فهرست مطالب

تحقیقات مهندسی کشاورزی - سال شانزدهم شماره 2 (تابستان 1394)

فصلنامه تحقیقات مهندسی کشاورزی
سال شانزدهم شماره 2 (تابستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/06/26
  • تعداد عناوین: 9
|
  • علیرضا توکلی، حسین بابازاده*، فریبرز عباسی، حسین صدقی صفحات 1-12
    تغییرات مکانی و زمانی نفوذ، مدیریت سیستم های آبیاری سطحی و به ویژه آبیاری جویچه ای را پر هزینه، زمان بر و پیچیده می سازد. در آبیاری جویچه ای، پارامترهای نفوذ برای دبی های ورودی متفاوت، شکل هندسی جویچه و مقدار آب خاک، متغیر هستند و از این رو ارائهرابطه ای کلی برای نفوذ دشوار است. یکی از روش های مناسب برای تعیین رابطه کلی نفوذ، استفاده از مقیاس سازی است. در این مقاله نشان داده شده که به کمک آنالیز ابعادی و با استفاده از داده های 12 آزمایش آبیاری جویچه ای متفاوت که هر یک 15 نوبت تکرار شده است، رابطه ای برای مقیاس سازی مشخصه های نفوذ آب در خاک به دست آمده است. مقادیر R2و RMSE برای واسنجی رابطه پیشنهادی به ترتیب برابر 984/ 0 و 0199/ 0 محاسبه شد. علاوه بر این، پس از راست آزمایی رابطه استخراجی، مقدار بالای ضریب (R2>0.98) و مقدار اندک آماره (RMSE<0.01) نشان از دقت مناسب مدل دارد. مقایسه این رابطه با روابط ارائه شده در پژوهش های گذشته، به دو دلیل برتری رابطه حاضر را نشان می دهد: 1) نیاز به داده های ورودی کم تر (دبی ورودی، عمق آب در جویچه، زمان آبیاری و زمان پیشروی)، و2) اندازه گیری آسان تر داده های ورودی.
    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، آنالیز ابعادی، رابطه نفوذ کوستیاکوف لوئیس
  • محبوبه قبادی، حامد ابراهیمیان* صفحات 13-24
    ویژگی های نفوذ آب در خاک تابعی از زمان و مکان است، در نتیجه به تعداد نسبتا زیادی اندازه گیری های مزرعه ای نیاز است تا بیانی از متوسط شرایط مزرعه باشد. اخیرا روش مقیاس سازی برای کاهش داده های موردنیاز به منظور تعیین ویژگی های نفوذ ارائه شده است. هدف از این تحقیق، ارزیابی روش مقیاس سازی برای پیش بینی نفوذ در آبیاری جویچه ای، در دو روش آبیاری جویچه ای، یک در میان ثابت و یک در میان متغیر است که از یک نقطه پیشروی و یک منحنی نفوذ نمونه برای تعیین ضرایب نفوذ استفاده شد، به منظور ارزیابی روش مقیاس سازی در هر دو روش آبیاری نیز از داده های هفت واقعه آبیاری در طول فصل رشد محصول ذرت در منطقه کرج استفاده شد که در خاک لوم رسی کشت شده بود. محدوده خطای به دست آمده در تخمین حجم کل آب نفوذ یافته در روش جویچه ای یک در میان ثابت از 44/ 1 تا 03/ 20 درصد و در روش جویچه ای متغیر از 48/ 0 تا 80/ 13 درصد متغیر است. تحلیل آماری داده های مقیاس شده و اندازه گیری شده نفوذپذیری هم نشان می دهد که اختلاف معنی داری بین آنها وجود ندارد.
