با همکاری انجمن مهندسان مکانیک ایران
نوع مقاله: مقاله پژوهشی
مهندسی تاب‌آوری، ریسک و عدم‌قطعیت در سامانه‌های کشاورزی

پیش‌بینی نیروی مقاوم کششی و انرژی مورد نیاز عملیات زیرشکنی با استفاده از رویکرد منطق فازی

دوره 3، شماره 2، 1392، صفحه 104-113

https://doi.org/10.22067/jam.v3i2.25166

یوسف عباسپور گیلانده، رضا صدقی

چکیده در این تحقیق از سیستم مبتنی بر دانش یا قواعد داده‌های آزمایشی و با استفاده از منطق فازی به منظور پیش‌بینی نیروی مقاوم کششی و انرژی مورد نیاز عملیات خاک ورزی استفاده شده است. در مقایسه با روش‌های سنتی (رگرسیونی)، منطق فازی در ایجاد ارتباط بین ورودی‌های چندگانه به یک سیگنال خروجی در دامنه غیرخطی بسیار مؤثرتر عمل می‌کند. آزمایش‌ها به منظور جمع‌آوری داده‌های مورد نیاز در خاک با بافت شنی‌لومی در مرکز تحقیقات و ترویج دانشگاه کلمسون در نزدیکی شهر بلک ویل ایالت کارولینای جنوبی آمریکا ("21 ˚33 شمالی و "18 ˚81 غربی) انجام شد. در این مقاله، از یک مدل هوشمند، بر اساس رویکرد اصول مدل فازی ممدانی استفاده شد. این مدل فازی شامل 25 قانون می‌باشد. در این تحقیق، استنتاج ماکسیمم- مینیمم ممدانی برای استنتاج مکانیزم (ترکیب قواعد با ورودی فازی) و روش غیر فازی ساز مرکز ثقل برای غیر فازی سازی (تبدیل خروجی نهایی سیستم به یک عدد کلاسیک) مورد استفاده قرار گرفت. اعتبار مدل ارائه شده از طریق معیار خطای عددی مبتنی بر داده‌های تجربی به دست آمد. نتایج پیش‌بینی با استفاده از مدل فازی مقادیر بسیار نزدیکی را بین مقادیر اندازه‌گیری شده و مقادیر پیش‌بینی شده نشان داد. به طوری که میانگین خطای نسبی مقادیر اندازه‌گیری شده و پیش‌بینی شده با استفاده از مدل فازی 1/3% برای نیروی مقاوم کششی و 94/2% برای انرژی مورد نیاز عملیات زیرشکنی به دست آمد. مقایسه نتایج به دست آمده از مدل فازی و مدل رگرسیونی به منظور پیش‌بینی نیروی مقاوم کششی و انرژی مورد نیاز عملیات زیرشکنی نشان داد میانگین خطاهای نسبی در مدل‌های رگرسیونی بزرگتر از مدل‌ پیش‌بینی فازی می‌باشد.

پایداری، زیست‌اقتصاد چرخشی و تاب‌آوری محیطی

بررسی هضم مشترک کود مرغی با روده مرغ و محتویات آن و محتویات شکمبه گاوی

دوره 12، شماره 2، تابستان 1401، صفحه 147-157

https://doi.org/10.22067/jam.v12i2.82016

آیسودا میرزایی، محسن سلیمانی، هوشنگ بهرامی، مجتبی نوروزی مصیر

چکیده هدف از این مطالعه، آزمون هضم مشترک کود مرغی با محتویات شکمبه گاوی و روده مرغ و محتویات آن، در هاضم‌های بی‌هوازی ناپیوسته، به هدف افزایش تولید زیست‌گاز و همچنین مطالعه اثر برگرداندن لجن حاصله به چرخه تولید، بر مقدار تولید زیست‌گاز و کاهش مدت زمان انتطار برای تولید گاز بود. آزمایش در دو مرحله انجام شد. در مرحله اول اثرات هضم مشترک کود مرغی با محتویات شکمبه گاوی و روده مرغ و محتویات آن، هرکدام در سه سطح (10، 20 و 30 درصد وزنی کود مرغی) مورد بررسی قرار گرفت و در مرحله دوم، پس از رسیدن همه تیمارها به پایان زمان ماند هیدرولیکی، قسمت مایع لجن حاصل از تیمارهای مرحله اول، به هاضم‌های مرحله دوم آزمایش وارد شد. در این مرحله نیز سه تیمار (تیمار شاهد (تامین کل آب مورد نیاز با آب خالص)، تامین 50 و 100 درصد از آب مورد نیاز توسط مایع لجن) آزمون شدند. با توجه به نتایج، هضم مشترک محتویات شکمبه گاوی با کود مرغی اثر معنی‌داری بر میزان افزایش تولید زیست‌گاز نداشت اما هضم مشترک روده مرغ و محتویات آن با کود مرغی (حداقل به میزان 10 درصد وزنی) اثر معنی‌داری بر افزایش تولید زیست‌گاز داشته و می‌تواند میزان گاز حاصله را حداقل به میزان دو برابر افزایش دهد. تیمار (کود مرغی +20% روده مرغ و محتویات آن) بیشترین مقدار تولید زیست‌گاز را به میزان تقریبی ml.grVS-1 305 نتیجه داد. اثر برگرداندن لجن حاصله به چرخه هضم، هم بر مقدار تولید گاز و هم بر روی مدت زمان انتظار برای تولید گاز، در سطح 5 درصد معنی‌دار بود؛ اما تفاوت معنی‌داری بین دو تیمارِ تامین 50 درصدی و 100 درصدی آب مورد نیاز توسط آب لجنی از لحاظ تسریع در شروع تولید گاز و همچنین میزان گاز تولید شده دیده نشد. بنابراین استفاده از آب لجنی برای تامین حداقل 50 درصد از آب مورد نیاز هضم، علاوه بر افزایش میزان گاز تولیدی و کم کردن مدت زمان انتظار برای شروع تولید گاز، مصرف آب را نیز حداقل به میزان 50 درصد کاهش می‌دهد.

سامانه‌های تولیدی در محیط های کنترل‌شده

تحلیل حرارتی و اکسرژی متمرکزکننده فرنل خطی به‌منظور امکان‌سنجی استفاده در سامانه گرمایش گلخانه

دوره 13، شماره 2، تابستان 1402، صفحه 147-162

https://doi.org/10.22067/jam.2021.72345.1060

سعید نوروزی، علی ملکی، شاهین بشارتی

چکیده در سال‌های اخیر افزایش آلودگی هوا، قیمت حامل‌های انرژی و تنش آبی به دلیل تغییرات اقلیم باعث شده تا استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به‌ویژه انرژی خورشیدی افرایش یابد. جمع‌کننده‌های خورشیدی یکی از منابع مهم جمع‌آوری و تامین انرژی گرمایی هستند. در این راستا بازده و کارایی این کلکتورها و اقدامات لازم برای افزایش این عامل‌ها از اهمیت خاصی برخورار است. لذا در این پژوهش عملکرد روزانه یک بازتابنده فرنل خطی جهت استفاده در سیستم گرمایش یک گلخانه در بهمن ماه در شرایط آب و هوایی شهرکرد به‌صورت عددی بررسی خواهد شد. این سامانه دارای یک گیرنده صفحه تخت با 18 مترمربع میدان آینه بوده و به یک مخزن ذخیره‌سازی باحجم 250 لیتر متصل شده است. علاوه بر این، بر اساس تعادل انرژی در جمع‌کننده و مخزن ذخیره‌سازی، یک مدل ریاضی برای پیش‌بینی عملکرد روزانه سامانه مورد نظر تهیه شد. تحلیل‌ها نشان داد که بیشینه بازده حرارتی سامانه برابر با 64 درصد و حداکثر تولید حرارت مفید 1/5 کیلووات است که توانایی گرمایش محیط گلخانه را در طول شب در ماه بهمن را دارد. همچنین از نتایج این پژوهش می‌توان برای ارزیابی سامانه‌های متمرکز خورشیدی و به‌ویژه بازتابنده‌های فرنل خطی استفاده کرد.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

