فهرست مطالب

فصلنامه تحقیقات مهندسی کشاورزی
سال نهم شماره 3 (پاییز 1387)

  • تاریخ انتشار: 1387/10/11
  • تعداد عناوین: 10
|
  • صالح ارشد، سعید مرید*، محمدرضا مباشری، مجید آقاعلیخانی صفحه 1

    در سال های اخیر پدیده خشکسالی خسارت های فراوانی به بخش کشاورزی کشور وارد آورده که وجود یک سیستم پیش آگاهی از تاثیر آنبر محصولات کشاورزی را برای کمک به سیاستگذاران و ذی نفعان ضروری می سازد. در این تحقیق، مدلی برای ارزیابی پیش بینی آسیب ناشی از خشکسالی کشاورزی برای استان کرمانشاه با استفاده از روش های آماری و هوشمند توسعه یافته است. این مدل به طور خاص برای محصول گندم دیم است و می تواند خود را همراه با رشد گیاه و در مراحل مختلف فنولوژیک بهنگام کند. در فرایند توسعه مدل، از شاخص های خشکسالی PDSI، Z-index، CMI، SPI و EDI استفاده و جهت انتخاب متغیرهای مناسب، روش های الگوریتم ژنتیک، و شبکه مصنوعی عصبی به کار گرفته شد. نتایج نشان می دهد که شاخص Z-index نسبت به بقیه شاخص ها آسیب ممکن را بهتر پیش بینی می کند. همچنین، مدل با گذشت زمان در مراحل مختلف بحرانی رشد از برازش بهتری برخوردار می شود و به خصوص از مرحله سوم به بعد، سطح معنی داری روابط به 1 درصد رسیده و نتایج پیش بینی قابل اتکا می شود. همچنین، اتصال مدل به محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی قابلیت های آن را برای تحلیل های لازم مکانی و ارائه کارآمدتر نتایج ارتقاء نمود.

    کلیدواژگان: ارزیابی آسیب، استان کرمانشاه، الگوریتم ژنتیک، تحلیل مولفه های اصلی، خشکسالی کشاورزی
  • محمدحسین سعیدی راد، احمد طباطبایی فر، فوژان بدیعی صفحه 23
    به منظور تعیین مقاومت مکانیکی دانه زیره، در این تحقیق اثر عوامل مختلف شامل رطوبت، اندازه دانه، سرعت و جهت بارگذاری بر نیرو و انرژی لازم برای شکست دانه زیره تحت بارگذاری شبه استاتیکی مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که رطوبت و جهت بارگذاری در سطح احتمال 1 درصد تاثیری معنی دار بر نیرو و انرژی لازم برای شکست دانه دارند. تاثیر اندازه دانه و سرعت بارگذاری به ترتیب بر نیرو و انرژی لازم برای شکست دانه در سطح احتمال 1 درصد معنی دار است. افزایش رطوبت سبب کاهش مقاومت مکانیکی دانه و افزایش قابلیت شکل پذیری آن در مقابل نیروهای وارده می شود ظرفیت جذب انرژی دانه های مرطوب نسبت به دانه های خشک بیشتر است و این موضوع، مقاومت به شکست و از هم گسیختگی دانه را در حین اعمال نیرو افزایش می دهد. بیشترین انرژی جذب شده توسط دانه های زیره تا نقطه شکست (31/15 میلی مگاژول) متعلق به دانه های ریز با رطوبت 15 درصد در بارگذاری افقی و کمترین آن (73/1 میلی مگاژول) متعلق به دانه های درشت با رطوبت 7/5 درصد در بارگذاری عمودی است همچنین بیشترین نیروی لازم برای شکست مربوط به دانه های ریز با رطوبت 7/5 درصد در بارگذاری افقی و کمترین آن متعلق به دانه های درشت با رطوبت 15 درصد در بارگذاری عمودی است.