    کلیدواژگان: آبیاری سطحی، زمان پیشروی، رابطه نفوذ کوستیاکوف، لوئیس، نفوذپذیری
  • حمیدرضا سالمی *، بهرام اندرزیان، سارا گوانجی صفحات 25-40
    مدل شبیه سازی AquaCrop که عملکرد محصول را بر اساس آب قابل استفاده تحت شرایط آبیاری کامل و کم آبیاری شبیه سازی می کند، ابزاری ارزشمند برای بهبود مدیریت آب در سطح مزرعه است. به منظور ارزیابی کارکرد این مدل در مزرعه برنج، از داده های یک آزمایش دو ساله برنج رقم زاینده رود، در شبکه آبیاری نکوآباد استفاده شده است که خاکی با بافت سنگین دارد و آب آن نسبتا شور است. تیمارهای آبیاری شامل دو تیمار غرقاب دائم با ارتفاع 35 و 22 میلی متر و یک تیمار متناوب از ارتفاع صفر (حالت اشباع) تا 15 میلی متر بوده است. نتایج نشان می دهد که مدل AquaCrop قادر است عملکرد برنج را در تیمار آبیاری کامل و در کم آبیاری های ملایم به خوبی شبیه سازی کند ولی با شدت یافتن کم آبیاری، دقت مدل در برآورد کاهش عملکرد دانه و پوشش سایه انداز کاهش می یابد. جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب توافق ویلموت (d) و ضریب مقادیر باقیمانده (CRM) برای مشخصه عملکرد دانه به ترتیب 03/ 1، 71/ 0 و 06/ 0 به دست آمد. مدل مورد مطالعه، عملکرد دانه(Y)، ماده خشک اندام های هوایی (B) و تغییرات پوشش سایه انداز (CC) را به خوبی پیش بینی می کند. بهترین منحنی برازش داده شده برای تابع تولید (عملکرد – آب) برای رقم و منطقه مورد نظر یک تابع درجه 2 بود، که در این حالت تابع تولید استخراج شده با ضریب تبیین قابل قبول 91/ 0 به دست آمد.
    کلیدواژگان: برنج، تابع تولید محصول، کم آبیاری، AquaCrop
  • نادر سلامتی، فریبرز عباسی، معصومه دلبری *، علی شینی دشتگل، پیمان افراسیاب صفحات 41-60
    در این تحقیق به بررسی تاثیرات کودآبیاری بر یکنواختی توزیع آب و نیتروژن در آبیاری جویچه ای نیشکر از طریق مقایسه دو روش اندازه گیری مزرعه ای و مدل عباسی و همکاران پرداخته شده است. آزمایشی در مقیاس بزرگ به صورت کرت های یک بار خرد شده در قالب بلوک های کامل تصادفی با 3 تکرار در یک قطعه 25 هکتاری از مزارع کشت جدید (پلانت) در اراضی کشت و صنعت نیشکر دهخدا از اسفند سال 1391 تا مهرماه 1392 اجرا شد. فاکتور اصلی تقسیط های کودی است که در سه سطح (دو تقسیطی، سه تقسیطی و چهار تقسیطی) و فاکتور فرعی سطوح کود مصرفی است که در سه سطح (100، 80 و 60 درصد کود مورد نیاز به ترتیب معادل 350، 280 و 210 کیلوگرم کود اوره) اعمال شد. ضرایب معادله کوستیاکف با استفاده از مدل بیلان حجمی استخراج شد. از مدل کودآبیاری عباسی و همکاران برای شبیه سازی جریان آب و انتقال نیترات در خاک استفاده شد. گستره زمان تزریق کود از 30 درصد انتهایی مدت زمان آبیاری تا 60 درصد مدت زمان آبیاری را به خود اختصاص داد. مدیریت صحیح مقدار دبی ورودی و تزریق کود در زمان های مناسب موجب افزایش ضریب یکنواختی توزیع آب و کود شد. مقدار نمایه آماری E در تمام تیمارهای کودآبیاری بزرگتر از 990/ 0 به دست آمد که نشان از کارایی بالای مدل در پیش بینی مدت زمان های پیشروی و پسروی دارد. مقایسه میانگین مدت زمان پیشروی و پسروی اندازه گیری شده با مدت زمان پیشروی و پسروی استخراجی از مدل در تمامی تیمارهای کودآبیاری، با آزمون