ماشین های کشاورزی

چکیده کاهش رطوبت در محصولات غذایی برای حفظ بهتر آن‌ها بسیار معمول بوده و یکی از روش‌های نگهداری مواد غذایی تبخیر آب و خشک‌کردن آن‌ها می‌باشد، که در روش‌های خشک کردن سنتی اتلاف انرژی، زمان طولانی و تاثیر نامطلوب بر کیفیت محصولات قابل‌مشاهده است، بنابراین استفاده از روش‌هایی جهت بهبود و رفع این‌گونه محدودیت‌ها و افزایش راندمان خشک کردن لازم و ضروری می‌باشد. در این خصوص تاثیر میدان مغناطیس بر نرخ تبخیر آب موضوعی است که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. در این پژوهش، خشک‌کنی با هوای گرم و محفظه‌ای برای اعمال میدان مغناطیس در محدوده دمایی 30 تا 70 درجه سانتی‌گراد و شدت‌های میدان مغناطیس 0 تا 130 میلی‌تسلا به‌کار گرفته شد. مطابق نتایج به‌دست‌آمده، با اعمال میدان مغناطیس در مدت زمان 120 دقیقه، بیشترین میزان تبخیر مربوط به تیمار 70 درجه و میدان مغناطیس 130 میلی‌تسلا به مقدار 94.7 درصد وزن اولیه نمونه و کمترین مقدار تبخیر مربوط به تیمار 30 درجه سانتی‌گراد و میدان مغناطیس صفر به مقدار 43.7 درصد وزن نمونه اولیه بود. در دمای 30 درجه سانتی‌گراد، با افزایش شدت میدان مغناطیس به 130 میلی‌تسلا درصد وزنی تبخیر آب به مقدار 15.9 درصد افزایش یافت که این روند در دمای 50 و 70 درجه سانتی‌گراد نیز مشاهده گردید و به‌ترتیب مقادیر 29.5 و 28.2 درصد افزایش تبخیر نسبت به میدان مغناطیس صفر مشاهده گردید. درخصوص انرژی مصرف‌شده جهت تبخیر یک گرم آب در طی مدت زمان 120 دقیقه بیشترین انرژی مصرفی به‌دست‌آمده مربوط به تیمار 70 درجه بدون اعمال میدان مغناطیس به مقدار 200.1 کیلوژول و کمترین اندازه مربوط به تیمار 30 درجه سانتی‌گراد و میدان مغناطیس 60 میلی‌تسلا و مقدار 66.3 کیلوژول بود. بیشترین کاهش مصرف انرژی با اعمال میدان مغناطیس جهت تبخیر یک گرم آب نسبت به تیمار صفر میدان مغناطیس در همان سطح، مقدار 26.55% مربوط به تیمار 50 درجه سانتی‌گراد و میدان مغناطیس 130 میلی‌تسلا به مقدار 48.3 کیلوژول در مدت زمان 120 دقیقه به‌دست آمد.

چکیده مکانیزاسیون کشاورزی محرک حیاتی بهره‌وری، امنیت غذایی و کشاورزی پایدار در زیمبابوه و مناطق مختلف جهان است. در سراسر چشم‌اندازها و سیستم‌های کشاورزی متنوع در جهان، قدرت تحول‌آفرین آن به‌طور فزاینده‌ای به‌عنوان امری ضروری برای برآورده کردن نیازهای رو به رشد غذایی و تقویت اقتصادهای روستایی مقاوم شناخته می‌شود. با این وجود، کشاورزان خرده‌مالک با موانع متعددی برای مکانیزاسیون مواجه هستند که توانایی آن‌ها را در بهره‌مندی کامل از فناوری‌های مدرن کشاورزی محدود می‌کند. در دوران پس از اصلاحات ارضی، ناکارآمدی‌های سیستمی، نابرابری‌های مداوم و حمایت ناکافی نهادها، این چالش‌ها را تشدید کرده است. این مطالعه یک بررسی مروری روایی، با پشتیبانی از تکنیک‌های هدفمند، برای ترکیب داده‌های نشریات داوری شده، گزارش‌های سیاست‌گذاری و اسناد نهادی (2024-2000) است. منابع از طریق جستجوی کلمات کلیدی در Google Scholar، Scopus و ادبیات خاکستری شناسایی شدند و از تحلیل موضوعی برای استخراج موانع و فرصت‌ها در چشم‌انداز مکانیزاسیون زیمبابوه استفاده شد. یافته‌های کلیدی نشان می‌دهد که در حال حاضر تنها 12% از کشاورزان خرده‌پا در زیمبابوه از تراکتور استفاده می‌کنند، در حالی‌که 80% از کشاورزان بزرگ از تراکتور استفاده می‌کنند. مکانیزاسیون پتانسیل دو برابر کردن بازده محصول را دارد، که با افزایش 100% بهره‌وری در زیمبابوه و تا 150% در کشورهای مشابه مشهود است. با این حال، نابرابری‌های منطقه‌ای همچنان شدید است، به‌طوری‌که نرخ مکانیزاسیون از 5 تا 15 درصد در استان‌های خشک مانند ماتابلند جنوبی تا بیش از 50% در مناطق پربارتر مانند ماشونالند غربی متغیر است. با وجود این چالش‌ها، فرصت‌هایی برای پیشبرد مکانیزاسیون از طریق مراکز تولید محلی، فناوری‌های مقاوم در برابر آب و هوا و مدل‌های تامین مالی نوآورانه وجود دارد. این مطالعه با بررسی مقایسه‌ای ابتکارات موفق مکانیزاسیون در سایر کشورهای آفریقایی، استراتژی‌های عملی مانند بهبود انسجام سیاست‌ها، گسترش گزینه‌های تامین مالی مقرون به صرفه و تقویت مشارکت‌های دولتی و خصوصی را برجسته می‌کند.