طراحی، ساخت و بهینه‌سازی عملکرد کلاهک پاشش الکترودینامیکی سم‌پاش پشتی موتوری ذره‌ای‌پاش

دوره 14، شماره 2، تابستان 1403، صفحه 147-161

https://doi.org/10.22067/jam.2023.79865.1134

مریم رضائی، جلال خدائی، بندر آستین چپ

چکیده افت زیاد مواد شیمیایی، بادبردگی و نشست خارج از هدف سم‌پاش‌های متداول در ایران، مطالعه روی سم‌پاش‌های باردارکننده سم را ضروری می‌سازد. به‌همین منظور یک کلاهک الکترودینامیکی طراحی و ساخته شد. در این تحقیق از روش سطح پاسخ برای بهینه‌سازی عملکرد کلاهک پاشش الکترودینامیکی در سم‌پاش پشتی موتوری ذره‌ای‌پاش استفاده شده است. پارامترهای فاصله افشانک تا هدف (شامل سه سطح 2، 4 و 6 متری)، زاویه قرارگیری هدف (شامل سه سطح صفر، 45 و 90 درجه) و سرعت باد (شامل سه سطح 2.5، 3 و 3.5 متر بر ثانیه) به‌عنوان پارامترهای مستقل و یکنواختی پاشش و درصد سطح پاشش به‌عنوان متغیرهای وابسته مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که مولفه‌های خطی زاویه پاشش و فاصله پاشش و هم‌چنین برهم‌کنش زاویه پاشش×فاصله پاشش و فاصله پاشش×سرعت باد، دارای تاثیر معنی‌داری بر تغییرات ضریب پاشش کل می‌باشند (p<0.05). بیش‌ترین ضریب یکنواختی پاشش کل برابر با 1.95 برای زاویه قرارگیری هدف صفر درجه، فاصله 6 متری و سرعت 3.5 متر بر ثانیه و کم‌ترین مقدار این ضریب برابر با 1.18 برای زاویه قرارگیری هدف 90 درجه، فاصله پاشش 2 متر و سرعت باد 2.5 متر برثانیه به‌دست‌آمده است. مدل ریاضی ارائه‌شده برای پیش‌بینی تغییرات ضریب یکنواختی پاشش و درصد سطح پاشش از دقت بسیار بالایی برخوردار می‌باشد. ضریب یکنواختی پاشش با افزایش سرعت باد و فاصله پاشش افزایش یافته است (p<0.01). در محدوده فاصله پاشش 2، 4 و 2 الی 4 متری، با افزایش زاویه پاشش مقدار سطح پاشش به‌طور معنی‌داری افزایش یافته است (p<0.05). شرایط بهینه برای عملکرد کلاهک الکترودینامیکی ساخته‌شده در سرعت هوای 3.5 متربرثانیه، فاصله پاشش 2.58 متر و زاویه پاشش 90 درجه با مطلوبیت 0.792 به‌دست آمد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

استفاده از روش بینایی استریو به‌منظور طبقه‌بندی کلوخه‌های حاصل از عملیات خاک‌ورزی

دوره 10، شماره 2، 1399، صفحه 155-167

https://doi.org/10.22067/jam.v10i2.82853

افشین عزیزی، یوسف عباسپور گیلانده، ترحم مصری گندشمین، حمید ابریشمی مقدم

چکیده سطح یک خاک خاک‌ورزی شده مملو از خاک‌دانه‌ها و کلوخه‌هایی است که دارای اندازه‌های مختلف می‌باشند به گونه‌ای‌که اندازه آن‌ها از نظر کیفیت خاک‌ورزی و میزان مصرف انرژی در آماده‌سازی بستر بذر از اهمیت به‌سزایی برخوردار است. در این پژوهش طبقه‌بندی کلوخه‌های حاصل از خاک‌ورزی از طریق بینایی استریو بر اساس طول، عرض و ارتفاع آن‌ها مورد توجه قرار گرفته است. از بین این ابعاد، محاسبه ارتفاع (ضخامت) کلوخه‌ها همواره با چالش روبه‌رو بوده است؛ چرا که محاسبه آن که در اصطلاح پردازش تصویر به عمق تصویر معروف است، با یک تصویر تکی غیرممکن و یا بسیار سخت می‌باشد که برای این به سه‌بعدی‌سازی تصویر نیاز است. در این مطالعه یک مجموعه داده تصاویر استریو از سطح خاک در زمین زراعی تهیه گردید. تعداد این زوج تصاویر استریو برابر 312 جفت بود که برای بازسازی سه‌بعدی آن‌ها به‌ترتیب عملیات کالیبراسیون، استخراج نقاط کلیدی از زوج تصاویر استریو، تطابق نقاط یافته شده و محاسبه مدل ابر نقطه‌ای روی آن‌ها انجام پذیرفت و تصاویر به شکل سه‌بعدی درآمدند. با به‌دست آمدن تصویر سه‌بعدی ارتفاع کلوخه‌ها محاسبه شدند و نهایتاً با در اختیار داشتن این اطلاعات و نیز استفاده از مدل تحلیل تمییزی به‌عنوان یک دسته‌بند خطی، کلوخه‌ها با اندازه‌های گوناگون طبقه‌بندی شدند. بالاترین دقت طبقه‌بندی 2/96% و نیز دقت کلی طبقه‌بندی برابر 7/83% به‌دست آمد. نتایج این مطالعه نشان داد رویکرد بینایی استریو می‌تواند با تعیین ابعاد کلوخه‌ها به‌ویژه ارتفاع آن‌ها در کیفیت‌سنجی عملیات خاکورزی به‌صورت رضایت‌بخشی مورد استفاده قرار گیرد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

بررسی امکان هدایت یک تراکتور بدون سرنشین براساس ارسال بی سیم تصویر ویدئویی

دوره 4، شماره 2، 1393، صفحه 166-175

https://doi.org/10.22067/jam.v4i2.34816

محمد مزیدی، محمد حسین عباسپورفرد، محمدحسین آق خانی

چکیده اتوماسیون تراکتورها به دلیل کاربرد وسیع این وسیله در عملیات‏های مختلف کشاورزی، عمرانی و صنعتی، مورد توجه جدی محققین قرار گرفته است. در این تحقیق یک سامانه هدایت از راه دور برای تراکتور طراحی و ساخته شده است تا کاربر بتواند به دور از شرایط سخت و پرتنش کابین تراکتور عملیات هدایت تراکتور را اجرا کند. از یک دوربین مدار بسته و یک موتور الکتریکی به‌ترتیب جهت مشاهده مسیر و چرخاندن میل فرمان استفاده شده است. ارتباط دو طرفه بین مرکز کنترل و واحد کنترل بر روی تراکتور توسط شبکه بی‎سیم فراهم شده است. جهت ارزیابی عوامل موثر بر دقت هدایت، از موقعیت نصب دوربین، سرعت چرخش میل فرمان و سرعت پیشروی هر کدام در دو سطح در یک طرح فاکتوریل در قالب کاملاً تصادفی استفاده شد. از ریشه میانگین مربعات (RMSE) انحراف عرضی و فراوانی نقاط خارج از محدوده مجاز اطراف مسیر مرجع (Nout) به عنوان صفت مورد بررسی در جدول تجزیه واریانس استفاده شد. نتایج آزمایش‏ها بر روی دو سطح آسفالت و خاک ارائه شده است که در نهایت سطح خاک به دلیل شکل‌پذیری بیشتر حساسیت کمتری نسبت به تغییر سطوح متغیرهای طرح آزمایش مذکور داشته و پایداری خوبی از خود نشان داده است. از آنجایی که دقت سامانه هدایت از راه دور به توانایی، مهارت و تمرکز کاربر وابستگی دارد، سرعت چرخش میل فرمان به تنهایی در دقت هدایت بی‌تأثیر بوده است. جایگاه نصب دوربین در جلوی تراکتور از دقت بالاتری نسبت به جایگاه عقب تراکتور برخوردار بوده و همانند نتایج دیگر محققین با افزایش سرعت پیشروی، RMSE انحراف عرضی و Nout افزایش پیدا کرده است.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