    کلیدواژگان: بارگذاری شبه استاتیکی، زیره سبز، نیرو و انرژی شکست دانه
  • محمد کاظم شعبانی، تورج هنر، علیرضا سپاسخواه صفحه 35
    با توجه به ارزش آب در کشاورزی و محدودیت این منبع مهم و حیاتی و وجود خشکسالی های متناوب در کشور، صرفه جویی در مصرف و استفاده بهینه از آب موجود امری ضروری است. هدف از این تحقیق بهینه سازی مصرف آب و الگوی کشت به کمک تکنیک کم آبیاری است. در این تحقیق، اثر درصدهای مختلف کاهش آب مصرفی در دوره های مختلف رشد به عنوان سناریوهای آبیاری بر الگوی کشت غالب (گندم، جو، برنج، چغندرقند، ذرت دانه ای، و ذرت علوفه ای) در منطقه درودزن استان فارس بررسی شد. پس از آن با استفاده از این اقدامات و تابع تولید، تابع هدف تعریف و در غالب یک مدل برنامه ریزی خطی بر اساس حداکثر کردن درآمد، طرح بهینه شد. نتایج مدل نشان می دهد که محصول موثر برای کشت اول سال زراعی، گندم و در کشت دوم سال زراعی، ذرت دانه ای است و سایر محصولات به نسبت های کمتری در بهینه سازی مصرف آب نقش دارند. از دیگر نتایج این تحقیق می توان به بررسی اثر محدودیت آب در دوره های مختلف رشد بر سطح زیر کشت گندم و ذرت دانه ای در کشت های اول و دوم اشاره کرد. نتایج این بررسی همچنین نشان می دهد که بهترین زمان جهت اعمال کم آبیاری برای گندم به ترتیب در اواخر دوره رویشی، دوره شکل گیری، و دوره رسیدن و برای ذرت دانه ای در دوره استقرار و دوره رسیدن است.
    کلیدواژگان: الگوی کشت، سناریو های آبیاری، کمآبیاری، منابع آب سطحی
  • علی ماشاء الله کرمانی، تیمور توکلی هشجین، سعید مینایی صفحه 53
    شناخت خواص گسیختگی دانه برنج و اثر رطوبت و دما بر آن در تحلیل و پیش بینی رفتار شکستگی آنها در هنگام انتقال و فراوری، مهم است. مقادیر این خواص همچنین برای طراحی دقیق ماشین آلات برنج کوبی به منظور کمینه کردن صدمات ضروری است. در این تحقیق، خواص مکانیکی فشاریدانه های دو رقم برنج قهوه ای هاشمی و خزر در رطوبت ها و دماهای متفاوت مطالعه شد. آزمایش ها در دو حالت بارگذاری فشاری شامل آزمون فشار دانه کامل و آزمون فشار محوری روی نمونه های استوانه ای از دانه در سه سطح رطوبت (2/10، 2/12، و 25/13 درصد بر پایه تر) و چهار سطح دمای دانه (35، 45، 55، و 65 درجه سانتی گراد) بررسی شد. در آزمون فشاری دانه کامل، پارامترهای نیروی لازم برای شکست دانه، تغییرشکل در نقطه شکست، انرژی شکست، و مدول الاستیسیته ظاهری اندازه گیری شدند. در آزمون فشار محوری نمونه استوانه ای نیز تنش و کرنش گسیختگی، مدول چغرمگی، و مدول الاستیسیته فشاریتعیین شدند. نتایج نشان می دهند که رطوبت و دمای دانه اثری معنی دار بر مقادیر خواص مکانیکی فشاری برنج قهوه ای دارند. مقادیر کلیه خواص مکانیکی، به جز کرنش گسیختگی فشاری، با کاهش رطوبت و دمای دانه افزایش نشان می دهد. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان می دهد که رقم تاثیری معنی دار بر کلیه خواص گسیختگی فشاری ندارد. برای هر دو رقم مورد مطالعه، مقدار متوسط نیروی لازم برای شکست دانه های برنج قهوه ای در محدوده 01/37 تا 96/89 نیوتن متغیر بود. در ضمن، در این شرایط تغییرات تنش گسیختگی فشاری دانه های این دو رقم در محدوده 43/16 تا 42/42 مگاپاسکال متغیر بود.
