تهيه نقشه عملكرد محصول مزرعه به عنوان مهمترين گام در كشاورزي دقيق
تهيه نقشه عملكرد محصول مزرعه به عنوان مهمترين گام در كشاورزي دقيق (طراحي و ساخت دستگاه اندازه گير پيوسته دبي گندم برداشت شده توسط كمباين كلاس) تهيه كننده: محمد قرباني
چكيده كشاورزي دقيق، جديد ترين فناوري در عرصه كشاورزي مي باشد كه بر مبناي كشاورزي پايدار و توليد غذاي سالم و پاك، استوار است. و بر اساس سه اصل افزايش عملكرد، افزايش بهره اقتصادي و كاهش اثرات سوء زيست محيطي دنبال مي شود. مهمترين محور كشاورزي دقيق شناخت دقيق مزرعه و زمين زراعي در نقاط مختلف آن است، به طوري كه بتوان زمين زراعي را آسيب شناسي نموده و در جهت اصلاح آن متناسب با شرايط نقاط مختلف زمين گام برداشت. جهت آسيب شناسي مزرعه لازم است در مرحله برداشت، وضعيت عملكرد آن در نقاط مختلف به دقت شناسائي شده و به عبارتي نقشه عملكرد مزرعه ترسيم گردد. لذا در اين تحقيق، با به كارگيري هم زمان دستگاه گيرنده شبكه تعيين موقعيت جهاني (GPS) مدل (IGBT-210) و دستگاه اندازه گيري دبي جرمي پيوسته گندم طراحي شده، سيستمي جهت تهيه نقشه عملكرد مزرعه، در مركز تحقيقات كشاورزي و منابع طبيعي خراسان رضوي بر روي كمباين كلاس (Dominator S-68) طراحي و ساخته و نصب شده است. نتايج اوليه مناسب بودن و سازگاري اين سيستم را براي كمباين كلاس نشان مي دهد.
كشاورزي دقيق با مفهوم مديريت دقيق مكاني و زماني از دهه 2000 و از سال 1997 به صورت كاملا حرفه اي شكل گرفته است وهم اكنون درصد قابل توجهي از مزارع آمريكا، اروپا و بعضي از كشورهاي آسيايي مانند چين و هندوستان و كشورهاي آمريكاي جنوبي مانند برزيل و آرژانتين نيز كشاورزي دقيق بكار گرفته شده است .كشاورزي دقيق در سه سطح استفاده از امكانات مرسوم، استفاده از فن آوري نوين با تجهيزات ميزان متغير و استفاده از فن آوري بالا همراه با شبكه تعيين موقعيت جهاني بكار ميرود. در فناوري هاي جديد كشاورزي دقيق، حس گرها و مبدلها نقش تعيين كننده‌اي را دارند بطوريكه سنجش و هدايت تجهيزات و ادوات به صورت كاملا اتوماتيك و هوشمند صورت مي‌گيرد]1 و 2[. از مهمترين موضوعات كشاورزي دقيق، ترسيم نقشه عملكرد محصول ميباشد كه مبناي آسيب شناسي و تشخيص متغیرها در سطح مزرعه است. جهت اندازه گيري عملكرد مزرعه از حس گر اندازه‌گيري جریان نصب شده بر روي كمباين استفاده شده است و امروزه اکثر کمباینهای پیشرقته به مبدلهای عملكرد محصول مجهز می‌باشند. همچنين امروزه با بكار گيري اين تجهيزات همراه با شبكه تعيين موقعيت جهاني( GPS)، ميتوان با دقت بسيار بالا نقشه‌هاي عملكرد را ترسيم نمود. و با تلفيق آن با اطلاعات جغرافيائي محلي در شبكه سيستم اطلاعات جغرافيائي(GIS) به صورت سوابق ساليانه به برنامه ريزي بهتر مزارع پرداخت]3 و 4 و 5 .[
بررسي منابع: در تحقيقي توسط بندئي و مينايي(1385) يك سيستم كمكي راهنما بوسيله GPS ساخته و تاثير آن بر كاهش همپوشاني، جاماندگي و سرعت حركت تراكتور حين انجام عمليات مزرعه‌اي بررسي شد. در اين تحقيق تاثير مثبت اين سيستم بر كاهش جاماندگي، همپوشاني و سرعت حركت تراكتور نتيجه شد ]3 .