بررسی عوامل موثر بر جداسازی پوسته و مغز بادام و طراحی و ساخت دستگاه جداساز پنوماتیکی

دوره 11، شماره 2، 1400، صفحه 173-185

https://doi.org/10.22067/jam.v11i2.81511

وحید نیساری فام، رضا طباطبایی کلور، علی متولی

چکیده عملیات فراوری محصول بادام شامل سه مرحله شکستن پوسته چوبی، جداسازی مغز و بسته‌بندی است. در این پژوهش عوامل موثر بر جداسازی مغز بادام و پوسته آن مورد بررسی قرار گرفت و یک سیستم جداساز پنوماتیک ارائه گردید. برای این کار عواملی چون سرعت حد مغز بادام و پوست چوبی، تاثیر رطوبت، زاویه غلتش، نیروی شکست، طول تونل جداساز، دبی و توان پمپ مورد استفاده در دستگاه به‌دست آورده شد. سپس با داده‌های به‌دست آمده دستگاه طراحی و ساخته شد. به منظور ارزیابی دستگاه، تاثیر سه عامل سرعت باد در سه سطح 7، 5 و 3 متر بر ثانیه، اندازه ذرات در چهار سطح مخلوط، درشت، متوسط و ریز و درصد رطوبت در سه سطح 7%، 13% و 19% بر عملکرد و میزان جدایش دستگاه بررسی گردید. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که همه اثرات اصلی، اثرات متقابل دوتایی و اثر متقابل سه‌تایی در سطح احتمال 1 درصد،  معنی‌دار است. در سرعت 7 متر بر ثانیه در سه سطح رطوبتی 7%، 13% و 19% جداسازی کامل اتفاق افتاد. در سرعت 5 متر بر ثانیه جداسازی برای پوست‌های متوسط و ریز و در سرعت 3 متر بر ثانیه جداسازی فقط برای پوست‌های ریز اتفاق افتاد. نتایج این پژوهش می‌تواند در فرآیند طراحی و بهینه‌سازی جهت افزایش راندمان و کاهش زمان جداسازی مغز و پوسته بادام به‌کار گرفته شود.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه سنجش مکانی عمق زیرشکن در مزارع نیشکر

دوره 15، شماره 2، تابستان 1404، صفحه 193-209

https://doi.org/10.22067/jam.2024.87809.1242

نعیم لویمی، آذرخش عزیزی، علی کعب، عادل نیسی

چکیده زیرشکنی لایه زیرین خاک با توجه به رفت و آمد ماشین‌های کشاورزی و خصوصاً در شرایط بافت سنگین و فشردگی زیاد خاک، برای بسیاری محصولات خصوصاً نیشکر بسیار حیاتی است. در این تحقیق اقدام به طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه سنجش عمق بر روی زیرشکن متصل به بولدوزر در مزارع نیشکر گردید. برای ارزیابی عمق سامانه از قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی به روش کرت‌های یک بار خردشده استفاده گردید. کرت‌های اصلی در سه سطح روش‌های عمق‌سنجی بر مبنای زوایای شاسی‌های محرک شاخه‌های زیرشکن، فاصله‌سنج لیزری و فاصله‌سنج فراصوتی و کرت‌های فرعی در سه سطح عمق 30-0 (سطحی)، 60-30 (میانی) و 90-60 (عمیق) سانتی‌متری بودند. نتایج نشان داد که تمام شاخص‌های آماری خطای عمق در اثر نوع روش عمق‌سنجی معنی‌دار بود و کمترین و بیشترین میانگین خطای عمق به‌ترتیب با 1.91 سانتی‌متر در روش زوایا و 3.83 سانتی‌متر در روش فراصوتی به‌دست آمد. همچنین تمام شاخص‌های آماری خطای عمق در اثر دامنه‌های عمق معنی‌دار بود و کمترین و بیشترین میانگین خطای عمق به‌ترتیب با 2.33 سانتی‌متر در دامنه عمیق و 3.65 سانتی‌متر در دامنه سطحی به‌دست آمد. همچنین فقط شاخص‌های آماری حداقل و حداکثر خطا در اثر متقابل دو عامل معنی‌دار بودند و کمترین و بیشترین مقادیر حداقل خطا به‌ترتیب به روش زوایا و دامنه عمیق با 0.05 و روش فراصوتی و دامنه سطحی با 0.34 سانتی‌متر تعلق داشت در حالی‌که کمترین و بیشترین مقادیر حداکثر خطا به‌ترتیب به روش زوایا و دامنه عمیق با 3.21 و روش فراصوتی و دامنه سطحی با 8.63 سانتی‌متر تعلق داشت.

مهندسی سامانه‌های دامی و دامپروری

طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه توزین تخم‌مرغ به‌کمک سنسور خازنی و شبکه عصبی

دوره 5، شماره 2، 1394، صفحه 261-269

https://doi.org/10.22067/jam.v5i2.28513

سامان خلیلی، بهزاد محمدی الستی، مهدی عباسقلی پور

چکیده درجه‌بندی محصولات کشاورزی برای عرضه به بازارهای داخلی و خارجی همواره از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده است. درجه‌بندی براساس پارامترهای مختلفی از جمله رنگ، رسیدگی، ابعاد و وزن انجام می‌گردد. وزن محصول در اکثر موارد از پارامترهای مؤثر در درجه‌بندی می‌باشد. در درجه‌بندی محصول تخم‌مرغ نیز، میزان درشتی در بازاریابی بسیار مهم می‌باشد. هدف از انجام این تحقیق، طراحی، ساخت و ارزیابی دستگاه توزین تخم‌مرغ براساس خواص دی‌الکتریک آن بوده است. یک نمونه از این دستگاه طراحی و ساخته شد. دستگاه طراحی شده از بدنه، منبع تغذیه، واحد تولید سیگنال سینوسی، واحد اندازه‌گیری ولتاژ، میکروکنترلر AVR، واحد ارتباط با کامپیوتر (PORT COM)، حسگر خازنی، نمایشگر و صفحه کلید تشکیل شده است و از شبکه عصبی برای پیش‌بینی وزن تخم‌مرغ استفاده شده است. شبکه عصبی ساخته شده 16 مقدار ولتاژ در بسامدهای مختلف را به‌عنوان ورودی دریافت نموده و مقدار وزن را به‌عنوان خروجی ارائه می‌دهد. برای واسنجی و ارزیابی دستگاه توزین، 150 عدد تخم‌مرغ مورد نیاز از یک واحد مرغداری به‌صورت تازه و در روز تخم‌گذاری تهیه گردید. آزمایش به سه دسته تقسیم شد. دسته اول در روز تخم‌گذاری، دسته دوم در روز دوم انبارداری و دسته سوم در روز چهارم انبارداری مورد آزمایش قرار گرفتند. بهترین نتایج با شبکه عصبی سه‌لایه دارای 10 نرون در لایه مخفی اول و 7 نرون در لایه مخفی دوم با بیشترین ضریب همبستگی 983/0 و کمترین خطا 502/0 به‌دست آمد و بنابراین از شبکه با مشخصات مذکور برای پیش‌بینی وزن تخم‌مرغ استفاده شد.