تی (T-test) نشان داد که آماره T کمتر از مقدار 447/ 2 (T بحرانی) است که نشان دهنده کارایی بالای مدل عباسی و همکاران است. همچنین، نتایج آزمون T در مورد مقایسه میانگین دبی ورودی و ضرایب یکنواختی آب و کود حاکی از بیشتر بودن مقادیر آماره T از 305/ 2 (T بحرانی) است که تاثیر معنی دار میزان دبی در نوسانات ضرایب یکنواختی آب و کود را نشان می دهد مدل عباسی و همکاران قادر است تا با توجه به شرایط مختلف مزرعه و با تعریف ضرایب نفوذ برای مدل و تغییر شیب، افزایش یا کاهش میزان دبی و تغییر طول جویچه، شرایط بهینه را برای افزایش کارایی مصرف آب و یکنواختی توزیع کود فراهم آورد. در نوبت های آبیاری و تقسیط های انتهایی، انطباق مقادیر هر دو روش مورد مقایسه در این تحقیق بیشتر است به طوری که در تیمار 4 تقسیطی و 60 درصد سطح کودی در آبیاری یازدهم و تیمار 3 تقسیطی و 100 درصد سطح کودی در آبیاری دهم، اختلاف مقدار آب نفوذ یافته در دو روش به 2 میلی متر کاهش یافت و در هر دوی این تیمارها مقادیر ضرایب یکنواختی توزیع کود حتی از آب بیشتر بود و به بیش از 90 درصد رسید.
    کلیدواژگان: آبیاری جویچه ای، بیلان حجمی، تقسیط کود، شدت کاربرد کود، مدل عباسی و همکاران
  • فاطمه حبیبی*، آسیه یحیی زاده صفحات 61-70
    هدف از این تحقیق بررسی تاثیر نوع و ساختار اجزای نشاسته بر کیفیت پخت ارقام مختلف برنج ایرانی است. شش رقم متداول برنج ایرانی شامل: طارم، دم سیاه، سالاری، حسن سرائی، دم زرد و دم سفید پس از برداشت، خشک شدن و تنظیم رطوبت، سفید شدند. برنج سفید و آرد حاصل از این ارقام در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار بررسی شد. ابتدا خصوصیات نشاسته شامل میزان آمیلوز، نمرهژلاتینی شدن و قوام ژل اندازه گیری شد. خصوصیات ساختمان پلیمری آمیلوز و آمیلوپکتین با دستگاه های الکتروفورز مویینه و کروماتوگرافی بر اساس اندازه بررسی شد. این ارقام از نظر میزان آمیلوز، نمره ژلاتینی شدن و قوام ژل تفاوت معنی داری با هم نداشتند اما از نظر مقادیر آمیلوز و آمیلوپکتین انحلال پذیر در آب داغ، درجه پلیمری شدن آمیلوز و آمیلوپکتین، تفاوت معنی داری در سطح احتمال 1 درصد نشان دادند. با بررسی ساختار نشاسته با روش کروماتوگرافی بر اساس اندازه، مشخص شد که در ارقام حسن سرائی، طارم و دم سیاه، میزان آمیلوز انحلال پذیر در آب داغ کمتر است تا در ارقام دم سفید و سالاری. در این تحقیق ساختار آمیلوپکتین پس از هیدرولیز شدن با آنزیم ایزو آمیلاز و آمیناسیون شاخه های هیدرولیز شده، از نظر درجه پلیمری شدن و میزان انتشار طول زنجیر با دستگاه الکتروفورز مویینه بررسی شد. ارقام مورد بررسی از نظر زنجیرهای A، B1، B2و B3و زنجیرهای بلندتر اختلاف معنی داری در سطح احتمال 1 درصد دارند. با استفاده از نتایج الکتروفورز مویین مشخص شد که در رقم های خوش کیفیت تر مانند دمسیاه زنجیرهای کوتاه (A) با درجه پلیمری شدن کمتر، بیشتر است. از نظر زنجیرهای B1و B2تفاوت زیادی بین رقم های مورد مطالعه مشاهده نشد. بیشترین تفاوت مربوط به زنجیرهای کوتاه A و زنجیرهای B3و بلند است. بنابراین، جهت بررسی های دقیق تر و دستیابی به دیدگاه های جدید در ارزیابی کیفیت، باید به تفاوت های ساختمانی پلیمرهای تشکیل دهنده ارقام نیز توجه شود.