[ رینز و همکاران(2001)، مبدلهای قابل استفاده جهت اندازه گیری جریان گندم بر روي كمباين برداشت پنبه(جاند ير مدل: 9965) را مورد بررسی قرار دادند. در اين تحقيق دقت قابل قبول براي مبدل صفحه برخورد 9/3% گزارش شده است]6[. در پژوهشي ديگر عملكرد وسيله اندازه گيري دبي دانه، نصب شده بر روي كمباین به صورت همزمان همراه با گیرنده‌های سیستم تعیین موقعیت جهانی، مقايسه و ارزيابي شد. نتايج عملكرد مناسب همزمان گیرنده شبکه GPS و مبدل اندازه گیر دبي را نشان داد]5[. بورکس و همکاران(2001)، دستگاه آزمون ثابتی را طراحی کردند و توسط آن ارزیابی دینامیکی تغییرات جریان گندم جهت زينه‌بندي مبدلهای اندازه گیری و دقت آنها مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق، دستگاه آزمون ثابت که شامل دو عدد مخزن ورودی و خروجی، سیستمهای انتقال گندم شامل نقال مارپیچی و الواتور و پمپ‌های دقیق انتقال گندم که به صورت سرو کنترل قابلیت کاری دارد، طراحی و ساخته شد كه می‌توان مبدلهای مختلف را مورد ارزیابی قرار داده و زينه‌بندي صورت گیرد. در این تحقیق زينه‌بندي مبدل Green star-X578 از نوع صفحه ضربه‌ای قابل نصب بر روی کمباینهای جاندير ارزیابی و با دقت 4% مورد تائید قرار گرفت]7[. در تحقيقي ديگر گریسو و همکاران(2003)، آشكار ساز محصول که مجهز به مبدل اندازه‌گیری و گیرنده شبکه GPS، برای کاربردهای مختلف از جمله غلات مورد بررسي قرار گرفت. بدين ترتيب كه با اتصال به شبکه GPS موقعیت تراکتور در هر لحظه مشخص شد. در این تحقیق زينه‌بندي مبدلها صورت گرفت و بر اساس شرایط محیطی و رطوبت دستورالعمل ويژه‌اي ارائه شد]8[. در گزارش تحقیقی دورجه و همکاران(2007) در مورد زينه‌بندي مبدلهای اندازه گیری جریان گندم تاکید شد که سطح معینی توسط کمباین برداشت و مقادیر اندازه گیری شده، ثبت گردد و از طرفی مقدار برداشت شده توسط باسکول اندازه گیری و اعداد بدست آمده با هم مقایسه می‌شود که مقدار 4000 تا 8000 پوند محصول جهت زينه‌بندي پیشنهاد شد]9[. در تحقيقي ديگر كه در زمينه هدايت بوسيله شبکه GPS انجام گرفت. نتايج نشان داد كه براي ارسال اطلاعات با سرعت قابل قبول از GPS به سيستم پردازشگر، فركانس خروجي بايد حداقل 5 مگا هرتز باشد]10[. همچنین شرکت کلاس، سازنده ماشین آلات نیز جهت کمباینهای سری لگزیون از مبدلهای اندازه گیری بر مبنای مکانیزم نوری استفاده کرده که عملكرد این نوع مبدلها مورد رضایت واقع شده است. این نوع مکانیزم بر مبنای حجم گندم عبوری از مسیر، اندازه گیری می‌نماید]11[. در پژوهشي لمز و همکاران(2001)، مراحل اساسی نصب و زينه‌بندي مبدل اندازه گیری بر مبنای صفحه برخورد بررسی و با توجه به نتايج، تاکید شد که در کشور آمريكا غالباً براي اندازه گیری دبي دانه از لودسل نوع صفحه برخورد استفاده می‌شود]12[. شیرر و همکاران(1996)، در دانشگاه کنتاکی ، اصول نصب و عملیاتی کردن مبدل اندازه گیری جریان را مورد بررسی قرار دادند. در این بررسی نكات لازم جهت خرید مبدل و مراحل نصب مبدل برروی کمباین ارائه شد]13[. بر اساس آمار نامه محصولات کشاورزی و دامی سال 83-84 وزارت جهاد کشاورزی سطح زیر کشت آبی محصول گندم در استان خراسان، 384406 هکتار و با سطح زیر کشت دیم، در مجموع 758843 هکتار بوده و تولیدی معادل 1503107 تن گندم را دارد. به گزارش همين منبع، استان خراسان دومین تولید کننده گندم در کشور می‌باشد]14[.