سامانه‌های تولیدی در محیط های کنترل‌شده

طراحی و پیاده‌سازی دستگاه کشت هیدروپونیک دوار خورشیدی مجهز به سامانه هوشمند آبیاری

دوره 8، شماره 2، 1397، صفحه 279-294

https://doi.org/10.22067/jam.v8i2.61694

سید ایمان ساعدی، رضا علیمردانی، حسین موسی زاده، رضا صالحی

چکیده افزایش نیاز به غذا لزوم اصلاح الگوی کشت با هدف بیشترین تولید محصول، با کمترین مصرف نهاده‌ها و در هر شرایط اقلیمی را ضروری ساخته‌ است. در این راستا، دستگاه کشت هیدروپونیک دوار خورشیدی مجهز به سامانه هوشمند آبیاری طراحی و ساخته شد. در این دستگاه که گیاهان در سینی‌هایی در محیط یک استوانه دوار، رو به محور مرکزی (محل نور مصنوعی) رشد می‌کنند تراکم کشت تا حد زیادی افزایش می‌یابد، بخشی از انرژی مورد نیاز ازطریق پنل‌های فتوولتائیک تأمین شده و آبیاری گیاهان (تماس سینی‌ها با آب مخزن زیرین) با تشخیص نیاز آبی براساس برآوردهای فازی تبخیر و تعرق با ورودی‌های دما، رطوبت هوا و نور صورت می‌گیرد. ارزیابی عملکرد سامانه با کشت کاهو در دو وضعیت آبیاری مبتنی بر تشخیص نیاز آبی (روش فازی) و بدون آن (روش On/Off) صورت گرفت. برطبق نتایج، در کشت فازی، گیاهان به‌طور متوسط روزانه lit 2/18 آب را به‌صورت تبخیر و تعرق از دست دادند. سامانه خورشیدی به‌طور متوسط 51/16% از نیاز سالانه را تأمین نمود و در دو کشت فازی و On/Off به‌ترتیب 58/81% و 48/41‌% انرژی مورد نیاز (در زمستان) از تابش خورشیدی حاصل گردید. تمامی شاخص‌های رشدی گیاه در کشت فازی به‌شکل معنی‌داری از On/Off بهتر بود و برای تولید هر کیلوگرم محصول کاهو در کشت فازی نسبت به On/Off نیاز به 43% مساحت کمتر، 56% آب کمتر و 74% انرژی کمتر بود. در این سامانه در مقایسه با روش مزرعه‌ای، تراکم کشت و میزان آب مورد نیاز برای پرورش هر بوته کاهو به‌طور متوسط به‌ترتیب 12 برابر بیشتر و 15 برابر کمتر بود.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

طبقه‌بندی هویج بر اساس شکل با استفاده از پردازش تصویر، شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان

دوره 9، شماره 2، 1398، صفحه 295-307

https://doi.org/10.22067/jam.v9i2.70579

احمد جهان بخشی، کامران خیرعلی پور

چکیده ارزیابی کیفی محصولات کشاورزی از عوامل بسیار مهم در ارتقای بازارپسندی آن‌ها است. عملیات درجه‌بندی و بسته‌بندی محصولات کشاورزی توسط کارگران با مشکلات فراوانی مثل افزایش هزینه، زمان، نیروی کارگری، تلف شدن محصول و غیره روبه‌رو است. سامانه‌های پردازش تصویر روش‌های نوینی هستند که در بخش کشاورزی کاربردهای مختلفی از جمله درجه‌بندی محصولات دارد. هدف از این پژوهش پیاده‌سازی یک سامانه ماشین بینایی برای طبقه‌بندی هویج بر اساس شکل با استفاده از روش پردازش تصویر می‌باشد. برای این منظور تصویر 135 نمونه هویج در شکل‌های مختلف (معمول و غیرمعمول) تهیه گردید. پس از پیش‌پردازش تصاویر، ویژگی‌های مختلف شکل از تصاویر استخراج شد. در فرآیند انتخاب ویژگی، طول، وسعت، محیط، گردی، ناهمگنی مرکز سطح، ناهمگنی عرضی و تعداد ریشه به عنوان ویژگی­های کارا انتخاب گردید. از روش‌های هوش مصنوعی و ماشین­بردار پشتیبان برای طبقه‌بندی نمونه‌ها استفاده شد. نتایج نشان داد که دقت درجه‌بندی روش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه از ماشین بردار پشتیبان بیشتر و برابر با 50/98 درصد می‌باشد. می‌توان گفت که روش پردازش تصویر و ماشین بینایی جهت ارتقا روش سنتی درجه‌بندی هویج کارآمد می‌باشند.

مهندسی سامانه‌های دامی و دامپروری

مطالعه تجربی و شبیه‌سازی سینتیک خشک شدن یونجه ساقه‌کوبی شده به روش دینامیک سیالات محاسباتی

دوره 12، شماره 3، پاییز 1401، صفحه 301-317

https://doi.org/10.22067/jam.2021.67096.0

مریم دانا، پرویز احمدی مقدم

چکیده در این پژوهش تأثیر شدت ساقه‌کوبی بر فرآیند خشک شدن یونجه و همچنین ماکزیمم نیروی مورد نیاز برای جدا کردن برگ از ساقه مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایش‌ها به‌صورت فاکتوریل و در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی صورت گرفت. متغیرهای مستقل، شدت ساقه‌کوبی در 3 شدت (کم، متوسط و شدید)، زمان در 7 سطح برای آزمایش اول و 4 سطح برای آزمایش دوم و همچنین متغیرهای وابسته دو آزمایش به‌ترتیب نسبت رطوبت محصول و ماکزیمم مقدار نیروی مورد نیاز جدا کردن برگ از ساقه بودند. از دستگاه بافت‌سنج با سرعت پروب 10 میلی‌متر بر دقیقه برای اندازه‌گیری نیروی جدایش برگ از ساقه در رطوبت‌های مختلف استفاده گردید. همچنین برای شبیه‌سازی نرخ از دست‌دادن رطوبت ساقه از روش دینامیک سیالات محاسباتی استفاده شد. نتایج حاصل از شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی در تخمین زمان خشک شدن یونجه، همبستگی بالایی (اختلاف زیر 10%) را با نتایج داده‌های تجربی نشان داد. همچنین نتایج به‌دست آمده نشان داد که با کاهش رطوبت محصول و افزایش شدت ساقه‌کوبی، میزان نیروی جدایش برگ از ساقه به‌طور معنی‌داری (0.99) کاهش یافت. در پایان نتایج، با در نظر گرفتن کیفیت محصول نهایی و تلفات کم‌تر برگ و همچنین در نظر گرفتن زمان مناسب خشک شدن علوفه، ساقه‌کوبی با شدت متوسط (8 ضربه) به‌عنوان بهترین حالت انتخاب گردید.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

مقایسه میزان تلفات برداشت دانه گندم دیم در انواع کمباین‌های کاه‌کوب در استان کردستان