    کلیدواژگان: آمیلوپکتین، آمیلوز، برنج، کیفیت، نشاسته
  • لاله مشرف* صفحات 71-82
    در پوسته خارجی (سبوس) اکثر غلات، به خصوص گندم، مواد بسیار مفیدی مثل کانی ها، فیبر های رژیمی، ویتامین ها و اسیدهای آمینه وجود دارد؛ ارزش غذایی سبوس گندم نیز به دلیل غنی بودن از فیبرهای رژیمی است. با توجه به روند رو به افزایش مصرف سموم دفع آفات نباتی در گندم و از طرفی میزان بالای مصرف نان در جیره غذایی خانوارها، نگرانی هایی در خصوص باقیمانده سموم در سبوس گندم در نان و فراورده های سبوس دار وجود دارد. این پژوهش به منظور بررسی و تعیین میزان باقیمانده سموم در سبوس گندم و اثر چند فراوری بر میزان کاهش آن اجرا شد و طی آن از روش های هیدراتاسیون گرم و سرد، پخت و هیدروترمال با بافر برای فراوری سبوس گندم استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، نه تنها هر چهار فراوری میزان سموم باقیمانده در سبوس گندم (سموم دلتامترین، کاپتان، بروموپروپیلات، فوزالون و تترادیفون) را به ترتیب از 16/ 0، 315/ 0، 16/ 1، 807/ 1 و 017/ 0 قسمت در میلیون به حداقل رساندند، بلکه کاهش 33 تا 83 درصدی اسید فیتیک موجود در سبوس گندم نیز ثبت گردید. از مزایای استفاده از روش های مذکور در فراوری سبوس گندم ضمن کاهش باقیمانده سموم می توان به بهبود خصوصیات تغذیه ای آن با استفاده از مزایای ویتامین ها، کانی ها و فیبرهای غذایی موجود درآن اشاره کرد.
    کلیدواژگان: اسید فیتیک، باقیمانده سموم، سبوس گندم، هیدراتاسیون سرد و گرم، هیدروترمال
  • فرزاد گودرزی* صفحات 83-92
    گوجه فرنگی محصولی زراعی و فرازگرا با ظرفیت بالای تولید اتیلن و دیگر ترکیبات آلی فرار مانند اتانول و استالدئید است که حدود یک سوم میزان تولیدی آن در فاصله بین برداشت تا مصرف از بین می رود. در این مطالعه از دو غلظت 5/ 0 و 5 گرم در لیتر محلول نانو دی اکسید تیتانیوم برای ایجاد تاخیر در تولید بوی نامطلوب ناشی از تجمع اتانول و استالدئید در فضای نگهداری گوجه فرنگی رسیده و قرمز رقم هلیل، یا کنترل آن، استفاده شد. بر اساس نتایج به دست آمده، مشخص شد که ذرات نانو دی اکسید تیتانیم در حضور پرتو فرابنفش و متناسب با غلظت محلول، قادر به کاهش 85 درصد از میزان اتیلن تولیدی، و تجزیه 75 تا 100 درصد از استالدئید و اتانول موجود در فضای نگهداری گوجه فرنگی هستند. ارزیابی حسی نمونه ها نشان می دهد از روز چهارم نگهداری میوه در انبار، بوی نامطلوب در تیمار شاهد گوجه فرنگی قابل شناسایی و در روز دهم نگهداری این مقدار به بیشترین سطح خود می رسد. در حالی که تا روز هشتم نگهداری، بوی نامطلوب تجمع یافته در فضای نگهداری گوجه فرنگی های تیمار شده با غلظت 5 گرم در لیتر نانو دی اکسیدتیتانیم، کمتر از آستانه قابل شناسایی بود و تا پایان دوره 12روزه نگهداری نیز در کمترین مقدار باقی ماند.