    کلیدواژگان: برنج قهوه ای، تنش گسیختگی فشاری، خواص مکانیکی، دما، رطوبت، مدول الاستیسیته
  • محمد لشگری، حسین مبلی، محمود امید، رضا علیمردانی، سعید محتسبی، رضا حسامی فرد صفحه 75
    به دلیل نبود مدل ریاضی و اینکه عوامل تاثیرگذار بر افت انتهای کمباین ماهیت غیر خطی دارند، در این تحقیق با بهره گیری از دانش شخص خبره، سیستمی هوشمند مبتنی بر کنترل کننده منطق فازی برای تنظیمات خودکار کمباین طراحی، پیاده سازی، و ارزیابی شد. این سیستم هوشمند قادر بود بر اساس اطلاعات دریافتی از مقدار تلفات در الک ها و کاه پران ها به اجرای تنظیمات خودکار سرعت دورانی کوبنده، فاصله کوبنده و ضدکوبنده، سرعت دورانی دمنده، و سرعت پیشروی دست زند. به منظور اجرای طرح، در ابتدا مکانیزم های تغییر وضعیت این واحدها در کمباین جاندیر مدل 955 از حالت مکانیکی به هیدرولیکی تغییر داده شدند. برای این کار، چهار حسگر برای اندازه گیری پارامترهای کاری کمباین شامل: سرعت دورانی کوبنده، فاصله کوبنده و ضدکوبنده، سرعت دورانی دمنده، و سرعت پیشروی و سه حسگر برای اندازه گیری تلفات انتهای کمباین شامل دو حسگر برای اندازه گیری تلفات کاه پران ها و یک حسگر برای اندازه گیری تلفات الک ها نصب شدند. ورودی های سیستم شامل تلفات الک ها و کاه پران ها و خروجی های سیستم شامل سرعت دورانی کوبنده، فاصله کوبنده و ضدکوبنده، سرعت دورانی دمنده، و سرعت پیشروی هستند. برای هر یک از ورودی های سیستم سه تابع تعلق ذوزنقه ای و برای هر یک از خروجی ها، فازی ساز منفرد در نظر گرفته شد. برای منطق فازی در مجموع شش قاعده با اپراتور منطقی AND و موتور استنتاج مینیمم ممدانی طراحی شد. الگوریتم طراحی شده، درون یک کنترل کننده منطقی برنامه پذیر برنامه ریزی و در داخل کابین کمباین تعبیه شد. به منظور ارزیابی سیستم، آزمون های میدانی متعددی در تابستان 1385 در شهرستان اراک به اجرا درآمد. نتایج تجزیه و تحلیل آماری داده ها نشان می دهد که میانگین تلفات برداشت با کمباین مجهز به منطق فازی و کمباین فاقد کنترل کننده تفاوت معنی داری در سطح احتمال 1 درصد دارد.
    کلیدواژگان: افت کمباین، حسگر، کنترل کننده منطق فازی، کنترل کننده منطقی برنامه پذیر، گندم
  • نعیم لویمی، عبدالعلی گیلانی، محمدرضا علیزاده صفحه 89
    برداشت نیمه مکانیزه و چند مرحله ای برنج در استان خوزستان، ضایعات و افت زیادی به دنبال دارد. برای برداشت برنج در منطقه، بسته به شرایط و امکانات، یکی از روش های مستقیم یا غیرمستقیم یا استفاده از یکی از کوبنده های میخی یا سوهانی (کمباین های دارای کوبنده های میخی و یا سوهانی) معمول است. به منظور بررسی اثرروش های مختلفبرداشت (و نیز نوع کوبنده) و رقم شلتوک بر میزان ضایعات، آزمایشی به صورت کرت های نواری در قالب طرح بلوک ها کامل تصادفی با دو عامل (روش برداشت و رقم) و سه تکرار در سال های 80 و 81 در ایستگاه تحقیقات کشاورزی شاوور (خوزستان) اجرا شد.
    روش های برداشت شامل برداشت غیرمستقیم به علاوه کوبش با کمباین دارای کوبنده سوهانی، برداشت غیرمستقیم به علاوه کوبش با کمباین دارای کوبنده دندانه میخی، برداشت مستقیم با کمباین دارای کوبنده سوهانی، و برداشت مستقیم با کمباین دارای کوبنده دندانه میخی به عنوان فاکتور عمودی و ارقام شلتوک شامل رقم پرمحصول LD183 و رقم محلی کیفی عنبوری قرمز به عنوان سطوح فاکتور افقی در نظر گرفته شدند. نتایج تجزیه دو ساله مر بوط به افت کمی نشان می دهد که بین سال، روش های برداشت، و اثر متقابل بین آنها تفاوت بسیار معنی دار وجود دارد، در حالی که بین ارقام اختلافی مشاهده نمی شود. با توجه به مقایسه میانگین ها، افت مربوط به سال اول (34/3 درصد) بیش از سال دوم (08/2 درصد) و افت کمی رقم عنبوری (71/2 درصد) کمتر از رقم LD183، (74/2 درصد) است. افت برداشت با کمباین دارای کوبنده دندانه میخی به طور متوسط 73/1 درصد به دست آمد که نسبت به کوبنده سوهانی (با افت متوسط 68/3 درصد) پایین تر است. در هر دو رقم برنج، کمترین افت مربوط به کمباین دندانه میخی است. برداشت غیر مستقیم رقم LD183 و کوبش با کمباین سوهانی با افت متوسط 42/5 درصد در سال اول و برداشت غیرمستقیم رقم عنبوری قرمز با کوبش توسط کمباین میخی و میانگین افت 48/1 درصد در سال دوم به ترتیب بیشترین و کمترین میزان افت کمی را نشان می دهند. از نظر افت کیفی (میزان خرد برنج) بین روش های برداشت اختلاف معنی دار مشاهده نمی شود ولی بین سال اختلاف بسیار معنی دار است و افت مربوط به سال دوم (با 6/45 درصد) از سال اول (با 9/18 درصد) بیشتر است. بین ارقام نیز افت معنی دار است. رقم LD183 (با متوسط 2/34 درصد) میزان خرد برنج بیشتری نسبت به رقم عنبوری قرمز (با متوسط 6/27 درصد) به دست داده است. در تمام روش های برداشت، رقم LD183 به طور نسبی میزان خرد برنج بیشتری به همراه داشته است.