از طرفی بر اساس اعلام معاونت صنایع و توسعه روستائی سازمان جهاد کشاورزی خراسان رضوی براساس تحقیق صورت گرفته در سال 1385، افت کمباینها با توجه به عمر و استهلاک آنها نزدیک به4/5 درصد است که با نصب و بکار گیری سيستم اندازه گيري دبي کمباین، با شناسائی کمباینهای دارای افت زیاد و رفع نقص آنها و کاهش افت می‌توان از هدر رفت میزان قابل توجهی از محصول تولیدی گندم در سطح کشور جلوگیری نموده و درآمدی قابل توجهی نصیب کشاورزان گردد]15[. با توجه به مطالب اشاره شده و مطالعه سوابق تحقیقات صورت گرفته در سطح جهان و کشورهای توسعه یافته، امکان نصب سیستم اندازه گیر جرمی گندم بر روی کمباینها جهت ارزیابی عملکرد زمینهای کشاورزی زیر کشت گندم از طریق ترسیم نقشه عملکرد مزرعه در نقاط مختلف آن، امکان پذیر بوده و می‌تواند در ایجاد بستر کشاورزی پایدار موثر باشد. لذا در این تحقيق سيستم تهيه نقشه عملكرد مزرعه با استفاده از گيرنده شبكه GPS (IGBT-210) و دبي سنج پیوسته گندم طراحي و جهت نصب بر روي كمباين هاي كلاس(Dominator S-68) ارائه شده است(شكل-1).
مواد و روشها: در اين سيستم از يك دستگاه گيرنده GPS (شكل-2)مدل (IGBT-210) براي برداشت مختصات محيط زمين زراعي استفاده شد. فركانس خروجي اين دستگاه هرتز ميباشد. با توجه به تحقيقي كه احساني و سليوان(2002) انجام داده‌اند، فركانس خروجي بايد حداقل 5 هرتز باشد]10[. اين دستگاه داراي كارت حافظه بوده و داده‌هاي برداشت شده در حين عمليات در اين كارت ذخيره مي‌شود. سپس براي پردازش و ترسيم نقشه عملكرد اطلاعات اين كارت به كامپيوتر منتقل مي‌شود. با توجه به شكل-2 به منظور اندازه گيري دبي دانه‌هاي گندم برداشت شده در كمباين از دبي سنج صفحه ضربه و روش تغييرات اندازه حركت دو جسم قبل و بعد از برخورد استفاده شد.
تغييرات اندازه حركت بعد از برخورد= تغييرات اندازه حركت بعد از برخورد
كه در رابطه بالا m1، m2، va1، vb1، va2، vb2، به ترتيب جرمهاي دو جسم و سرعتهاي قبل و بعد از برخورد دو جسم ميباشد. كه در اينجا جسم يك كه همان لودسل(شكل-3) ميباشد ثابت است و داريم:
0=va1= va2
لودسل مورد استفاده در ساخت سيستم اندازه گيري دبي پيوسته گندم، لودسل كره اي شركت سوحا مدل SI4000 ميباشد. كنترلر اين لودسل نيز اطلاعات را در حافظه خود ذخيره كرده و قابل انتقال به كامپيوتر به منظور پردازش و ترسيم نقشه عملكرد ميباشد. براي ترسيم نقشه عملكرد مزرعه، اطلاعات دريافت شده از سيستم اندازه گير دبي و گيرنده GPS را ابتدا با استفاده از نرم افزار اكسل ثبت و پردازش كرده سپس با استفاده از نرم افزار سوفر(نرم افزاري است كه در نقشه برداري به منظور ترسيم نقشه سه بعدي از سطح زمين استفاده مي‌شود) نقشه عملكرد مزرعه رسم شد. در اين روش بجاي بعد سوم كه در نقشه‌هاي معمولي نشان دهنده ارتفاع نقاط است، در اين تحقيق ميزان عملكرد مزرعه در نظر گرفته شد(شكل 6). نتايج: با توجه به طراحي صورت گرفته و گيرنده GPS تهيه شده انطباق بسيار خوبي بين گيرنده و كمباين و تراكتور در سطح مزرعه وجود دارد در انطباق گيرنده با سيستم Google earth و تصاوير تهيه شده بخوبي انطباق را نشان ميدهد. از طرفي امكان جا سازي سيستم اندازه گيري دبي روي الواتور وجود داشته و نصب و راه اندازي آن بخوبي عملكرد مناسب آن را نشان ميدهد. بحث و نتيجه گيري: با نصب سيستم اندازه گيري دبي گندم در هر لحظه ميتوان وضعيت محصول برداشت شده را ثبت و نقشه عملكرد زمين را رسم نمود و نقشه ثبت شده ميتواند مبناي به زراعي مزرعه قرار گيرد. از طرفي اين سيستم براحتي روي كمباين كلاس قابل نصب بوده و نيازي به وارد كردن كمباين هاي جديد ندارد و ميتوان با تجهيز كمباين هاي كلاس موجود در كشور اراضي برداشت شده توسط كمباين را ارزيابي عملكرد محصول قرار داده و نسبت به اصلاح اراضي اقدام نمود پيشنهادات: 1- امكان نصب سيستم اندازه گير دبي روي ساير كمباينها بررسي و ارزيابي شود. 2- بررسي و مطالعه امكانپذيري تجهيز ساير امكانات مورد نياز كشاورزي دقيق شامل ادوات خاك ورزي، كاشت، داشت و برداشت، به سيستم ميزان متغير(VRT ) با قابليت بكارگيري در كشاورزي دقيق