    کلیدواژگان: اتانول، اتیلن، استالدئید، دی اکسید تیتانیم، گوجه فرنگی
  • محمد یونسی الموتی*، سید مرتضی صداقت حسینی صفحات 93-108
    در این تحقیق، سامانه کنترل غلظت محلول مصرفی برای دستگاه سمپاش بوم دار پشت تراکتوری، ساخته و ارزیابی شد. این سامانه شامل حسگر سرعت پیشروی سمپاش، پمپ مقسم مواد شیمیایی، محرک پمپ مقسم، حسگر سرعت دورانی پمپ مقسم، واحد اختلاط آب با مواد شیمیایی و واحد کنترل الکترونیکی است. با نصب سامانه روی دستگاه سم پاش پشت تراکتوری، قابلیت کاربرد مواد شیمیایی محلول در آب با مدیریت موضعی ایجاد شد. از محلول آب نمک برای تعیین دقت سامانه در مزرعه به این دلیل استفاده شد که اندازه گیری غلظت آن آسان است. این سامانه از نوع تزریق مستقیم است که برای تغییر غلظت محلول مصرفی، مقدار ماده موثر را در سیال حامل (آب) تغییر می دهد. در آزمون کارگاهی، اثر عوامل فشار محلول مصرفی و سرعت دورانی محور پمپ مقسم در بده خروجی پمپ مقسم ارزیابی شد. رابطه رگرسیونی بین متغیر وابسته بده خروجی پمپ مقسم و متغیرهای مستقل تهیه شد. در آزمون های مزرعه ای، نقشه توصیه ای غلظت محلول مصرفی برای قطعه زراعی مورد استفاده با نرم افراز ArcGIS تهیه شد. اثر سرعت پیشروی (3 سطح 3، 6 و 9 کیلومتر در ساعت) و فشار رایج پاشش محلول در مزرعه (3 سطح 3، 4 و 5 بار) بر مقدار خطای غلظت محلول خروجی (درصد) افشانک های اول و آخر سمت راست تیرک، نیز به طور جداگانه ارزیابی شد. نتایج آزمون کارگاهی نشان می دهد سرعت دورانی پمپ مقسم، فشار محلول مصرفی و اثر متقابل آنها بر بده پمپ در سطح یک درصد معنی دار است. نتایج آزمون مزرعه نیز نشان می دهد که فشار محلول مصرفی و سرعت پیشروی در خطای غلظت محلول خروجی از افشانک اول معنی دار نیست و اثر سرعت پیشروی در خطای غلظت محلول خروجی از افشانک آخر در سطح یک درصد معنی دار است. متوسط میانگین خطای افشانک های اول و آخر به ترتیب 71/ 2 و 56/ 3 درصد است.
    کلیدواژگان: سامانه کنترل، سمپاش، غلظت متغیر، کشاورزی دقیق، مدیریت موضعی
  • حامد توکلی، سید سعید محتسبی*، رضا علیمردانی صفحات 109-122
    یکی از مهمترین نهاده های کشاورزی که تاثیر زیادی در رشد گیاه، عملکرد و کیفیت محصول دارد، نیتروژن است. حسگرهای مختلفی توسعه یافته اند برای آنکه وضعیت نیتروژن محصولات به شکلی غیرمخرب تشخیص داده شود. در این تحقیق به مقایسه عملکرد حسگرهای Crop-Circle و ISARIA برای تشخیص وضعیت نیتروژن گندم زمستانه در طول دوره رشد، پرداخته شد. حساسیت اندازه گیری حسگرها نسبت به وضعیت آب محصول نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور، در طول فصل زراعی 2012، در مزرعه ای تحقیقاتی، طرح آزمایشی بلوک های خرد شده تصادفی با دو تکرار اجرا شد. تیمارها شامل چهار میزان کوددهی نیتروژن (0، 60، 120 و 240 کیلوگرم بر هکتار) و دو نوع رژیم آب دهی (با آبیاری تکمیلی و بدون آبیاری) بود. بر اساس نتایج به دست آمده، حسگرهای Crop-Circle و ISARIA عملکرد بسیار خوبی برای تشخیص وضعیت نیتروژن گندم زمستانه از خود نشان دادند. اندازه گیری های حسگر Crop-Circle تحت تاثیر وضعیت آب محصول قرار گرفت، در حالی که حسگر ISARIA حساسیت کمی نسبت به وضعیت آب محصول نشان داد.
