرعت دورانی rpm40 و قطر نازل mm10 بدست آمد. در نهایت یک مدل درجه 2 برای پیشبینی راندمان استخراج روغن ارایه گردید.
کلیدواژگان: روغن کشی، پرس مارپیچ، پرس مکانیکی، روغن کنجد -
صفحات 19-28
علی رغم خطرات سموم کشاورزی برای انسان، حیوانات و محیط زیست، سمپاشی اصلی ترین راه کنترل علف های هرز، آفات و بیماری های گیاهی میباشد. نکته مهم در کیفیت پاشش موثر سم، انتخاب شرایط و وسایل مناسب برای سم پاشی میباشد. قطر ذرات و یکنواختی توزیع سم در عرض پاشش دو فاکتور مهم درکیفیت سم پاشی میباشد. برای دست یابی به این مهم ضرورت دارد تا اثر عوامل مختلف بر روی رفتار و الگوی حرکتی ذرات سم از زمان پاشش تا لحظه نشست روی گیاه مورد پژوهش قرار گیرد. روش مرسوم برای ارزیابی کیفیت سم پاشی، روش تجربی میباشد. در این تحقیق، شبیه سازی رفتار سیال به روش دینامیک سیالات محاسباتی، به عنوان جایگزین روش تجربی مورد بررسی قرار گرفت. این تحقیق به دو روش تجربی و شبیه سازی با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی توسط ترم افزار ANSYS نسخه R17.1 انجام گرفت. به این منظور اثر سه نوع نازل تی جت 110-02، 110-03 و 110-04 و سه سطح فشار 2، 3 و 4 بار روی توزیع ذرات و زاویه پاشش ارزیابی شد. از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار و برای مقایسه میانگین تیمارها از آزمون دانکن استفاده شد. نتایج تجربی و شبیه سازی نشان داد که بهترین نازل از نظر توزیع حجمی یکنواخت ذرات، نازل 110-03 بوده و این نازل در هر سه فشار از یکنواختی پاشش خوبی برخوردار بود. در حالی که در نازل های دیگر با افزایش فشار، یکنواختی پاشش کاهش مییابد. مقایسه نتایج زاویه پاشش نشان داد که حد اکثر اختلاف بین روش تجربی و روش شبیه سازی برابر 8 درصد میباشد. این تطابق نشان میدهد که روش دینامیک سیالات محاسباتی روش مناسبی برای پیش بینی رفتا ذرات سم در خلال پاشش سم از نازل میباشد.
کلیدواژگان: نازل، سم پاش، CFD، زاویه پاشش -
صفحات 29-36
عوامل زیادی روی سرعت و یکنواختی رشد، افزایش قلمه زنی،کیفیت وکمیت تولید گیاهان در کشت گلخانهای موثر می-باشند. کنترل رطوبت و دمای داخل گلخانه در رشد کیاه بسیار تاثیر گذار است و روش های مختلفی برای این منظور مورد استفاده قرار میگیرد. یکی از روشهای نوین تامین رطوبت و کاهش دمای محیط گلخانه، استفاده از سیستم مهپاش است که کاربرد بسیار وسیع و گستردهای پیدا کرده است. برای دستیابی به رطوبت یکنواخت در گلخانه، ضرورت دارد تا اثر عوامل مختلف روی رفتار جریان سیال در زمان خروج از نازل مهپاش مورد پژوهش قرار گیرد. در این تحقیق اثر سه نوع نازل مدل BD ساخت کشور تایوان به شمارههای 05/0 ، 04/0 و 03/0 و سه سطح فشار 20، 40 و 60 بار روی الگوی پاشش مه در محیط، یکنواختی پاشش و زاویه پاشش اندازهگیری شد. این تحقیق به دو روش تجربی و مدلسازی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی انجام گرفت. آزمایشهای تجربی در گلخانه فرودگاه یاسوج انجام شد. به منظور ارزیابی تجربی از آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در 3 تکرار و برای مقایسه میانگین تیمارها از آزمون دانکن استفاده شد. در روش مدلسازی به منظور حل معادلات حاکم بر جریان، همچون پیوستگی و ممنتوم از نرم افزار FLUENT استفاده شد. نتایج تجربی نشان داد که اثر فشار و نوع نازل روی زاویه پاشش در سطح یک درصد معنی دار میباشد. بیشترین پاشش سیال، در مرکز خروجی نازل مشاهده شد و با فاصله گرفتن از مرکز نازل، میزان نشست سیال کاهش یافت و بهترین کیفیت پاشش در این نوع مهپاش در فشار 40 بار بدست آمد. نتایج شبیه سازی سرعت حرکت ذرات نشان داد که در فشار 20 بار، روند تغیرات سرعت به صورت V شکل میباشد. بیشترین سرعت حرکت ذرات در مرکز بوده و با رفتن ذرات به سمت کنارهها از سرعت آنها کاسته شد. همچنین افزایش فشار منجر به پدیده بالازدگی و عدم یکنواختی پاشش گردید. نتایج تجربی و شبیه سازی تطابق خوبی با هم داشتند.
