ماشین كشت مخلوط (طراحی، ساخت و ارزيابی و…)

ماشین كشت مخلوط

پایان نامه طراحی، ساخت و ارزيابی ماشین كشت مخلوط

عنوان           صفحه

فصل اول: مقدمه. 2

1-1- ضرورت و اهمیت مطالعه: 2

1-2- اهداف طرح: 8

فصل دوم: مروری بر پژوهش­های گذشته. 10

2-1- مقدمه. 10

2-2- تحقیقات زراعی انجام شده بر روی کشت مخلوط ذرت و لوبیا 10

2-3- ارزیابی کارایی کارنده­ها 16

2-4- پژوهش­های انجام شده بر روی عملکرد کارنده­ها در شرایط مختلف.. 21

2-4-1- تأثیرات عمق کاشت بر روی عملکرد کارنده­ها 21

2-4-2- تأثیرات انواع شیاربازکن­ها بر روی عملکرد کارنده­ها 23

2-4-3- تأثیرات سرعت پیشروی بر روی عملکرد کارنده­ها 26

فصل سوم: مواد و روش­ها 28

3-1- طرز کار ماشین کشت مخلوط.. 28

3-2- اجزای تشکیل دهنده ماشین کشت مخلوط.. 31

3-2-1- شاسی.. 31

3-2-1-1- شاسی اتصال سه نقطه. 31

3-2-1-2- تیرک افزار 32

3-2-1-3- شاسی قابل تنظیم. 33

3-2-1-3-1- شاسی ثابت.. 34

3-2-1-3-2- شاسی متحرک.. 34

3-2-1-3-3- پیچ تنظیم موقعیت.. 35

3-2-1-3-4- شافت.. 35

3-2-1-3-5- شاخص… 35

3-2-1-4- شاسی مفصلی.. 36

3-2-1-5- شاسی محفظه موزع. 39

3-2-2- محفظه موزع در ماشین كشت مخلوط. 40

3-2-3- لوله سقوط بذر 42

3-2-4- فن مکشی.. 42

3-2-5- شیاربازکن.. 43

3-2-6- پوشاننده 44

3-2-7- مخزن شیب متحرک… 45

3-2-8- چرخ تنظیم عمق و فشاردهنده 48

3-2-9- سیستم انتقال نیرو به موزع. 50

3-2-9-1- چرخ زمین گرد (محرک) 50

3-2-9-2- چرخ زنجیر. 51

3-2-9-3- چهار شاخه گاردان و محور تلسکوپی­1. 53

3-2-9-4- جعبه دنده مکانیکی زنجیری.. 54

3-2-9-5- جعبه دنده 90 درجه. 58

3-2-9-6- چهار شاخه گاردان و محور تلسکوپی­2. 59

3-2-10- چرخ­های حمل کننده 60

3-2-11- پشته ساز 62

3-3- مشخصات تراکتور مورد استفاده 62

3-4- مشخصات بذرهای مورد استفاده 63

3-5- زاویه شیب کف مخزن واحدهای کارنده ذرت و لوبیا 64

3-6- ارزیابی آزمایشگاهی ماشین کشت مخلوط.. 64

3-6-1- مراحل انجام تست صفحه گلی.. 66

3-7- موقعیت و شرایط مزرعه مورد آزمایش… 68

3-8- عملیات خاک­ورزی انجام شده 68

3-9- ابعاد کرت­های آزمایشی و نقشه مزرعه. 71

3-10- عملیات کاشت.. 73

3-11- الگوهای کاشت انتخابی جهت ارزیابی مزرعه­ای.. 74

3-12- ایجاد نهر جهت آبیاری مزرعه. 76

3-13- ایجاد مرز جهت جدا کردن کرت­ها آزمایشی.. 76

3-14- آبیاری مزرعه. 77

3-15- محاسبه درصد قوه نامیه بذر لوبیا 78

3-16- اندازه­گیری متغییرهای آزمایشی.. 79

3-16-1- اندازه­گیری فواصل بین گیاهان سبز شده 79

3-16-2- ميانگين فواصل بین بذرها 81

3-16-3- انحراف معيار فواصل بین بذرها 81

3-16-4- شاخص چندتايي.. 82

3-16-5- شاخص نكاشت.. 82

3-16-6- شاخص كيفيت تغذيه. 83

3-16-7- شاخص دقت.. 84

3-16-8- شاخص درصد كل سبز شدن.. 84

3-16-9- اندازه­گیری عمق قرارگیری بذرها درون خاک… 85

3-16-10- اندازه­گیری طول ساقه و ریشه. 86

3-16-11- اندازه­گیری وزن خشک ساقه و ریشه. 87

3-16-12- شاخص سرعت رشد نسبيRGR.. 87

3-16-13- شاخص بنيۀ گیاهی­1. 88

3-16-14- شاخص بنيۀ گیاهی­2. 88

3-17- طرح­های آماری مورد استفاده جهت ارزیابی آزمایشگاهی و مزرعه­ای.. 89

فصل چهارم: نتایج و بحث در ماشین كشت مخلوط… 91

4-1- ارزیابی آزمایشگاهی.. 91

4-1-1- نتایج ارزیابی آزمایشگاهی واحد کارنده لوبیا 92

4-1-1-1- بررسی شاخص چندتایی در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت.. 92

4-1-1-2- بررسی شاخص نکاشت در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت.. 94

4-1-1-3- بررسی شاخص کیفیت تغذیه در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت.. 95

4-1-1-4- بررسی شاخص دقت در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت.. 96