دوره 13، شماره 3، پاییز 1402، صفحه 309-319

https://doi.org/10.22067/jam.2022.75175.1091

محمود صفری، محمدعلی رستمی

چکیده گندم یکی از محصولات مهم کشور است که در سال‌های اخیر، به دلیل بالا بودن ارزش اقتصادی کاه تولیدی برای خوراک دام، توسط کمباین‌های کاه‌کوب برداشت می‌شود. در این تحقیق میزان تلفات طبیعی، تلفات کمباینی، ظرفیت مزرعه‌ای، درجه خلوص دانه و عملکرد محصول گندم در حین برداشت، توسط کمباین‌های کاه‌کوب در استان کردستان مورد بررسی قرار گرفت. از بین کمباین‌های فعال در برداشت گندم در منطقه، تعداد 15 دستگاه کمباین کاه‌کوب در حین برداشت گندم دیم به‌صورت طرح کاملاً تصادفی انتخاب و مورد ارزیابی قرار گرفت. از این تعداد، 4 دستگاه ساخت کارگاه‌های محلی شیراز، 4 دستگاه ساخت کارگاه‌های محلی بوکان، 4 دستگاه ساخت کارگاه‌های محلی همدان و 3 دستگاه نیز ساخت شرکت همدان برزگر بود. نتایج نشان داد که متوسط عملکرد گندم دیم 1698.14 کیلوگرم بر هکتار، تلفات طبیعی 2.39 درصد و تلفات کمباینی 4.92 درصد بود. 43.5 درصد از تلفات کمباینی مربوط به عقب کمباین (مخزن کاه) و 56.5 درصد آن مربوط به هد کمباین بود. مقایسه کمباین‌ها نشان داد که تلفات دانه در کمباین همدان برزگر با 6.56 درصد از دیگر کمباین‌ها بیشتر است.‏ تفاوت بین کمباین‌ها ازنظر ظرفیت مزرعه‌ای و درصد خلوص، معنی‌‎دار نبود. میزان تلفات دانه در مخزن کاه کمباین‌های کاه‌کوب شیراز، بوکان، همدان و همدان برزگر در سطح 5 درصد اختلاف معنی‌دار داشتند و به‌ترتیب 64.87، 2.0، 0.78 و 4.28 درصد بود. ازنظر تلفات کل کمباینی نیز تفاوت بین کمباین‌ها در سطح 5 درصد معنی‌دار بود. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، کمباین‌های کاه‌کوب همدان، بوکان، شیراز و همدان برزگر به‌ترتیب با تلفات کل 4.32، 4.33، 4.52 و 6.56 درصد در اولویت به‌کارگیری در مزارع گندم دیم استان کردستان قرار دارند.

مهندسی تاب‌آوری، ریسک و عدم‌قطعیت در سامانه‌های کشاورزی

ساخت و ارزیابی ماشین خاک‌ورزی مخزنی برای کاهش رواناب مزارع دارای سامانه آبیاری بارانی

دوره 6، شماره 2، 1395، صفحه 312-321

https://doi.org/10.22067/jam.v6i2.38691

محمدعلی رستمی

چکیده ایجاد رواناب و از دست رفتن آب در سیستم‌های آبیاری بارانی یکی از مشکلات این سیستم‌ها می‌باشد. خاک‌ورزی مخزنی راه حل مناسبی است که برای کنترل رواناب و ذخیره سطحی آب پیشنهاد شده است. در این تحقیق یک ماشین خاک‌ورز مخزنی ساخته شد و ارزیابی گردید. عامل خاک‌ورز این ماشین به شکل یک چرخ عنکبوتی است که با چرخش آن و برخورد تیغه‌ها به خاک چاله‌های کوچکی در فواصل معین در سطح زمین ایجاد می‌شود. برای ارزیابی عملکرد ماشین، اثر فاکتورهای سرعت پیشروی تراکتور در سه سطح (5، 7/5 و 10 کیلومتر در ساعت) و طول بازوی عامل خاک‌ورز ماشین در دو سطح (30 و 40 سانتی‌متر) بر عمق، فاصله و حجم مخازن حفر شده توسط ماشین خاک‌ورز مخزنی و میزان رواناب اندازه‌گیری و بررسی گردید. ارزیابی ماشین در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه بلوک‌های کامل تصادفی و در سه تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که اثر طول بازوی عامل خاک‌ورز و سرعت پیش‌روی ماشین خاک‌ورز مخزنی ساخته شده در این پژوهش بر تغییرات عمق و حجم مخازن ایجاد شده توسط تیغه‌های ماشین در سطح یک درصد معنی‌دار بود، اما تغییرات فاصله بین مخازن تنها تحت تأثیر طول بازوی عامل خاک‌ورز در سطح یک درصد معنی‌دار شد. نتایج همچنین نشان داد که با افزایش سرعت پیش‌روی از 5 به 10 کیلومتر و افزایش طول بازوی عامل خاک‌ورز از 30 به 40 سانتی‌متر، عمق، عرض و حجم مخازن ایجاد شده توسط تیغه‌های ماشین در خاک، افزایش یافت. با اعمال خاک‌ورزی مخزنی توسط ماشین ساخته شده، در تیمارهای آزمایشی، رواناب در کلیه تیمارها کنترل گردید.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

بهینه‌سازی چندمتغیره کیفیت خاک‌ورزی گاوآهن برگردان‌دار با استفاده از روش سطح پاسخ

دوره 16، شماره 2، تابستان 1405، صفحه 317-334

https://doi.org/10.22067/jam.2025.92680.1357

محمد اکبری، عیسی حزباوی، مصطفی جعفریان

چکیده حفظ بقایا و ناهمواری خاک در اراضی دیم، فرسایش را تقلیل داده و خاک‌ورزی حفاظتی با بهبود رشد گیاه، در پایداری کشاورزی نقش اساسی دارد. با توجه به اهمیت این روش‌ها و کمبود پژوهش‌های دقیق، مطالعه حاضر به‌منظور انتخاب بهینه‌ترین روش خاک‌ورزی حفاظتی انجام پذیرفت. این تحقیق به‌منظور مدل‌سازی و بهینه‌سازی کیفیت خاک‌ورزی (ناهمواری سطح و دفن بقایا) با استفاده از گاوآهن برگردان‌دار انجام شد. هدف، تعیین بهترین سرعت و عمق شخم گاوآهن برای دستیابی به کیفیت مطلوب خاک‌ورزی است. به‌منظور تعیین شرایط بهینه، تأثیر سرعت پیشروی تراکتور (5، 7.5 و 10 کیلومتر بر ساعت) و عمق شخم (17.5، 22.5 و 27.5 سانتی‌متر) با استفاده از روش سطح پاسخ ارزیابی شد. به‌منظور سنجش ناهمواری سطح خاک و تعیین درصد مدفون شدن بقایای گیاهی، به‌ترتیب از دستگاه پین‌متر و روش پردازش تصویر استفاده شد. نتایج حاکی از تأثیر معنادار کلیه فاکتورهای مستقل بر هر دو شاخص بود (P<0.01). نتایج نشان داد که افزایش عمق شخم منجر به افزایش 36.78 درصدی در میزان ناهمواری سطح خاک گردید، در حالی‌که کاهش عمق شخم با افت 13.74 درصدی در مدفون شدن بقایای گیاهی همراه بود. همچنین، کاهش سرعت پیشروی، کاهش 7.87 درصدی در مدفون شدن بقایا و افزایش 32.82 درصدی در ناهمواری سطح خاک را نشان داد. در شرایط بهینه، مقادیر 10.96 سانتی‌متر برای ناهمواری سطح خاک و 69.34 درصد برای مدفون شدن بقایای گیاهی مشاهده شد. این نتایج در سرعت 5 کیلومتر بر ساعت و عمق شخم 17.5 سانتی‌متر به‌دست آمد.

سامانه‌های تولیدی در محیط های کنترل‌شده

بررسی تجربی عملکرد سامانه ی گرمایش خورشیدی گلخانه مجهز به متمرکزکننده ی سهموی و جمع کننده ی خورشیدی تخت دو منظوره