    کلیدواژگان: افت برداشت، برنج، کوبنده دندانه میخی، کوبنده سوهانی
  • سعید ملک، محسن حیدری سلطان آبادی، مرتضی خان احمدی صفحه 107
    به منظور ارزیابی روش های تسریع در خشک شدن آلوچه با استفاده از خشک کن آفتابی موجود در مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، آزمایشی به صورت فاکتوریل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد که تیمارهای آزمایش شامل روش تسریع در خشک شدن آلوچه در چهار سطح: 1- شاهد (بدون تیمار خاصی)، 2- سوراخ کردن مکانیکی، 3- بلانچینگ، و 4- استفاده از روغن استرالیایی سرد و زمان خشک شدن آلوچه در 5 سطح: 1- زمان آغاز خشک شدن (زمان صفر)، 2- پس از گذشت 72 ساعت، 3- پس از گذشت 144 ساعت، 4- پس از گذشت 288 ساعت، 5- پس از گذشت 336 ساعت بودند. در پایان هر تیمار زمانی، مواد جامد انحلال پذیر، درصد رطوبت، درصد اسیدیته، و تغییر وزن میوه اندازه گیری شد. آزمون کمی رنگ آلوچه و ارزیابی حسی رنگ، طعم، ظاهر، و مقبولیت کلی در محصول نهایی و ارزیابی حسی رنگ و ظاهر پس از دو ماه و پس از یک سال انبارمانی انجام شد. اندازه گیری های دما در قسمت های مختلف خشک کن نشان داد که بالاترین دمای هوای ورودی، خروجی و داخل میوه به ترتیب 70، 60، و 51 درجه سانتی گراد است. بررسی ها نشان داد که تیمار سوراخ کردن مکانیکی و شاهد روندی مشابه در خشک کردن میوه دارند درحالی که تیمار روغن استرالیایی سرد سرعت بیشتری به خشک شدن میوه می دهد. تیمار بلانچینگ به نامطلوب شدن کیفیت میوه منجر شد. مقایسه میانگین های شاخص های کمی رنگ میوه نشان داد که محصول تیمارهای شاهد و سوراخ کردن مکانیکی بیشترین تیرگی، تیمار بلانچینگ بیشترین قرمزی، و تیمار روغن استرالیایی بیشترین زردی را دارد. نتایج آزمون های حسی نشان داد که از نظر طعم و مقبولیت کلی، داوران به روش روغن استرالیایی سرد بهترین امتیاز را داده اند. نتایج آزمون های حسی پس از دو ماه انبارمانی نشان داد که از نظر رنگ، روش سوراخ کردن مکانیکی بیشترین امتیاز را به خود اختصاص داده است.