شكل 1 : محل نصب دستگاه اندازه گير دبي روي الواتور
شكل2: محل نصب دستگاه اندازه گیری دبی گندم و گیرنده GPS روی کمباین
شكل3: دستگاه گیرنده GPS مدل IGBT-210مورد استفاده در اين تحقيق
شكل4: نمايي از قرار گرفتن ذستگاه اندازه گير ذبي دانه در كمباين
شكل5: سيستم اندازه گيري دبي طراحي شده مجهز به لودسل براي كمباين كلاس
شكل6: نمونه‌اي از نقشه عملكرد مزرعه
فهرست منابع: 1- البوزهر، ا. 1384. مباني كشاورزي دقيق و زمينه هاي كاربرد آن در كشاورزي كشور. مجله سنبله 147 2- بي نام. 1384.كشاورزي دقيق- تكنولوژي نوين در مديريت مزرعه. شبكه علمي كشاورزي و منابع طبيعي ايران 3- بندئي،م. مينائي س. 1385. بكار گيريGPS در سيستم راهنماي مسير تراكتور. چهارمين كنگره ماشينهاي كشاورزي و مكانيزاسيون. دانشگاه تبريز 4- Kettle, L. Y. AND Peterson, C. L. 1998. AN EVALUATION OF YIELD MONITORS AND GPS SYSTEMS ON HILLSIDE COMBINES OPERATING ON STEEP SLOPES IN THE PALOUSE. Written for presentation at the1998 ASAE Annual International Meeting Sponsored by ASAE 5- Blackmore,S. 2000. Developing the principals of precision farming. Proceeding of the CETS2000.p.11-13. 6- Rains,G.Calvin,D.2001.yield measurement in cotton using the agleader yield monitor. University of Georgia 7- Burks,T.Shearer,S.Fulton,J.Solbik,C.2001.Influence of dynamically varying inflow rates on clean grain elevator yield monitor accuracy. ASAE annual international meeting 2001, paper No.01-1182. 8- Robert , Grisso.Alley,M.Mcnell,M.Higgin,S.2003. Precision farming tools: yield monitor. Virginia state university publication. number: pp, 442-502. 9- Doerge, T. 2007. yield monitor calibration update and guidelines. crop insights Vol: 9, No: 16. 10- Ehsani, M. R. and M. Sullivan. 2002. GPS Guidance Systems – An overview of the components and options. Proceedings of the Regional Agronomy Meetings. Ohio State University Extension, pp. 19-23. 11-available in online URL: www.claas.com/lexion-590-595-r/yield-mapping/ 12- Lems,J.Clay,D.Doerges,T.2001.yield monitor, basic steps. john Deere co,SSMG-31 13- Shearer, S. Fulton, J. 1996. Elements of precision agriculture: Basics of yield monitor installation and operation .University of Kentucky. 14- بي نام. 1384. آمار نامه محصولات کشاورزی و دامی سال 83-84. وزارت جهاد کشاورزی 15- بي نام.1385. مجموعه گزارشات اندازه گیری ریزش و ضایعات برداشت غلات. وزارت جهاد کشاورزی، سازمان جهاد کشاورزی خراسان رضوی
به اين مطلب امتياز دهيد:
Users here:
You haven`t enough privileges to reply in this forum.
Share this link:
| Processing time: 0.0792160 sec.
| Users online: - 0
| Guests online: - 3
| اين بخش متعلق است به: كانون دانش |