کلیدواژگان: گلخانه، مه پاش، CFD، زاویه پاشش -
صفحات 37-45
برنج یکی از حیاتیترین گیاهانی است که جهت استفاده از دانه آن کشت میشود و بعد از گندم جایگاه دوم را از نظر اهمیت و تولید در بین غلات دارد. رطوبت محصول در هنگام برداشت بالاتر از حد مناسب برای فراوری و انبار کردن است بنابراین برای نگهداری طولانی مدت و انجام عملیات فراوری باید رطوبت آن را به زیر 10 درصد رساند. فرآیند خشک کردن از جمله مراحل مهم و تاثیرگذار در فراوری پس از برداشت شلتوک است که در کیفیت تبدیل آن به برنج سفید و درصد ترک ایجاد شده در دانه موثر است. به منظور کاهش مصرف انرژی در فرایند خشک کردن شلتوک و همچنین از بین بردن اثرات سوء خشککنهای بستر ثابت موجود در کارخانههای شالیکوبی، یک دستگاه خشککن دوار خورشیدی طراحی و ساخته شد. مخزن اصلی و دوار دستگاه از یک صفحه مشبک ساخته شد که توسط یک استوانه ثابت از جنس گالوانیزه پوشش داده شد. صفحه مشبک موجب توزیع و عبور یکسان هوا از جهات مختلف و کاهش یکنواخت رطوبت شلتوک شد. برای تامین حرکت دورانی مخزن اصلی دستگاه از یک الکتروموتور 75/0 اسب بخار مدل 80-4B استفاده شد. در این پژوهش اثر خشککن دوار خورشیدی در کاهش رطوبت، و میزان ترک ایجاد شده در شلتوک رقم هاشمی و تاثیر سرعت هوا بر کاهش رطوبت آن مورد بررسی قرار گرفت. شلتوکها در بازهی دمایی 43 تا 46 درجه سلسیوس با خشککن دوار خشک شدند. واکنش توسعه ترک در محصول با رطوبتهای اولیه 11، 14 و 16 درصد بر پایه تر مورد بررسی قرار گرفت. برای کمی کردن ترک تنشی ایجاد شده در دانههای شلتوک از شاخص ترک تنشی (SCI) استفاده شد. نتایج آزمایشات انجام شده بر روی رقم هاشمی خشک شده با خشککن دوار با رقم هاشمی خشک شده توسط خشککن بستر ثابت مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت و اختلاف چشمگیری در میزان ترک محصول نهایی خشک شده با خشککن دوار مشاهده شد.