    کلیدواژگان: حسگرهای مجاورتی محصول، کشاورزی دقیق، گندم، نیتروژن
|
  • A. Tavakoli, Hossein Babazadeh*, Fariborz Abbasi, Hossein Sedghi Pages 1-12
    The management of surface irrigation systems, specifically furrow irrigation, is costly, time-consuming, and complicated because of spatial and temporal variations of infiltration. The infiltration parameters for inflow discharge, furrow geometry, and soil water content vary for furrow irrigation; consequently, it is difficult to present a general equation for infiltration. Scaling is a suitable method of obtaining a general relationship for infiltration. The present study developed an appropriate equation for scaling of infiltration components using dimensional analysis and irrigation test datasets with 15 replicates for 12 distinctive furrows. Calibration of the proposed equation produced R2 and RMSE values of 0.984 and 0.0199, respectively. The results for validation of the equation demonstrated high R2 values (>0.98) and low RMSE values (<0.01), which reflects the accuracy of this model. A comparison of the proposed model and published equations revealed the superiority of the proposed equation. The advantages include the need for less data (inflow discharge, flow depth in furrow, irrigation time, and advance time) and ease of measurement of the required inputs.
    Keywords: Dimensional Analysis, Kostiakov, Lewis Infiltration Equation, Surface Irrigation
  • M. Ghobadi, H. Ebrahimian* Pages 13-24
    A relatively large number of field measurements are required to accommodate the spatial and temporal variability of the soil infiltration characteristics needed to express field conditions. Scaling is a recently-developed method that reduces the data needed to determine infiltration parameters. The present study evaluated the use of scaling to estimate infiltration parameters for variable alternate furrow irrigation and fixed alternate furrow irrigation methods that uses a single advance time and model infiltration curve to determine infiltration parameters. Field data from seven irrigation events during the maize growing season in clay loam soil in Karaj, Iran was used to evaluate scaling for both irrigation methods. The relative error for estimation of total infiltration was 1.44% to 20.03% for fixed and 0.48% to 13.80% for variable alternate furrow irrigation. No significant difference was observed between the measured and scaled data for infiltration.
    Keywords: Advance Time, infiltration, Kostiakov–Lewis Equation, Surface Irrigation
  • H. R. Salemi*, B. Andarzian, S. Gavanji Pages 25-40
    Simulation models are important for evaluation of the effects of environmental stress on crop yield. The AquaCrop model is a valuable tool for improving farm-level water management because of its excellent crop yield simulation under full, deficit, and supplemental irrigation. The present study evaluated the AquaCrop model over two years of experimental data for the Zayandehrud rice cultivar on research conducted in the Nekuabad irrigation network, which features clay soil texture and mildly saline water. The irrigation treatments consist of continuous flooding to depths of 22 and 35 mm and alternative wetting-and-drying soil saturation levels from 0 (saturation) to 15 mm in depth. The model was able to accurately simulate rice yield under full irrigation and mild deficit irrigation scenarios. Increasing the water stress decreased the accuracy of model simulation for grain yield and canopy cover. The results of the reliability indices were 1.03 for root mean square error, 0.71 for index of agreement, and 0.6 for coefficient of residual mass. The model provided excellent simulations of grain yield, biomass and canopy cover. The best fitted curve for the crop water production function for the cultivar and region was a second-order function with an acceptable coefficient of determination of R2 = 0.91.