    کلیدواژگان: آلوچه، خشک کن آفتابی، سرعت خشک شدن، ویژگیهای حسی، رنگ، انبارمانی
  • امین رستمی، احمد غضنفری مقدم *، سیامک طالبی، سید جواد سجادی صفحه 123

    پسته مهم ترین محصول صادراتی غیر نفتی ایران محسوب می شود؛ وجود پسته های پوک در میان پسته های مغزدار، باعث افت کیفیت و قیمت محصول می شود. در پایانه های فراوری پسته، معمولا پسته های پوک را از پسته های مغزدار با روش شناوری در آب یا با استفاده از دستگاه های مکانیکی جدا می کنند که روش های مکانیکی دقت بالایی ندارند و روش شناوری نیز احتمال انتقال قارچ را از پسته های آلوده به پسته های غیر آلوده بالا می برد. در مقاله حاضر روشی مبتنی بر آنالیز انعکاس صدای برخورد پسته با صفحه ای فولادی در دو حوزه زمان و فرکانس پیشنهاد شده است. برای این کار، دستگاهی مرکب از یک جعبه آکوستیک متصل به رایانه شخصی تهیه شد. ابتدا نمونه هایی از دانه های پسته بر اساس اندازه به سه گروه درشت، متوسط، و ریز تفکیک و سپس هر گروه بر اساس وزن به دو گروه پوک و مغزدار تقسیم شد. انعکاس صدای هر برخورد از طریق میکروفن به رایانه منتقل و در دو حوزه زمان و فرکانس آنالیز شد. شناسایی رایانه ای بر اساس روش نزدیک ترین فاصله به میانگین صورت گرفت. بهترین نتایج برای گروه درشت به دست آمد. در این جداسازی دقت 75/98 درصد برای تشخیص پسته های درشت پوک و 50/82 درصد برای تشخیص پسته های درشت مغزدار به دست آمد. نتایج به دست آمده از دقت تشخیص برای گروه های دیگر نیز نسبتا مناسب بود. حداقل دقت جداسازی برای دانه های متوسط مغزدار، معادل 75/62 درصد به دست آمد.

    کلیدواژگان: آکوستیک، پردازش صدا، پسته پوک، پسته مغزدار، جداسازی
  • منصور معیری، فریدون کاوه صفحه 135
    مطالعه حاضر برای ارزیابی عملکرد مدیریت فعلی آبیاری جویچه ای و نواری هشت مزرعه در شبکه آبیاری دز با کشت های ذرت، چغندرقند، کاهو، کنجد، ماش، و گندم طی چهار فصل زراعی به اجرا در آمد. بر اساس این مطالعه، بازده کاربرد آب آبیاری در پنج مزرعه با روش آبیاری جویچه ای (25 نوبت آبیاری) و سه مزرعه با آبیاری نواری (4 نوبت آبیاری) به ترتیب معادل 8/25 و 7/32 درصد براورد شد. همچنین مشخص شد که به طور متوسط عمده تلفات آب در درجه اول مربوط به رواناب سطحی از انتهای مزرعه و سپس نفوذ عمقی آب به زیر عمق توسعه ریشه است. با استفاده از اطلاعات موجود اجزای مختلف معادله نفوذ پیشنهادی موسسه حفاظت خاک امریکا، محاسبه شد. ضمن شبیه سازی شرایط مزارع مورد بررسی با روش مذکور در هر مزرعه با در نظر گرفتن عوامل موثر در مدیریت آبیاری شامل دبی ورودی، کاهش آب ورودی، طول مزارع، و زمان قطع آبیاری، شرایط بهینه با بازده بالاتر، بازده کاربرد محاسبه و پیشنهاد شد.
    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، آبیاری نواری، بازده کاربرد آبیاری، مدیریت آبیاری
  • علیرضا صادقی، فخری شهیدی، سیدعلی مرتضوی صفحه 153
    این بررسی به منظور ارزیابی تاثیر خمیرترش در جلوگیری از فساد قارچی و باکتریایی و بهبود خواص حسی نان بربری با استفاده از سه نوع کشت آغازگر اختصاصی شامل لاکتوباسیلوس پلانتاروم، لاکتوباسیلوس سانفرانسیس، و مخلوط دو سویه لاکتوباسیل، در دماها (28، 32 و36 درجه سانتی گراد) و زمان های مختلف تخمیر (8، 16 و24 ساعت) انجام شد. پس از فراوری یکسان نمونه ها، میزان آلودگی به کپک و باکتری طی هفت روز متوالی با استفاده از آزمون کشت میکروبی تعیین شد. ویژگی های حسی نمونه ها را نیز بر اساس روش AOAC در تناوب های زمانی 1، 24، 48، و72 ساعت پس از پخت، ارزیابان آموزش دیده بررسی و با نمونه شاهد مقایسه کردند. این آزمایش ها در قالب طرح پایه کاملا تصادفی، به روش فاکتوریل و با چهار تکرار اجرا و جهت بررسی رابطه بین عوامل موثر بر تخمیر با زمان ماندگاری میکروبی و خواص حسی نان از رگرسیون چند متغیره استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد که تاثیر خمیرترش در بهبود زمان ماندگاری میکروبی و خواص حسی نان بربری در مقایسه با نمونه شاهد، معنی دار است (05/0≥p). علاوه بر این، بیشترین زمان ماندگاری میکروبی در نمونه فراوری شده با لاکتوباسیلوس پلانتاروم در دمای تخمیر 32 درجه سانتی گراد و زمان تخمیر 24 ساعت مشاهده شد. همچنین، در فاصله زمانی 72 ساعت پس از پخت، نمونه فراوری شده با مخلوط دو سویه لاکتوباسیل در دمای تخمیر 28 درجه سانتی گراد و زمان تخمیر 16 ساعت، بیشترین امتیاز پذیرش کلی را کسب کرد.