کلیدواژگان: برنج، ترک تنشی، خشک کن دوار شلتوک، شلتوک -
صفحات 47-57
بررسی وضعیت مقاومت نفوذ خاک مزارع نیشکر و همچنین شناسایی عوامل تاثیرگذار بر آن از اهمیت زیادی برخوردار است. روشهای متفاوتی برای این ارزیابی و پیشبینی وجود دارد. در این مطالعه با استفاده از الگوریتمهای درخت تصمیم (CART و CHAID) به کشف مدلها و الگوریتمهای موثر، پرداخته شده است. پس از معرفی متغیرهای عمق خاک، تعداد تردد، رطوبت خاک، بافت خاک، سرعت پیشروی و سن گیاه به عنوان متغیرهای پیشبینیکننده درخت تصمیم و همچنین شاخص مخروط خاک به عنوان متغیر وابسته، به دو الگوریتم مذکور وارد شدند. الگوریتمها توسط دو شاخص آماری ضریب همبستگی (R2) و متوسط مطلق خطا (MAE) مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد بر اساس دو شاخص آماری، مدل درختی CART با مقدار 0.952 R2= و MAE=0.504 (مگاپاسکال) عملکرد بهتری در پیشبینی مقاومت نفوذ خاک مزارع نیشکر داشته است و به عنوان الگوریتم پیشنهادی به شرکت کشت و صنعت نیشکر امیرکبیر ارایه گردیده است. نتایج بهدست آمده از مدل نشان داد که روش تصمیمگیری درختی قادر است با استفاده از متغیرهای موثر، مقاومت نفوذ خاک مزارع را با دقت بالایی پیشبینی کند. همچنین با توجه به تفسیر ساده درخت تصمیم و قابل فهم بودن قوانین استخراج از آن برای کارشناسان کشاورزی کشت و صنعت، میتوان در سطوح مختلف از آن استفاده نمود.
کلیدواژگان: نیشکر، درخت تصمیم، مقاومت نفوذ، ماشین برداشت -
صفحات 59-67
مرحله برداشت یکیاز مهمترین مراحل تولید محصولات کشاورزی است. در سال زراعی 97-96 با هدف تعیین هزینه و درآمد کمباینداران و ارزیابی سودآوری استفاده از کمباینها در راستای منافع کشاورزان پرداخته شده است. در این پژوهش 5 شهرستان استان اردبیل به تعداد49 دستگاه کمباین، شامل کمباینهای رایج (جاندیر 955، جاندیر 1055و کلاس68(S و کمباین جدید نیوهلند5080 TC مورد مطالعه قرار گرفت. برای دستیابی به اهداف از روش بودجهبندی جزیی شامل تحلیل ارزش کنونی منافع، آزمون اقتصادی و غیراقتصادی بودن جایگزینی کمباینها در شرایط حداقل، متوسط و حداکثر سطح برداشت شده در یک سال و تحلیل نرخ بازده نهایی (MRR) استفاده شد. نتایج نشان داد بالاترین ظرفیت کمباینی (ton hr-114/5 دانه) و ظرفیت مزرعهای (ha hr-116/1) با استفاده از کمباین نیوهلند5080 TC به دست آمد. کمترین ظرفیت کمباینی برای کمباین جاندیر و کلاس بهترتیب با میانگین (ton hr-1 16/2 و 51/2) بودند. در شرایط متوسط و حداکثر سطح برداشت شده، بهترتیب کمباین جاندیر 955 و نیوهلند5080TC نسبت به سایرکمباینها سود بیشتر و هزینه کمتری داشتند. نرخ بازده نهایی جایگزینی کاربرد کمباین جاندیر 995 با سایر کمباینها بالاتر از70/64% و برای کمباین نیوهلند5080 TC با سایرکمباینها بالاتر از 63/60% و بیشتر از نرخ جایگزینی سایر کمباینها محاسبه شد. بنابراین، در مجموع در شرایط سطح برداشت متوسط و بیشینه سالانه بهترتیب کمباین جاندیر 955 با درآمد خالص 7/981041 ریال در هکتار و کمباین نیوهلند5080 TC با میانگین درآمد خالص 3/993578 ریال در هکتار برای برای برداشت گندم استان اردبیل توصیه می شود.