دوره 7، شماره 2، 1396، صفحه 364-378

https://doi.org/10.22067/jam.v7i2.56939

محمد جعفری، حمید مرتضی پور، کاظم جعفری نعیمی، محمد مهدی مهارلویی

چکیده در تحقیق حاضر، برای تأمین حرارت مورد نیاز گلخانه، یک سامانه ی گرمایش خورشیدی مجهز به متمرکزکننده ی سهموی خطی و جمع کننده ی خورشیدی تخت دو منظوره، پیشنهاد گردید. در این سامانه از یک مخزن برای ذخیره حرارت تولید شده استفاده شد. جریان سیال حامل حرارت در داخل متمرکزکننده به‌صورت اجباری و با استفاده از پمپ انجام گرفت. یک جمع کننده ی خورشیدی در داخل گلخانه نصب گردید که در طول روز، وظیفه گردآوری تابش خورشید و ذخیره حرارت در مخزن و در شب نقش مبدل حرارتی برای انتقال حرارت ذخیره شده در سامانه ی گرمایش، به محیط گلخانه را داشت. ارزیابی سامانه ی پیشنهادی در سه سطح دبی سیال عبوری در متمرکزکننده (0/44، 0/75 و 1/5 لیتر بر دقیقه) و دو حالت با و بدون استفاده از جمع کننده ی تخت خورشیدی انجام گرفت. نتایج تحقیق نشان داد که بیشترین بازده متمرکزکننده در بالاترین دبی سیال عبوری حدود 71 درصد به‌دست آمد. با بالا بردن دبی از 0/44 تا 1/5 لیتر بر دقیقه، به‌طور متوسط ذخیره حرارت در مخزن 32/14 درصد بهبود داشت. با استفاده از جمع کننده ی تخت خورشیدی، به طور متوسط 26/67 درصد و با بالا بردن دبی تا 1/5 لیتر بر دقیقه، 30 درصد در مصرف برق گرم کن کمکی، صرفه جویی گردید. در نهایت، بالاترین مقدار سهم خورشیدی سامانه پیشنهاد شده در تحقیق حاضر، 66 درصد بود که در بیشترین دبی سیال عبوری و با استفاده از جمع‌کننده‌ی تخت خورشیدی مشاهده شد.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

مقایسه و ارزیابی سم‌پاش‌های متداول باغی با سم‌پاش‌های مجهز به فناوری نرخ متغیر

دوره 14، شماره 4، زمستان 1403، صفحه 405-427

https://doi.org/10.22067/jam.2023.84946.1198

رستم فتحی، محمود قاسمی‌نژاد رایینی، سامان آبدانان مهدی زاده، مرتضی تاکی، مصطفی مردانی نجف ‎آبادی

چکیده فن‌آوری‌های جدید مانند سم‌پاش‌های هوشمند، از مهم‌ترین عوامل تحول در بخش کشاورزی هستند. در این تحقیق یک سم‌پاش باغی نرخ ثابت به یک سم‌پاش باغی نرخ متغیر توسعه داده شد و مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت. بررسی مقدار نشست سم در دو حالت سم‌پاشی نرخ متغیر و نرخ ثابت و در سه سرعت‌پیشروی کم (1.6)، متوسط (3.2) و زیاد (4.8 کیلومتر بر ساعت) انجام شد. کم‌ترین مقدار نشست سم روی درختان به‌ترتیب در حالت سم‌پاشی نرخ متغیر در سرعت‌پیشروی 4.8 (1303 لیتر در هکتار) و بیش‌ترین مقدار نشست در حالت سم‌پاشی نرخ ثابت در سرعت‌پیشروی 1.6 کیلومتر بر ساعت (2121 لیتر در هکتار) به‌دست آمد. نتایج آزمون تجزیه واریانس برای مقدار نشست سم روی درختان، زمین، انتشار در هوا، کل مصرف سم در هکتار و کارایی پاشش نشان داد که مقدار این شاخص‌ها در دو حالت سم‌پاشی نرخ متغیر و نرخ ثابت دارای تفاوت معنی‌داری بود. در همه‌ی شاخص‌ها نوع سم‌پاش و سرعت پیشروی سم‌پاشی، اثر معنی‌داری بر تغییرات مقدار نشست سم در تیمارهای مختلف داشت. نتایج نشان داد که نوع سم‌پاش، سرعت پیشروی و اثر متقابل این دو عامل اثر معنی‌داری بر شاخص کیفیت پاشش نداشت. قطر میانه عددی و قطر میانه حجمی نیز در همه‌ی تیمارها تفاوت معنی‌داری نداشت. حداکثر مقدار صرفه‌جویی مصرف سم (46 درصد) در حالت سم‌پاشی نرخ متغیر و در سرعت‌پیشروی 1.6 کیلومتر بر ساعت و بیشترین مقدار کارایی پاشش (70 درصد) در حالت سم‌پاشی نرخ متغیر و در سرعت‌پیشروی 1.6 کیلومتر بر ساعت به‌دست آمد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

تشخیص خودکار ردیف‌های کشت گیاه توسط ربات به کمک بینایی ماشین (مطالعه موردی: گیاه ریحان)

دوره 13، شماره 4، زمستان 1402، صفحه 453-475

https://doi.org/10.22067/jam.2022.77315.1112

مریم نداف زاده، احمد بناکار، سامان آبدانان مهدی زاده، محمدرضا زارع بوانی، سعید مینایی

چکیده در کشاورزی دقیق، مکان‌یابی خودکار محصولات یکی از موضوعات تحقیقاتی مهم است. در این پژوهش شناسایی دقیق ردیف‌های کشت محصول ریحان به‌منظور مسیریابی خودکار یک ربات گزارش می‌شود. در یک مرحله از این تحقیق با اخذ تعداد شش تصویر در هر دوره‌ی رشد (هفته سوم، هفته چهارم و هفته پنجم) به حذف علف‌های هرز میان ردیف‌های کشت محصول پرداخته شد؛ که بدین منظور از سه روش مختلف (گشودگی مساحت، حذف ابعادی و ماسک‌گذاری) استفاده گردید. در مرحله‌ای دیگر تعداد شش تصویر از ردیف‌های کشت بدون وجود علف‌های هرز مورد بررسی قرار گرفت. سپس با انجام عملیات پردازش تصویر و پیاده‌سازی چندین الگوریتم مسیریابی (الگوریتم‌های مبتنی بر تبدیل هاف، تبدیل موجک، فیلتر گابور، رگرسیون خطی و الگوریتم پیشنهادی این مطالعه) بر روی تصاویر، به بررسی خروجی هر یک از این الگوریتم‌ها نسبت به مسیر ایده‌آل تعیین‌شده توسط کاربر پرداخته شد. پس از مقایسه‌ی دقیق مسیرهای تشخیص داده شده توسط الگوریتم‌های مختلف مسیریابی نسبت به مسیرهای ایده‌آل و با توجه به نتایج آزمون آماری t-test در سطح احتمال 5%، برتری روش‌های مسیریابی مورد مطالعه به‌ترتیب زیر مشخص گردید: روش پیشنهادی، روش فیلتر گابور، روش رگرسیون خطی، روش تبدیل هاف و روش تبدیل موجک. در نهایت الگوریتم پیشنهادی با بیشترین میزان انطباق نسبت به مسیر ایده‌آل (با میانگین خطای تشخیص 3.65 پیکسل) و کمترین مدت زمان اجرای عملیات (4.79 ثانیه) به‌عنوان مناسب‌ترین الگوریتم مسیریابی انتخاب و با استفاده از آن عملکرد یک ربات طراحی‌شده مورد ارزیابی قرار گرفت.

سامانه‌های تولیدی در محیط های کنترل‌شده

شبیه‌سازی جریان انرژی گلخانه نیمه‌دوطرفه شیشه‌ای با ساختار ویژه با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

دوره 12، شماره 4، زمستان 1401، صفحه 497-513

https://doi.org/10.22067/jam.2021.70400.1038

فرخ معتضدیان، مرتضی تاکی، روح اله فرهادی، مصطفی رحمتی جنیدآباد

چکیده این تحقیق، به شبیه‌سازی جریان انرژی یک گلخانه نیمه‌مدفون نیمه‌دوطرفه با استفاده از متغیرهای بیرونی و داخلی و حل عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) می‌پردازد. در این تحقیق، داده‌های دما، رطوبت و تابش به‌صورت لحظه‌ای اندازه‌گیری شد و سپس از CFD جهت بررسی توزیع انرژی و تغییرات دما در دو ارتفاع 1 و 2 متری از سطح زمین استفاده گردید. گلخانه مورد بررسی، به‌صورت یک گلخانه بسته در نظر گرفته شد و با توجه به روابط تجربی-ریاضی موجود در منابع، میزان دریافت، تلفات و خالص جذب شده انرژی در گلخانه محاسبه شد. نتایج این تحقیق نشان داد که روش CFD با 326030 المان چهار وجهی (tetrahedral) قادر است دمای هوای داخل گلخانه را با دقت مناسب در ارتفاع 1 متری (R2 = 0.987, MAPE = 2.17%) و 2 متری از کف (R2 = 0.987, MAPE = 2.28%) تخمین بزند. بررسی جریان انرژی نشان داد که این گلخانه، 6779.4 کیلوژول انرژی حرارتی انباشته ناشی از پرتوهای تابش را در مدت زمان آزمایش به زمین منتقل می‌کند و نسبت به سازه‌های روی سطح زمین، به‌طور متوسط حدود 40% تابش کم‌تری دریافت می‌کند. نتایج کلی این تحقیق و بررسی روند تغییرات دما در کف و دیواره‌ها نشان داد که در مناطق گرم کشور، زمین به‌عنوان منبع خوبی برای دریافت گرمای انباشته موجود در محیط گلخانه است و هرچه پوشش سطح داخلی گلخانه رسانایی گرمایی بیشتری داشته باشد، شار حرارتی به سمت عمق خاک بیش‌تر است.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