    کلیدواژگان: باکتری اسید لاکتیک، خمیرترش، خواص حسی، زمان ماندگاری میکروبی، نان بربری
|
  • S. Arshad, S. Morid, M. R. Mobasheri, M. Agha Alikhani Page 1

    The agriculture sector has been affected by severe drought in recent years, making development of a drought warning system for agriculture crucial. Such a system can be a useful tool for policy makers and investors. This research develops a model for agricultural drought risk assessment using statistical and intelligent methods. Kermanshah province, a major rain-fed region of Iran, was selected as the study area. The model is specific to rain-fed wheat and was updated during the different phonological stages of the growing season. The inputs are a combination of the PDSI, Z-index, CMI, SPI and EDI drought indices which were selected using genetic algorithm and artificial neural networking techniques. The results show that the Z-index better predicts possible losses. The general performance of the model increased toward the end of the growing season, especially after the third stage, when the significance level of the relation reaches 1% and the results become more reliable. Furthermore, linkage of the model to the geographical information system makes it more capable of spatial analysis and more suitable for presentation of the final results.

    Keywords: Agricultural Drought, Genetic Algorithm, Kermanshah Province, Principle Component Analysis, Vulnerability Assessment
  • M. H. Saiedirad, A. Tabatabaeefar, F. Badii Page 23
    The mechanical strength of cumin seed and the effects of moisture content, seed size, speed and direction of loading on the force and energy required to fracture cumin seed were investigated. The results showed that moisture and loading direction were significant at the 1% level on the force and energy required to fracture cumin seed. The effects of seed size on force and loading speed on energy were also significant at the 1% level. Increasing moisture content decreased mechanical strength and increased elasticity under loading. The energy absorption capacity of wet seed was higher than that of dry seed and led to increased seed strength under loading. The highest energy absorption (15.31mJ) was found for small seeds at 15% moisture content under horizontal loading and the lowest energy absorption (1.72mJ) was found for largeseeds at 5.7% moisture content under vertical loading. Small seeds with 5.7% moisture content under horizontal loading had the highest mechanical strength and large seeds at 15% moisture content under vertical loading had the lowest mechanical strength.
    Keywords: Cumin Seed, Force, Energy Required for Fracturing, Quasi-Static Loading
  • M. K. Shabani, T. Honar, A. R. Sepaskhah Page 35
    In recognition of the value and limitations of available water resources in agriculture and the occurrence of periodic drought in Iran, water conservation and optimal usage of available water is essential. The main objective of this study was to optimize field water management and cropping patterns using deficit irrigation. The effect of reducing water consumption on different growth stages using different irrigation strategies for major crops (wheat, barley, corn, sugar beet, rice) in Doroodzan, Fars province was studied.Then, using these strategies, an objective function was defined and then optimized based on maximum net benefit using linear programming. The results of the study show that the optimal cropping pattern for the first season was mainly wheat and in the second season was corn. This study highlights the effect of water restriction in different growth stages on area cropping patterns for wheat and corn in the first and second seasons. The results show that the best time to perform deficit irrigation is in late vegetation, yield formation, and ripening stages for wheat and establishment and ripening stages for corn.
    Keywords: Deficit Irrigation, Irrigation Strategies, Optimal Cropping Pattern, Surface Water Resource
  • A. M. Kermani, T. Tavakoli Hashjin, S. Minaei Page 53
    An understanding of the strength of rice grains as affected by moisture content and temperature is important for analysis and prediction of cracking and/or breakage behavior during handling and processing. Further, the magnitude of these properties at various moisture contents and temperatures is needed for the accurate design of milling machinery so that grain damage is minimized. To determine the compressive mechanical properties of grains, two types of quasi-static compressive tests, whole kernel and uniaxialcompressive tests, of core specimens were performed at three moisture contents, 10.2%, 12.2% and 13.25% (w.b.), at grain temperatures of 35, 45, 55 and 64°C. Failure force, deformation and energy at the breaking point and apparent elasticity modulus were determined for whole grain tests, and compressive strength, failure strain, toughness modulus and compression modulus of elasticity were determined for uniaxialcompressive tests. Statistical analysis of the mechanical tests results indicated that moisture content and temperature have a strong influence on the properties examined. There was no significant effect on rice compressive failure properties. Moisture content had the greatest effect on the mechanical properties of rice. In general, all strength values except compressive strain increased as moisture content and/or temperature of grains decreased. For the different rice grain conditions studied, failure force varied from between 37.01 to 89.96N, while compressive strength varied from between 16.43 and 44.42MPa.