کلیدواژگان: ارزیابی اقتصادی، بودجه بندی جزئی، کمباین، گندم -
صفحات 69-81
در این پژوهش، توانایی روش طیف سنجی Vis/NIR بازتابی به منظور سنجش و پیش بینی غیرمخرب مقدار قند موجود در ریشه های چغندرقند و هم چنین اثر پیش پردازش های مختلف طیفی بر دقت مدل های چندمتغیره پیش بینی کننده مطالعه شد. در این راستا، طیف گیری از نمونه های چغندرقند در مد اندازه گیری برهم کنش و در محدوده طیفی 2500-350 نانومتر و به صورت تماسی از نواحی مختلف در بخش های طوقه، ریشه و دم چغندرقند انجام شد. بدین منظور ابتدا طیف گیری از روی پوست در 3 ناحیه موردنظر اجرا شد و سپس نمونه ها به صورت عمودی برش داده شدند و از نواحی سه گانه طیف گیری به عمل آمد. نتایج نشان داد که از روش طیف سنجی می توان برای سنجش مقدار قند چغندر بهره برد. هم چنین نتایج نشان داد که ناحیه بروز پیک های جذبی مهم طیف های Vis/NIR در نمونه های با پوست و بدون پوست مشابه است. بنابراین می توان اثر ترکیبات شیمیایی پوست چغندرقند را در طیف سنجی Vis/NIR غیرمخرب به منظور شناسایی ترکیبات درونی آن نادیده گرفت. نتایج پیش بینی مقدار قند (SC) نمونه های چغندرقند با پوست، با مدل PLS بر پایه ترکیب SG+D2 بهترین دقت تشخیص را نشان داد، به گونه ای که پیش پردازش SG+D2 (87/0rc=، 90/0RMSEC=، 95/0rp =، و 55/0RMSEP =) با دقت عالی (20/3SDR=) توانست مقدار SC را پیش بینی نماید. در نهایت، سامانه ای بر پایه مدل تدوین شده طراحی شد که توان سنجش عیار محصول به صورت غیرمخرب را دارا است. این سامانه می تواند در هنگام تحویل محصول به کارخانه های چغندرقند به کار گرفته شود. هم چنین، از سامانه طراحی شده می توان در موسسه اصلاح بذر چغندرقند برای پژوهش های اصلاح نژاد استفاده کرد.
کلیدواژگان: اثر پوست، مدلسازی چندمتغیره، ساکارز، عیار قند ریشه
-
Pages 1-8
Shear strength is one of the critical properties of soil that affects the interaction of machine and soil. Wetting-drying cycles change the structure the soil (due to frequent surface irrigation) and affects the shear strength parameters of the soil. Therefore, the effect of this process on the shear strength parameters of coarse-textured soil (sandy loam) is studied. In this study, large soil samples were prepared and some of them were subjected to 5 wettingdrying cycle. After that, the large soil samples with/without wetting and drying cycles were compressed under three loads (0, 100 or 200 kPa) at two water contents (0.9 plastic limit; PL and 1.1PL). Then three samples were prepared for direct shear tests. The results showed that the increase in water contents will increase bulk density and cohesion, and reduce the internal friction angle. Compressing the soil after wetting and drying process resulted in an increase in bulk density and cohesion, and reduction in internal friction angle. These changes were due to clay particles mobility and sedimentation among larger particles as well as developing water films among aggregates during wetting.
Keywords: Direct shear test, Sandy loam, Soil shear strength, Wetting, drying cycles -
Pages 9-17
Using screw presses is a method for extracting oil, from oilseeds, which requires a low initial investment. Since most of the edible oil supplied through importation, it is important to promote the production methods to reduce the rate of imports. In this research, the Kern Kraft-KK20F screw press, made by Kern Kraft Company, with a capacity of 20 kg/hr and 2kW power, was evaluated for extracting oil from sesame seeds. A factorial experiment was carried out in a completely randomized design to evaluate the effect of grain heating, helical rotational speed, and nozzle size on oil extraction efficiency. In this experiment, heating at four levels of 40, 60, 80, and 100 ° C, helical rotational speed at three levels of 30, 40, and 50 rpm, and nozzle diameter size at three levels of 10, 12, and 15 mm were studied. The results of the analysis of variance showed that the effect of all factors on oil extraction efficiency is significant. Comparison of the mean of the main factors by Duncan's new multiple range test at the level of 5% showed that the highest efficiency was obtained at a heating temperature of 100 ° C, the rotational speed of 40 rpm, and nozzle diameter of 10 mm. Finally, a quadratic regression was suggested to predict oil extraction efficiency.