4-1-2- نتایج ارزیابی آزمایشگاهی واحد کارنده ذرت.. 98

4-1-2-1- بررسی شاخص چندتایی در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت.. 99

4-1-2-2- بررسی شاخص نکاشت در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت.. 100

4-1-2-3- بررسی شاخص کیفیت تغذیه در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت.. 101

4-1-2-4- بررسی شاخص دقت در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت.. 102

4-2- ارزیابی مزرعه­ای.. 103

4-2-1- نتایج ارزیابی مزرعه­ای واحد کارنده لوبیا 103

4-2-1-1- بررسی شاخص چندتایی در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 106

4-2-1-2- بررسی شاخص نکاشت در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 108

4-2-1-3- بررسی شاخص کیفیت تغذیه در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 110

4-2-1-4- بررسی شاخص دقت در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 113

4-2-1-5- بررسی شاخص درصد کل سبز شدن در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 115

4-2-1-6- بررسی شاخص بنیۀ گیاهی­1 در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 117

4-2-1-7- بررسی شاخص بنیۀ گیاهی­2 در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 120

4-2-1-8- بررسی شاخص سرعت رشد نسبی در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای لوبیا روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 121

4-2-2- نتایج ارزیابی مزرعه­ای واحد کارنده ذرت.. 123

4-2-2-1- بررسی شاخص چندتایی در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 123

4-2-2-2- بررسی شاخص نکاشت در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 128

4-2-2-3- بررسی شاخص کیفیت تغذیه در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 130

4-2-2-4- بررسی شاخص دقت در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 132

4-2-2-5- بررسی شاخص درصد کل سبز شدن در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 134

4-2-2-6- بررسی شاخص بنیۀ گیاهی­1 در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 137

4-2-2-7- بررسی شاخص بنیۀ گیاهی­2 در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 140

4-2-2-8- بررسی شاخص سرعت رشد نسبی در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 142

4-2-2-9- بررسی عمق قرار­گیری بذرها درون خاک در سطوح مختلف فاصله بین بذرهای ذرت روی خطوط کشت و عمق کاشت.. 144

فصل پنجم: نتایج و پیشنهادات.. 147

5-1- نتیجه­گیری.. 147

5-2- پیشنهادات.. 149

فهرست منابع ماشین كشت مخلوط .. 150

طرز کار ماشین کشت مخلوط

ماشین کشت مخلوط از دو واحد کارنده مستقل از یکدیگر تشکیل شده است. بعد از انتخاب دو نوع بذری که می­توان به صورت مخلوط کشت شوند، به طور جداگانه در داخل مخزن شیب متحرک واحد­های کارنده ریخته می­شوند. با توجه به زاویه سقوط هر بذر شیب کف مخزن تنظیم می­شود تا خروج  بذر­ها از کف مخزن به داخل محفظه موزع با حداکثر سرعت و دقت انجام شود.

با توجه به الگوی ماشین كشت مخلوط مورد نظر جهت انجام عملیات کاشت، یک سری تنظیمات بر روی ماشین کشت مخلوط انجام می­گردد. این تنظیمات شامل تنظیم فواصل بین خطوط کشت، تنظیم فواصل بین بذر­ها روی خطوط کشت و تنظیم عمق کاشت می­باشد. جهت تنظیم فواصل بین خطوط کشت یک شاسی قابل تنظیم در محل اتصال واحد­های کارنده به تیرک افزار قرار گرفته است. تغییر موقعیت واحد­های کارنده توسط شاسی قابل تنظیم به این صورت می­باشد که ابتدا توسط اتصال سه نقطه تراکتور، کارنده از سطح زمین بلند می­شود.