اندازه‌گیری بلادرنگ زبری سطح خاک در شرایط مزرعه‌ای، با استفاده از حسگرهای لیزری و مادون قرمز

دوره 15، شماره 4، زمستان 1404، صفحه 547-566

https://doi.org/10.22067/jam.2024.90374.1300

نسیم صالحی بابامیری، حسین حاجی آقاعلیزاده، مجید دولتی

چکیده شاخص زبری تصادفی به‌دلیل سهولت محاسبات و قابلیت اطمینان خوب، مناسب‌ترین شاخص برای جداسازی کلاس‌های زبری و توصیف شدت و کیفیت خاک‌ورزی است. اکثر روش‌های مرسوم مورد استفاده از رهیافت توقف و حرکت در اندازه‌گیری زبری خاک بهره می‌گیرند؛ که بسیار پر زحمت و وقت‌گیر است. در پژوهش حاضر از حسگرهای فاصله‌یاب نوری برای اندازه‌گیری بلادرنگ زبری خاک استفاده شد؛ که سرعت اندازه‌گیری آن نسبت به روش‌های دیگر بیشتر است. از برازش بین فاصله اندازه‌گیری‌شده توسط حسگرها و پین‌متر یک رابطه خطی بین این دو متغیر حاصل شد. هر دو حسگر فاصله‌یاب در شرایط استاتیکی توانستند به‌خوبی فاصله را اندازه‌گیری کنند (0.98=R2)، صحت و دقت هر دو حسگر نوری مادون قرمز و لیزری بر روی سیستم متحرک، در مزرعه مورد ارزیابی قرار گرفت. صحت داده‌های به‌دست‌آمده از حسگر لیزر در سرعت‌های کمتر از km h-1 2.6، همانند روش پین‌متر بود ولی در سرعت‌های بیش از  km h-13.5 روش لیزری فقط توانست کلاس زبری نرم را به‌درستی تشخیص دهد. کاهش صحت عملکرد حسگر، به‌دلیل کاهش نرخ جمع‌آوری داده‌ها در واحد طول و وجود کلوخه‌های بزرگ در کلاس‌های زبر‌تر بود. روش مادون قرمز فقط سطوح نرم را همانند پین‌متر تشخیص داد. در سرعت رو به جلو کمتر از km h-1 3.5، داده‌های حسگر لیزری از دقت خوبی برخوردار بود (R2=0.85)، با این حال، با افزایش سرعت رو به جلو به km h-1 4.8، دقت عملکرد حسگر کاهش یافت (0.72= R2). می‌توان نتیجه گرفت با استفاده از حسگرهای لیزری با نرخ داده‌برداری بیشتر، تشخیص سطوح زبری به‌خوبی روش پین‌متر امکان‌پذیر خواهد بود.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

ساخت و ارزیابی سامانه تهیه نقشه هدایت الکتریکی خاک مزرعه در حین حرکت

دوره 1، شماره 1، 1390

https://doi.org/10.22067/jam.v1i1.10075

جلال برادران مطیع، محمدحسین آق خانی، محمد حسین عباسپورفرد، امیر لکزیان

چکیده موضوع شوری خاک یکی از معضلات افزایش بهره وری کشاورزی می‌باشد که بایستی با تدبیر و مدیریت صحیح علمی مهار گردد. یکی از راه‌های شناسایی مناطق شور، تهیه نقشه هدایت الکتریکی مزارع می‌باشد. در این تحقیق یک نمونه دستگاه اندازه گیری در حین حرکت هدایت الکتریکی ظاهری خاک طراحی، ساخته و سپس نقشه هدایت الکتریکی مزرعه ای توسط آن تهیه شد. این دستگاه از روش تماس مستقیم الکترود با خاک بهره می‌برد. ورودی‌های دستگاه شامل ولتاژ تغذیه، سیگنال موقعیت جغرافیایی از GPS و سیگنال ولتاژ بین الکترود‌ها می‌باشد. خروجی دستگاه که به صورت فایل TEXT می‌باشد شامل مقدار هدایت الکتریکی نقاط و مختصات جغرافیایی بوده که از طریق درگاه RS-232 به رایانه انتقال می‌یابد. داده‌های هدایت الکتریکی با استفاده از بسته نرم افزاری ESAP کالیبره و به صورت نقشه رنگی تهیه شد. به منظور ارزیابی دستگاه، نقشه هدایت الکتریکی قطعه زمینی با مساحت 8/0 هکتار به دو روش داده برداری با دستگاه و داده برداری دستی تهیه و مقایسه شد. ارزیابی دستگاه در مزرعه ای تحقیقاتی با خاک کم شور و بافت لومی رسی، بیانگر همبستگی نتایج با 61/0R2= و مقدار میانگین خطای (ME) ΜS.CM-1 27/15- بود. بررسی نقطه به نقطه محل‌های نمونه برداری نشان داد در 67 درصد نقاط خطای اندازه گیری زیر 10 درصد می‌باشد. این میزان خطا در محیط خاک مزرعه که دارای متغیر‌های بسیاری می‌باشد با توجه به نتایج ارائه شده در سایر مقالات قابل قبول می‌باشد.

کشاورزی دیجیتال، هوشمند و دقیق

ارزیابی تکنیک پردازش تصویر در تخمین ازت و عملکرد گیاه برنج و مقایسه آن با روش های متعارف

دوره 1، شماره 2، 1390

https://doi.org/10.22067/jam.v1i2.11356

محمدرضا لاریجانی، رحمان فرخی تیمورلو

چکیده تأمین دقیق و به موقع ازت گیاهان در کوددهی مزارع مستلزم بکارگیری روش های جدید و کم هزینه در کشاورزی دقیق است. به منظور تعیین ازت مورد نیاز گیاه برنج در زمان خوشه دهی آن، آزمایشی با استفاده از سه روش پردازش تصویر، کژلدال و دستگاه کلروفیل متر، در قالب طرح بلوک-های کامل تصادفی با سه تکرار و چهار تیمار در سال 1389 در مرکز تحقیقات برنج تنکابن اجرا شد. تیمارهای آزمایشی سطوح مختلف کوددهی (اوره %46 ازت) بودند. در زمان خوشه دهی گیاه برنج با استفاده از یک دوربین دیجیتال از بوته های برنج بصورت عمودی عکسبرداری و توسط روش پردازش تصاویر آنالیز شدند. همزمان توسط دستگاه کلروفیل متر SPAD-502 شاخص کلروفیل برگ گیاه اندازه گیری شد و همچنین با استفاده از روش آزمایشگاهی کژلدال درصد ازت برگ گیاه نیز تعیین گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دادند که میان هر سه روش تعیین ازت گیاه همبستگی بالایی وجود دارد. همچنین میزان همبستگی میان هر سه روش تعیین ازت گیاه و عملکرد محصول تقریباً یکسان می باشد. در مجموع به نظر می رسد که روش پردازش تصویر می تواند پتانسیل بالایی در مدیریت ازت مزارع داشته باشد، از طرفی دیگر این روش نسبت به دو روش دیگر کم هزینه تر، سریع تر و همچنین غیرمخرب می باشد.