Keywords: Screw Press, Sesame oil, Mechanical Press, Oil Extraction -
Pages 19-28
Despite the dangers of agricultural pesticides for human, animals, and the environment, spraying is the main way to control weeds, pests, and plant diseases. The size of particle and uniformity of toxin distribution during spraying time are two of the most influencing factors in the spraying quality. To achieve this, it is necessary to study the effect of various factors on the behavior and movement pattern of toxin particles from the time of spraying until the moment of settling on the plant. Using experimental method, is the most common method for assessing the quality of spraying. In this research, using ANSYS R17.1 software computational fluid dynamics (CFD) method was used to simulate the fluid behavior as an alternative to the experimental method. Therefore, the effect of three types of Tee Jet nozzles of 0-21, 0-110, and 110-04 with various pressure levels of 2, 3, and 4 bar were evaluated. A factorial experiment with 3 replications in a completely randomized design and Duncan's test were applied to compare the means of treatments. The data from simulation and experimental results demonstrated that the best nozzle in terms of uniform volume distribution of particles was sprayer nozzle 110/03 which has the best spraying uniformity in the three pressure levels studied compared to other nozzles. Comparing the spray angle results revealed that the maximum difference between the experimental method and the simulation was only 8%. Finally, it was concluded that computational fluid dynamics modeling is an appropriate method for predicting the behavior of toxin particles during the spray from the nozzle.
Keywords: Angle of spray, CFD, Nozzle, Sprayer -
Pages 29-36
Controlling the humidity and temperature inside the greenhouse is an effective way of plant growth that could be done in different ways. The humidity and temperature of the greenhouse environment could be controlled by the fogging system. A uniform humidity in the greenhouse could be achieved by investigating the effect of various factors on the fluid flow behavior when leaves the spray nozzle. In this study, the effect of three types of BD power fuel injector nozzles (made in Taiwan) in various numbers of 0.03, 0.04, and 0.05 in three pressure levels of 20, 40, and 60 bar on the pattern of fog spray in the environment, spray angle, and spray uniformity was examined. Both methods of experimental and computational fluid dynamics modeling used in this study. For experimental examinations, the greenhouse of Yasuj Airport was used. For evaluation of experimental examinations, a factorial experiment in randomized complete block design with 3 replications was used and to compare the means of treatments Duncan's test was used. To solve the governing equations of flow such as continuity and momentum in the modeling method, FLUENT software is used. The results from experimental study showed that there is a significant association between pressure and nozzle type on the spray angle (P<0.01). The highest fluid spraying was observed in the outlet center of the nozzle, and by moving away from the center of the nozzle the amount of fluid settling was reduced. In this type of sprayer, the best spraying quality was obtained at a pressure of 40 bar. The results from simulation of particle velocity showed that at the pressure of 20 bar, the trend of velocity changes is V-shaped. In the center of the nozzles the velocity of the particles was maximum and then decreased as the particles move towards the sides. Any increments in pressure led to spraying non-uniformity and phenomenon of elongation. However, both simulation and experimental results were matched appropriately.
Keywords: Greenhouse, Fog Sprayer, CFD, Spray angle -
Pages 37-45
The drying process is one of the most important and effective steps in the post-harvest processing of paddy, which is effective in improving the quality of its conversion to white rice and decrement the percentage of cracks created in the grain. In the present study, aimed to reduce energy consumption in the process of paddy drying and also to eliminate the adverse effects of fixed bed dryers in rice mills, a solar rotary dryer was designed and built. The main rotating tank of the device was made of a mesh plate and covered by a fixed cylinder made of galvanized sheets. The mesh plate distributes and passes air evenly in different directions and reduces the moisture content of the paddy. An electric motor of 0.75 hp was used to ensure the rotational motion of the main tank of the device. In this regard, the effect of a rotary solar dryer on reducing moisture content and the number of cracks created in paddy of Hashemi cultivar, and also the effect of airspeed on reducing its humidity were investigated. The paddies were dried at a temperature range of 43 to 46 ° C with a rotary dryer. The crack development response in the product was investigated with initial humidity of 11, 14, and 16% water-based. The stress crack index (SCI) was used to quantify the stress cracks created in paddy grains. The results obtained from the number of cracks index in rice grains showed that the solar rotary dryer has acceptable performance and the solar collector can provide the desired temperature conditions for drying rice paddy (43 to 46 degrees Celsius). Studies on the amount of stress crack index of paddy and its comparison with the stress crack index of paddy dried with batch dryer showed that drying paddy by rotary method significantly decreases the crack in brown rice.