سپس پیچ تثبیت موقعیت واحد­های کارنده را روی شاسی قابل تنظیم شل و با استفاده از یک آچار مخصوص پیچ تنظیم موقعیت چرخانده می­شود، مقدار حرکت افقی واحد­های کارنده، از روی شاخص طولی قرار گرفته روی شاسی قابل تنظیم، قابل مشاهده است. زمانی که واحد­های کارنده به موقعیت مشخص مورد نظر رسیدند چرخاندن پیچ تنظیم موقعیت متوقف شده و جهت حفظ موقعیت واحد­های کارنده پیچ تثبیت موقعیت محکم می­شود. بعد از انجام این تنظیم به منظور جلوگیری از حرکت چرخ­های حمل کننده و محرک از روی خطوط کشت قبلی باید موقعیت آن­ها را روی تیرک افزار تغییر داد.

جهت تنظیم فواصل بین بذر­ها روی خطوط کشت یک جعبه دنده مکانیکی زنجیری، در مسیر انتقال نیرو به موزع قرار گرفته است. این جعبه دنده دارای یک ورودی و دو خروجی می­باشد. هر یک از خروجی­های جعبه دنده به یکی از ورودی­های محفظه موزع واحد­های کارنده متصل می­شود و 43 سرعت مختلف را انتقال می­دهند. اگر محدوده فاصله بین بذر مورد نظر خارج از محدوده سرعت­های خروجی جعبه دنده باشد یک مکانیزم چرخ زنجیر قبل از جعبه دنده قرارگرفته است که با تعویض چرخ زنجیر­های آن می­توان فاصله مورد نظر را ایجاد کرد.

تنظیم عمق کاشت نیز با تغییر موقعیت عمودی چرخ فشار دهنده انجام می­شود. بعد از اتمام تنظیمات فوق، کارنده آماده انجام عملیات کاشت می­باشد. در عملیات کاشت با حرکت کارنده به سمت جلو یک جوی توسط پشته ساز ایجاد می­شود. بسته به الگوی کاشت انتخابی، واحد­های کارنده روی پشته یا داخل جوی عملیات کاشت را انجام می­دهند. بذر­های خارج شده از کف مخزن شیب متحرک وارد محفظه موزع می­شوند.

در داخل محفظه موزع، بذر­ها به سوراخ­های صفحه موزع توسط مکش ایجاد شده به وسیله فن می­چسبند. با چرخش صفحه موزع توسط سیستم انتقال نیرو به موزع، بذر­ها با صفحه موزع حرکت می­کنند و به نقطه­ای می­رسند که مکش در پشت صفحه موزع وجود ندارد. در نتیجه از صفحه موزع جدا شده و با عبور از لوله سقوط به داخل شیار ایجاد شده توسط شیاربازکن فرود می­آیند. با حرکت رو به جلو کارنده این شیار توسط پوشاننده­ها بسته و سپس توسط چرخ فشار دهنده خاک روی بذر فشرده می­شود (شکل3-1 و 3-2).

اجزای تشکیل دهنده ماشین کشت مخلوط

کلیه قطعات تشکیل دهنده ماشین کشت مخلوط توسط نرم افزار SolidWorks 2012 طراحی و سپس در کارگاه­های تراشکاری و جوشکاری بخش مهندسی بیوسیستم دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز ساخته شدند. در طول انجام عملیات ساخت، قطعات کارنده به طور جداگانه در آزمایشگاه و مزرعه مورد ارزیابی قرار گرفتند تا در صورت لزوم تغییرات لازم در آن­ها ایجاد گردیده و بهینه سازی شوند.

ارزیابی آزمایشگاهی ماشین کشت مخلوط

زمانی که کارنده­ها در شرایط واقعی در سطح مزرعه کار می­کنند، عواملی زیادی باعث تغییر در فواصل بین بذرهای کاشته شده روی خلوط کشت می­شود. در نتیجه داده­های بدست آمده از ارزیابی مزرعه­ای نسبت به ارزیابی آزمایشگاهی (دستگاه گریس بلت[1]) متفاوت می­باشد. یک درجه آزادی (لقی) در بین قطعات متحرک در مسیر انتقال نیرو از چرخ محرک به صفحه موزع در تمام سیستم­های محرک کارنده­ها وجود دارد که در بعضی از شرایط باعث می­شود که انتقال نیرو به صفحه موزع همراه با نوسان باشد. این نوسانات باعث تغییر فواصل بین بذر­های کاشته شده روی خلوط کشت می­شوند.