سامانه‌های تولیدی در محیط های کنترل‌شده

تجزیه و تحلیل کارایی انرژی محصول خیار گلخانه ای به روش تحلیل پوششی داده ها مطالعه موردی (شهرستان شهرضا - استان اصفهان)

دوره 2، شماره 1، 1391

https://doi.org/10.22067/jam.v2i1.14291

مرتضی تاکی، یحیی عجب شیرچی، رضا عبدی، محمد اکبرپور

چکیده در این تحقیق کارایی انرژی محصول خیار گلخانه ای در شهرستان شهرضا، با رویکرد تحلیل پوششی داده ها (DEA) مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از بین 60 گلخانه موجود دراین شهرستان و روستاهای اطراف تعداد 25 واحد که اطلاعات مستند داشتند به طور تصادفی انتخاب شده و جمعآوری داده ها از طریق تکمیل پرسشنامه و مصاحبه حضوری انجام گرفت. نتایج نشان داد که نهاده سوخت با 47 درصد بیشترین و آب مصرفی با 2/1 درصد کمترین سهم مصرف انرژی را به خود اختصاص می دهد. نتایج حاصل از تحلیل پوششی داده های انرژی حاکی از این بود که در مدل بازگشت به مقیاس ثابت، 24 درصد و در مدل بازگشت به مقیاس متغیر، 36 درصد از کل واحدها کارایی 100 درصد داشته و بقیه واحدها به درجات مختلفی ناکارا محسوب می شوند. میانگین کارایی فنی، کارایی فنی خالص و کارایی مقیاس به ترتیب 37/90، 09/95 و 6/94 برآورد شد. همچنین میانگین کارایی فنی واحدهای ناکارا بر اساس مدل بازگشت به مقیاس ثابت 87 درصد محاسبه شد، به این معنا که 13 درصد از کلیه منابع می تواند به وسیله بالا بردن کارایی این واحدها ذخیره شود. در این تحقیق بیشترین مصرف نادرست انرژی و همچنین بیشترین سهم از کل انرژی ذخیره ای مربوط به نهاده سوخت مصرفی است.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

تعیین حدود بهینه تنظیم دماغه کمباین برداشت غلات به منظور کاهش ریزش دانه در برداشت کلزا با استفاده از دستگاه شبیه سازی شده دماغه

دوره 2، شماره 2، 1391

https://doi.org/10.22067/jam.v2i2.15094

مجید سلیمانی، مهدی کسرایی

چکیده در دهه های اخیر، کلزا به عنوان مهم ترین دانه روغنی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. عمده ترین مشکل زراعت کلزا در مرحله برداشت و به‌دلیل حساس بودن غلاف های آن به ضربه و ارتعاش است. دماغه3 کمباین، به ویژه هنگامی که به خوبی تنظیم نشده باشد، به محصول ضربه خواهد زد و مقدار قابل توجهی از دانه ها بر روی زمین می ریزند. ضایعات محصول کلزا هنگام برداشت با کمباین غلات تا 50 درصد هم گزارش شده است که با کاهش میزان ریزش، می توان عملکرد را بهبود بخشید. هدف از انجام این پژوهش، تعیین شرایط بهینه دماغه کمباین برای برداشت کلزا بود به نحوی که ریزش دانه کمینه شود. به این منظور یک دستگاه آزمایش شبیه دماغه کمباین در بخش مکانیک ماشین های کشاورزی دانشگاه شیراز طراحی و ساخته شد و برای تعیین بهترین حالت تنظیم دماغه، عواملی که بیش ترین تأثیر را بر روی ریزش دانه دارند با این دستگاه مورد بررسی قرار گرفتند. این عوامل عبارت بودند از: سرعت پیش روی کمباین در سطوح 5/1، 2 و 5/2 کیلومتر در ساعت، سرعت شانه برش در سطوح 800، 1100 و 1400 ضربه در دقیقه و نسبت سرعت خطی چرخ فلک به سرعت پیش روی در سطوح 1، 3/1 و 5/1 برابر سرعت پیش روی. آزمایش ها بر روی رقم طلائیه و در رطوبت 16 درصد (بر پایه خشک) و با سه تکرار برای هر سطح انجام شد. با در نظر گرفتن اثر متقابل عوامل آزمایشی نتایج نشان داد که تأثیر این عوامل بر ریزش دانه در سطح 5 درصد معنی دار بوده است و در حالتی که سرعت پیش روی کمباین 2 کیلومتر در ساعت، سرعت شانه برش 1400 ضربه در دقیقه و سرعت خطی چرخ فلک 5/1 برابر سرعت پیش روی باشد، ریزش دانه کمینه خواهد شد.

ماشین‌های کشاورزی و غیر جاده‌ای

بررسی و انتخاب خطی‌کار مناسب کشت گندم دیم در استان همدان

دوره 3، شماره 1، 1392، صفحه 32-40

https://doi.org/10.22067/jam.v3i1.19712

احمد حیدری، ایرج اسکندری

چکیده به‌ ‌منظور ارزیابی خطیکارها و انتخاب خطیکار مناسب کشت گندم در اراضی دیم استان همدان، تحقیقی طی سه سال (86-1383) در ایستگاه تحقیقاتی تجرک مرکز تحقیقات کشاورزی همدان با خاکی دارای بافت لوم رسی سیلت‌دار انجام شد. در این تحقیق از سه روش کاشت ماشینی شامل: 1- خطی‌کار برزگر همدان 2- خطی‌کار سهلان کشت 3- خطی‌کار کشت‌گستر 4- دست‌پاشی و پوشانیدن با دیسک (روش مرسوم) استفاده شد. این تحقیق به صورت طرح آماری بلوک‌های کامل تصادفی در چهار تکرار اجرا شد. در آزمایشگاه میزان ریزش بذر توسط هر واحد موزع و همچنین میزان صدمه وارد به بذرها توسط موزع‌ها اندازه‌گیری شد. قبل از برداشت، از هر پلات نمونه‌هایی جهت تعیین اجزا عملکرد گندم (تعداد سنبله در مترمربع، تعداد دانه در سنبله، وزن هزار دانه) برداشت شد. در پایان عملکرد بیولوژیکی (دانه+کاه) و عملکرد دانه اندازه‌گیری شد. نتایج سه سال تحقیق نشان داد که اثر روشهای مختلف کاشت بر عملکرد دانه گندم و عملکرد کاه معنی‌دار نبود. در حالی‌که در دوسال خشک (84-1383و 85-1384) اثر روش‌های کاشت بر عملکرد گندم معنی‌دار شد و خطی‌کار کشت گستر با فاصله بیشتر ردیف‌های کشت، بیشترین عملکرد را نسبت به روش‌های دیگر داشت. میانگین عملکرد دانه گندم در سه سال،kg ha-1 1224 بود. بیشترین عملکرد دانه گندم ( kg ha-11275) با خطی‌کار کشت گستر و کمترین عملکرد دانه گندم ( kg ha-11174) با خطی‌کار برزگر همدان به‌دست آمد. از نظر عملکرد کاه، خطی‌کار برزگر همدان با kg ha-1 2349 و روش دست‌پاشی + دیسک با kg ha-1 2009، به‌ترتیب بیشترین و کمترین عملکرد کاه را داشتند. اثر سال بر عملکرد گندم معنی‌دار بود. میانگین عملکرد دانه گندم در سال مرطوب (86-1385)، برابر kg ha-1 1579 و در دو سال خشک (84-1383و 85-1384) برابرkg ha-1 1026 بود. بنابراین با توجه به نتایج، محدوده وسیعی از عمیق کارها را می‌توان در منطقه به کار برد.