    Keywords: Apparent Modulus of Elasticity, Breaking Force, Compression Strength, Mechanical Properties, Moisture Content, Temperature
  • M. Lashgari, H. Mobli*, M. Omid, R. Alimardani, S. Mohtasebi, R. Hesamifard Page 75
    Many factors affect yield loss in wheat harvesting with a grain combine harvester and there is no mathematical model to describe the behavior of this complex system. Thus in this study, a fuzzy logic controller (FLC) was designed, implemented and tested for the automatic settings of cylinder speed, concave clearance, fan speed and forward speed of a model 955 John Deere combine. First, the mechanical systems of these units were converted into hydraulic systems to implement the FLC. Then, seven sensors were installed to measure combine parameters (four sensors) and yield losses (three sensors). The yield loss sensors were very accurate and reliable. A fuzzy logic algorithm was proposed to control these units, with two inputs (straw walker and sieve loss) and four outputs (cylinder speed, concave clearance, fan speed and forward speed). Trapezoidal membership functions were selected as fuzzy linguistic input variables and fuzzy singletons were selected as output variables. Six rules having logical AND operators and Mamdaniimplications were employed. The fuzzy algorithm was implemented using a CJ1M model PLC. Laboratory and field experiments were carried out in the summer of 2006 to evaluate the performance of the proposed fuzzy inference system. Statistical analysis (t-tests) of the present investigation indicated a significant difference (p<1%) between loss mean in the combine with FLC installed and the combine without a controller.
    Keywords: Combine Loss, Fuzzy Logic Controller, PLC, Sensor, Wheat
  • N. Loveimi, A. A. Gilany, M. R. Alizadeh Page 89
    Multistage and semi-mechanized harvesting of rice in Khouzestan province, Iran, causes much loss. Depending on available facilities and conditions, either spike-tooth or rasp-bar cylinders are employed with either direct or indirect combine harvesting methods. The present research studied the effect of these different harvesting methods on the amount of losses in two rice varieties in 2001-2002 at Shavour Agricultural Research Station in Khouzestan province. The experiment was devised as a strip-plot with a randomized complete block design with two variables (harvesting method, variety) and three replications. The vertical axis variable harvesting methods were: indirect harvesting (manual) plus threshing by rasp-bar cylinder combine; indirect harvesting plus with threshing by spike-tooth cylinder combine; direct harvesting with threshing by rasp-bar cylinder combine, direct harvesting with threshing by spike-tooth cylinder combine. The horizontal axis variables were: high yield LD183 rice variety; qualitative local RedAnboury rice variety. Analysis of the losses for the two years showed a significant difference between years for harvesting methods and their interactions but no significant difference between varieties. A comparison of averages showed that losses for the first year were greater at 3.34% than for the second year at 2.08%. However, average losses for the Red Anboury variety were 2.71% and 2.74% for the LD183 variety. For both direct and indirect harvesting methods, average losses for harvesting by spike-toothcylinder combine were 1.73%, which was less than the 3.68% for the rasp-bar cylinder combine. The spiketooth cylinder combine produced the least amount of loss over the two varieties. Indirect harvesting of LD183 with threshing by rasp-bar cylinder combined in the first year produced the greatest average loss at 5.42%. Indirect harvesting of Red Anboury with threshing by spike-tooth cylinder combine in second year produced the lowest average loss at 1.48%. There was no significant difference between harvestingmethods for quality of loss (broken rice rate) but there was a large significant difference by year with 45.6% for the second year and only 18.9% for the first year. This loss was also significant by variety with LD183 averaging 34.2% broken rice and Red Anboury averaging 27.6%. Over all harvesting methods,LD183 had greater broken rice rates.