Keywords: Drum dryer, Paddy, Rice, Stress crack -
Pages 47-57
Investigating the state of penetration resistance of sugarcane fields and identifying the affecting factors is a very critical issue. In this regard, a broad range of methods can be applied. In this study, effective models and algorithms were explored using two decision tree algorithms (CART and CHAID). After introducing the variables of soil depth, the number of traffics, soil moisture, soil texture, forward speed, and age of the plant as predictor variables of the decision tree as well as soil cone index as a dependent variable, the two algorithms were entered. The algorithms were evaluated using two statistical indicators of coefficient of determination (R2) and absolute mean error (MAE). Based on the two statistical indices, the CART tree model with R2= 0.952 and MAE= 0.504 had better performance in predicting penetration resistance of soil in sugarcane fields which presented as a proposed algorithm to Amir Kabir agro-Industry. The results of the model showed that the tree decision-making method can predict the penetration resistance of soil with high precision using effective variables. Moreover, given the simple interpretation of the decision tree and the comprehensibility of the rules for extracting it for agricultural and agro-industrial experts, it can be used at various levels.
Keywords: Harvester, Penetration resistance, Sugarcane, Tree decision -
Pages 59-67
Wheat is the most important crop and nutrient in the human consumption pattern. So that more than 50% of the required nutritional energy in Iran is provided by bread wheat. Harvesting is one of the most important stages of crop production. During 2017-2018 crop year, the present research was carried out to determine the cost and income of combine owners and to evaluate the profitability of using combine harvesters in line with profitability indices. In this regard, 49 combine harvesters including conventional combine JD 955, JD 1055, CLASS S 68 and NEW Holland TC 5080 combine were investigated in agricultural farms in 5 city of Ardabil provinces, Iran. To find out if the assumption is proved, we used partial budgeting technique including net present value, economic and non-economic test for substitution of harvesters under minimum, mean and maximum harvesting condition and marginal rate of return (MRR). The highest effective field and capacity was for NEW Holland TC 5080 which were 1.16 ha hr-1 and 5.14 ton hr-1 respectively. Economic analysis revealed that JD-955 combine, compared to the other combines, had the lowest cost and highest profits. MRR for replacement of JD 955 combine, instead of other combines was estimated more than 60.63%. In highest harvesting capacity, New-Holland (TC 5080) combine was more profitable. MRR for replacement of New-Holland (TC 5080) combine was at the high rate of 64.70%. Finally, it was revealed that in an average sustainable yield John-Deer (JD 955) combine and in maximum sustainable yield New-Holland (TC-5080) combine recommended for Ardebil province farmer.
Keywords: Combine, Economical Assessment, Wheat, Final rate return -
Pages 69-81
In this study, the ability of the near infrared interactance (NIR) spectrometry for nondestructive assessment and prediction of the sugar content of the roots of sugar beet were studied. Additionally, the effect of spectral pre-processing methods on the accuracy of multivariate predictor models was assessed. In this regard, the spectrometry of sugar beet samples was performed in the interactance measurement mode within the spectral range of 350-2500 nm using a contact probe. For this purpose, at first skin spectroscopy was performed in 3 desired areas and then the samples were cut vertically and finally spectroscopy was performed in these three areas. The results show that spectroscopy could be used to measure the amount of sugar in beets. Regions of the main absorbance peaks on NIR spectra of the intact and peeled sugar beets were the same. Therefore, the effect of chemical compounds of sugar beet skin can be ignored to identify internal compounds with nondestructive NIR spectroscopy. Additionally, sugar content of the product can be measured without the need to cut it. Prediction of the sugar content of intact samples with the PLS model based on SG + D2, is the the most accurate prediction method. Thus, SG+D2 preprocessing (rc =0.87, RMSEC = 0.90, rp = 0.95, RMSEP = 0.55) is suitable for predicting the amount of SC with the highes accuracy rate (SDR= 3.20). Finally, a system was designed based on the developed model with the ability to measure the grade of the product in a nondestructive way. This system can be used to process the facilities of sugar beet as well as research on breeding of sugar beet in breeding Institutes.
Keywords: Multivariate Modeling, Skin Effect, Sucrose, Sugar Content of Root