یکی دیگر از عواملی که باعث ایجاد تغییر در فواصل بین بذرهای کاشته شده می­شود لغزش چرخ محرک است. زمانی که کارنده در سطح مرزعه کار می­کند، نوساناتی که در سطح مزرعه وجود دارد، باعث می­شود چرخ محرک در بعضی از نقاط لغزش داشته باشد. این امر باعث می­شود فواصل بین بذرهای کاشته شده روی خلوط کشت تغییر کند. با توجه به مشکلات بالا برای ایجاد یک شرایط تقریباً واقعی جهت ارزیابی آزمایشگاهی ماشین کشت مخلوط، تست صفحه گلی طراحی و ساخته شد. این صفحه از یک بستر خاک جهت حرکت چرخ محرک و یک بستر گل جهت قرار گرفتن بذر روی آن تشکیل شده است.

برای ایجاد شرایط نزدیک به سطح مزرعه جهت حرکت چرخ محرک روی آن یک بستر از خاک به طول 10 متر و عرض 50 سانتی­متر و ضخامت تقریبی 10 سانتی­متر ساخته شد. زمانی که بذر از صفحه موزع جدا می­شود و روی سطح زمین فرود می­آید، برخورد بذر روی سطح زمین، باعث پرش بذر می­شود که این امر منجر به تغییر فواصل بین بذرها می­شود. بدین منظور از یک بستر گلی جهت فرود بذر روی آن استفاده شد. این بستر دارای طول 10 متر، عرض 120 سانتی­متر و ضخامت تقریبی 3 سانتی­متر از گل بود. زمانی که بذر از صفحه موزع جدا می­شود روی این بستر می­چسبد و موقعیت خود را حفظ می­کند (شکل3-27).

جهت مشاهده نمونه های دیگر از پایان نامه کشاورزی کلیک کنید.

نمونه ای از منابع ماشین كشت مخلوط

• Awal, M.A., H. Koshi, and T. Ikeda. )2006(. Radiation interception and use by maize/peanut intercrop canopy. Agric. For. Meteorol. 139, 74–83.
• Benedetti, B.C. and J.T. Jorge. (1990). Effect of moisture content on coefficients of friction and angle of repose for different types of grains. In 5. International working conference on stored-product protection, Bordeaux (France), 9-14 Sep 1990.
• Black, C. and C. Ong. )2000(. Utilization of light and water in tropical agriculture. Agric. For. Meteorol. 104, 25–47.
• Brook, D. and B. Church. )1987(. Drill performance assessment: A changed approach. British Sugar Beet Rev., Vol. 50-51.
• Chen, C., M. Westcott, K. Neill, D. Wichmann, and M. Knox. )2004(. Row configuration and nitrogen application for barley-pea intercropping in Montana. Agronomy. Journal. 96, 1730-1738.
• Corlett, J.E., C.R. Black, C.K. Ong, and J.L. Monteith. )1992(. Above and below ground interactions in a leucaena/millet alley cropping system. II. Light interception and dry matter production. Agric. For. Meteorol. 60, 73–91.
• Davis, J.H.C., M.C. Amezquita and J.E. Munoz. )1985(. Border effects and optimum plot sizes for climbing bean (Phaseolus vulgaris) and maize in association and monoculture. Expl. Agric. 17: 27-135.
• Deepak, C. )2001(. Performance evaluation of various types of furrow openers on seed drills. J. Agric. Eng. Res.79: 125-137.
• Fornstrom, K.J. and C.F. Becker.) 1972(. Sugar beet plant spacing-thinning consideration and space-planter. Journal of the A.S.S.B.T.17: 165-179.
• Gao, Y., A. Duan, J. Sun, F. Li, Z. Liu, H. Liu, and Z. Liu. )2009(. Crop coefficient and water-use efficiency of winter wheat/spring maize strip intercropping. Field. Crops. Res. 111, 65-73.
• Glenn. F.B., and T.B. Daynard. )1974(. Effects of genotype. Planeing pattern, and plant density on plant – to-plant variability and grain yield of corn Canadaian J. plant Sci., Vol. 54, PP. 323-330.
• Gliessman, S.R. )1995(. Agroecology, Researching the Ecological Basis for Sustainable Agriculture. Springer-Verlag, New York, Inc. 380 pp.
• …
•