    Keywords: AquaCrop, CWPF, Deficit Irrigation, Rice
  • N. Salamati, F. Abbasi, M. Delbari*, A. Sheinidashtegol, P. Afrasiab Pages 41-60
    This research investigated the effects of fertigation on the uniformity of distribution of water and nitrogen for furrow irrigation and compared them to the results of field measurements from Abbasi et al. model output. This large-scale experiment was carried out as once-split plots in a randomized complete block design with three replications over 25 ha2 of newly-planted sugarcane planted by Dehkhoda Sugarcane Agro-Industry from February 2012 to October 2013. The main factor was split application of fertilizer (1, 2, or 3 applications during the growing season). The secondary factor was fertilizer application level at 100% (350 kg urea), 80% (280 kg urea), and 60% (210 kg urea) of fertilizer requirements. The coefficients for the Kostiakov infiltration equation were derived using the volumetric balance model. The Abbasi et al. fertigation model was implemented to simulate water flow and nitrate transport in soil. Fertilizer injection time was 30% to 60% of total irrigation time. Proper management of the inlet discharge and appropriate selection of fertilizer application times and frequencies increased distribution uniformity for the water and fertilizer. The E statistical index was greater than 0.990 for all fertigation treatments, indicating good performance of the model for prediction of advance and recession times. Comparison of the means for advance and recession times using the t-test showed that t < 2.447 (critical t) for all treatments, indicating good performance of the model. The t-test for discharge and uniformity coefficients for water and fertilizer showed that t > 2.305 (critical t), which suggests that flow rate had a significant effect on water and fertilizer distribution uniformity. The Abbasi et al. model improved water use efficiency and fertilizer distribution uniformity by optimizing the model inputs for infiltration parameters, inflow rate, and field slope. The results of field measurements and model prediction were more similar to the last fertilizer application times than to other treatments. The discrepancy of infiltrated water depths obtained from both methods was about 2 mm for the 4-application treatment with the 60% fertilizer level during the 11th irrigation and the 3-application treatment with the 100% fertilizer level during the 10th irrigation treatment. For these treatments, distribution uniformity of fertilizer increased more than did water distribution uniformity (> 90%).
    Keywords: Abbasi et al. Model, Fertilizer Application Rate, Furrow Irrigation, Spilt Fertilizer Application, Volume Balance
  • F. Habibi*, A. Yahyazadeh Pages 61-70
    This study investigated the influence of type and structure of starch components on the cooking quality of Iranian rice varieties. Six traditional Iranian rice cultivars were harvested, their drying and moisture contents were adjusted, they were milled and their white grains and flour were evaluated in a completely randomized design. The starch properties of amylose content, gelatinization temperature and gel consistency were measured. Characterization of polymeric structure of amylose and amylopectin was evaluated using chromatographic methods. Although there was little difference in amylose content, gelatinization temperature and gel consistency, the results showed significant differences at the 1% level for amylose and amylopectin hot water-soluble components and degree of polymerization. The rice varieties of good quality were Hasansaraee, Tarom and Domsiah; these showed higher hot water-soluble amylose content in results of size exclusion chromatography. The chain length distribution of amylopectin chains and the degree of polymerization were determined by capillary electrophoresis. Selected varieties showed significant differences for A, B1, B2, B3 and longer chains at the 1% level. The results showed that good quality cultivars, such as Domsiah, had more short chains (A) with less polymerization. There was no difference between the B1 and B2 chains by cultivar. The greatest difference was found between short chains (A), B3 and long chains. Differences in the polymeric structure of rice grains also should be considered to obtain more accurate analysis and new insights into quality.
    Keywords: Amylose, Amylopectin, Quality, Rice, Starch
  • L. Mosharraf* Pages 71-82
    Most cereals, especially wheat, contain nutrient-rich compounds such as minerals, dietary fiber, vitamins and amino acids in the outer layer of the grain (bran). The nutritional benefits of wheat bran, which is rich in dietary fiber, are well-known. The increasing use of pesticides in wheat culture and the consumption of diets high in wheat bread cause concern about pesticide residues in the bran, bread and other cereal products. This study determined the level of pesticide residue in wheat bran and the effects of the processing methods of hot and cold hydration, cooking and hydrothermal processing in acetate buffer solution on pesticide residue. The results indicate that all four treatments decreased the level of pesticide residue for deltamethrin (0.16 ppm), captan (0.315 ppm), bromopropylate (1.16 ppm), fozalon (1.807 ppm) and tetradifon (0.017 ppm) to minimum levels. It also decreased the phytic acid content of wheat bran samples 33%-83%. The decrease in pesticide residue and increased in nutritional quality, especially of vitamins, minerals and dietary fiber, are the main advantages of processing wheat bran using the methods tested in this study.