    Keywords: Harvesting Loss, Rasp-Bar Cylinder, Rice, Spike-Tooth Cylinder
  • S. Malek, M. Heidari Soltanabadi, M. Khanahmadi, H. R. Ghazvini, A. Mirmajidi, M. Shahedi, A. Kermani Page 107
    This study evaluated the use of the solar dryer at Esfahan Agricultural Research Center for drying prunes. A factorial experiment was carried using a randomized complete block design with four replications. The four methods used to accelerate prune drying were: control group (no treatment), mechanical perforation at one week of drying, blanching, submersion in Australian cold dip method. The drying rate of the prunes was measured at: beginning of drying time (time zero), after 72 h, after 144 h, after 288 h, after 336 h.Weight variation, acidity percentage, humidity percentage and TSS of fruit were measured at each time interval. Measurement of color loss, as well as subjective evaluations of color, taste, appearance and overall acceptability of the dried prunes was carried out at the end of drying process. The dried fruit was then stored for two months and one year and were subjected to color and subjective appearance evaluations. Temperature measurement of the drying chamber indicated that the maximum temperature of the inlet air was 70°C, outlet air was 60°C and in the fruit was 51°C. The control and mechanical perforation pretreatments produced similar drying rates, while the Australian cold dip method pretreatment augmented it. The blanching pretreatment produced an inferior quality of fruit. The average comparison of quantitative color indices (L*, a*, b*) showed that dried fruit produced by the control and mechanical perforation were darkest, blanching produced the most redness and Australian cold dip method pretreatments produced the greatest yellowness. Judges preferred dried prunes subjected to Australian cold dip method for their taste and general acceptability. Also they gave the highest rating to the color of dried prunes subjected to mechanical perforation pretreatment and stored for two months.
    Keywords: Color, Drying Rate, Prune, Sensorial Characteristics, Storage, Sun Dryer
  • A. Rostami, A. Ghazanfari Moghadam, S. Talebi, S. J. Sajadi Page 123

    Pistachio nuts are the major non-oil export agricultural commodity in Iran. The existence of empty shells among the shells with kernels reduces the quality of the nuts and, consequently, their market value. In pistachio processing plants, empty shells are generally separated from shells with kernels by the flotation method. But this method is not precise and may encourage the growth of fungi in the nuts. This research investigated an identification method based on sound reflection analysis. A sample of pistachio nuts was divided according to size into large, medium and small groups. Each group was further divided into empty and full shells. A sound box and PC computer were prepared to detect and analyze the echoes of the impacts of each of the nuts as it drops onto a steel plate. The impact echoes were recorded and the echo signals analyzed in both time and frequency domains using a nearest distance classification approach. The best results were obtained for the large sized nuts with 98.75% accuracy for detecting empty shells and 82.8% for detecting full shells. The classification results were also good for other classes, with the lowest accuracy rating being 62.75% for medium-sized full shells.

    Keywords: Acoustics, Empty Shells, Shells with Kernels, Sorting, Sound Processing
  • M. Moayeri, F. Kaveh Page 135
    This study was conducted to evaluate the current management of furrow and border irrigation systems in the Dez irrigation network. Of the eight farms studied, three grew wheat and one each grew corn, sugar beets, lettuce, sesame and mung beans. The study found water application efficiency in the five farms with furrow irrigation systems to be 25.8% and for the three farms with border irrigation systems to be 32.7%. The main reason for water loss was found to be runoff and deep percolation. SCS infiltration equation parameters were calculated using the obtained data. For each farm, conditions were simulated using the SCS equation. Methods for optimum irrigation were developed based on variables such as discharge inflow, furrow/ border length and cut-off time and cut-back methods.
    Keywords: Border Irrigation, Furrow Irrigation, Irrigation Efficiency, Irrigation Management
  • A. Sadeghi, F. Shahidi, S. A. Mortazavi, M. Nassiri Mahallati, B. Sadeghi Page 153
    This study examined sourdough LAB containing specific starter cultures used to produce barbari-style bread and evaluated their microbiological shelf life and sensory properties. The effects of sourdough fermentation time (8, 16, 24h), fermentation temperature (28, 32, 36°C) and type of starter culture (Lactobacillus sanfransicencis, ATCC 14917; Lactobacillus plantarum, ATCC 43332; a mixture of both LABs) were analyzed in a completely randomized design factorial experiment with four replications. The microbiological shelf life of samples was determined by placing serial dilutions on plate count agar for one to seven days. The sensory properties of the bread were determined 1, 24, 48 and 72h after baking using AOAC standards. The results showed that sourdough had a significant effect (p≤0.05) on improving the microbiological shelf life and sensory properties of barbari bread in comparison with the control sample. Moreover, the sample produced with Lactobacillus plantarum (24h fermentation time and 32ºC fermentation temperature) had the maximum microbiological shelf life and the sample produced with a mixture of both LABs (16h fermentation time and 28ºC fermentation temperature) had the best sensory evaluation 72 h after baking.
    Keywords: Barbari Bread, Lactic Acid Bacteria, Microbiological Shelf Life, Sensory Properties, Sourdough