    Keywords: Cold, Hot Hydration, Hydrothermal, Pesticide Residue, Phytic acid, Wheat bran
  • F. Goodarzi* Pages 83-92
    The tomato is a climacteric vegetable crop with high capacity for production of ethylene. Approximately 30% of the crop is lost in the consumption chain during harvest. In this study, two concentrations of nano-TiO2 in the form of TiO2 slurry were applied to tomato containers to evaluate ethanol, acetaldehyde and off-flavor decomposition in the storage atmosphere of tomatoes. The Halil tomato cultivar was harvested at the red stage of ripening for use in this study. The results showed that the TiO2 in the presence of UV light and proportional to the concentration can remove up to 85% of ethylene gas and 100% of ethanol and acetaldehyde from the tomato storage atmosphere. The extent of ethylene, ethanol and acetaldehyde removal caused by TiO2 photo catalytic reactions depended on the TiO2 concentration. A test panel determined that off-flavors were present in the storage atmosphere of the control treatment at 4 d after storage and was highest at 10 d. Off-flavors were not present in the storage atmosphere treated with 5g/l TiO2 at 8 d. At the end of 12 d of storage, the lowest level for off-flavor was detected in this treatment.
    Keywords: Acetaldehyde, Ethanol, Storage, TiO2, Tomato
  • M. Younesi*, S. M. Sedaghat Hosseini Pages 93-108
    This study designed and built an electronic control system to control the chemical concentration of the spray solution in a crop sprayer. The system consisted of a speed sensor, a chemical metering pump, driver, and rotating speed sensor, mixing unit, and electronic control unit. The sprayer provided site-specific crop management after installation of the system on a field sprayer. The direct injection system changed the volume of the mixed chemicals in the carrier fluid (water) to change the concentration of the spray solution. The effects of spray solution pressure and rotational speed of metering pump on pump discharge were evaluated in laboratory testing. A regression relationship was observed between the dependent variable (metering pump discharge) and independent variables. In farm tests, the prescriptive map for concentration of spraying solution was first developed using ArcGIS software. The effects of travel speed (3, 6, and 9 km/h) and spray pressure (3, 4, and 5 bar) on spray concentration error of the first and last nozzles on the right-hand side of the sprayer boom were evaluated. The results showed no significant effect for pressure of sprayed solution and travel speed of the machine on the error of sprayed solution concentration of the first nozzle. The effect of travel speed of the machine was significant on the error of the sprayed solution concentration of the last nozzle. The mean sprayed solution concentration error of the first nozzle was 2.71% and of the last nozzle was 3.56%.
    Keywords: Control System, Precision agriculture, Sprayer, Site, Specific Management, Variables Rate Technology
  • H. Tavakoli, S. S. Mohtasebi*, R. Alimardani Pages 109-122
    Nitrogen (N) is an important agricultural input that affects plant growth, yield and quality. Different crop sensors have been developed to detect the nitrogen status non-destructively content crops. The present study compared the performance of the Crop-Circle and Isaria crop sensors to estimate the nitrogen content of winter wheat during the growing season. The sensitivity of sensor measurements to the water content of the crop was also investigated. Field testing was conducted during the 2012 growing season at Marquardt experimental station northwest of Potsdam, Germany. The experiment was designed as a randomized split block design with two replications. Treatments consisted of four N fertilization rates (0, 60, 120 and 240 kg N ha-1) and two water regimes (irrigated and non-irrigated). The results indicated that both Crop-Circle and Isaria crop sensors showed very high performance for detection of the nitrogen content of winter wheat. It was noted that the measurements by Crop-Circle were affected by the water content of the crop, but that Isaria showed low sensitivity to water content.
    Keywords: Nitrogen, Proximal Crop Sensors, Precision agriculture, Wheat