چکیده این تحقیق به دنبال تعیین بالاترین بازده ممکن با ادغام لجن تصفیه‌خانه فاضلاب با پسماند غذایی در دانشگاه علوم و فناوری آداما (ASTU) در اتیوپی است. مشخصات خوراک و تولید همزمان بیوگاز بر روی نسبت‌های مختلف ترکیبی از ضایعات غذایی (PS)، لجن تصفیه‌خانه فاضلاب (WTPS) و 100میلی‌لیتر کود گاوی انجام شد. میزان جامدات کل (TS) و محتوای رطوبت (MC) خوراک‌ها قبل از ترکیب و میزان TS، VS، TDS، COD، BOD و pH پس از ترکیب ارزیابی شدند. این آزمایش در دو مرحله با استفاده از سه حمام آب و بیست و هفت راکتور ناپیوسته (BR) که حجم هر کدام 2.5 لیتر بود انجام شد. در مرحله اول، از هجده راکتور و در مرحله دوم آزمایش از نه راکتور استفاده شد. برای ارزیابی ویژگی‌های نمونه خوراک و اجرای آزمایش، از آزمایش با سه تکرار استفاده شد. راکتورها به مدت سی و پنج روز در زمان ماند هیدرولیکی و دمای 50 درجه سانتی‌گراد کار کردند. بازده روزانه بیوگاز با استفاده از روش جابه‌جایی آب، بازده کل بیوگاز و ترکیب متان اندازه‌گیری و گزارش شد. سه راکتور فرعی برای یافتن میانگین بازده بیوگاز هر راکتور در نظر گرفته شده است. افزایش قابل‌توجهی در بازده روزانه و کل بیوگاز در راکتور با ترکیب 75 درصد PS نان اینجرا و 25 درصد WTPS مشاهده شد. حداکثر و میانگین بازده روزانه بیوگاز 220 میلی‌لیتر و 810 میلی‌لیتر به‌دست آمد، با TS 55066 میلی‌گرم در لیتر و VS 51000 میلی‌گرم در لیتر. حداکثر متان درون بیوگاز تولیدی %68 بود که با تیمار %75 ضایعات نان اینجرا (PSI) و %25 WTPS حاصل شد. این ترکیب همچنین بالاترین بازده بیوگاز را داشت.

چکیده شاخص مکانیزاسیون و سطح مکانیزاسیون مزرعه مهم‌ترین پارامترهایی هستند که میزان مکانیزاسیون را برجسته می‌کنند و با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده از طریق پرسشنامه از کشاورزان خرده‌پا و ارائه‌دهندگان خدمات ماشین‌آلات در بخش بوره، منطقه امهارا، اتیوپی تخمین زده می‌شوند. بینش‌های به‌دست‌آمده از داده‌ها شامل میزان فعلی در دسترس بودن ماشین‌آلات مختلف برای طیف وسیعی از فعالیت‌های کشاورزی است، همراه با روش‌هایی که کشاورزان متناسب با اندازه زمین، ویژگی‌های توپولوژیکی، ارتفاع، نوع محصول اتخاذ می‌کنند و دلایل استفاده ناکافی از ماشین‌آلات را نشان می‌دهد. داده‌های هزینه برای عملیات مختلف کشاورزی، که بر اساس توان دامی، انسانی و مکانیکی طبقه‌بندی شده‌اند، برای تخمین شاخص مکانیزاسیون و تراکم توان مزرعه استفاده می‌شوند. شاخص مکانیزاسیون خرمن‌کوبی و بوجاری نرخی معادل %19.01 دارند، در حالی که شاخص مکانیزاسیون آماده‌سازی و پاکسازی زمین %1.94 است. شاخص مکانیزاسیون محصولات زراعی برای ذرت %6.66، گندم %1.90 و فلفل %0.69 بوده و میانگین شاخص %1.32 است. سطح مکانیزاسیون 0.12 کیلووات در هکتار تخمین زده می‌شود که انتظار می‌رود به 1 کیلووات در هکتار، هدف تعیین‌شده برای سال 2024، برسد. خاک‌ورزی با %32.12 از انرژی کل صرف‌شده در تولید محصولات کشاورزی، پرمصرف‌ترین فعالیت از نظر انرژی است. تراکم تراکتور 17 به‌دست آمد که نزدیک به شاخص 20 در آفریقا است. مقادیر پایین‌تر شاخص مکانیزاسیون و سطح مکانیزاسین مزرعه که از این نظرسنجی مشخص شده است، نشان‌دهنده نیاز به حمایت از کشاورزان با اختصاص یارانه و افزایش دسترسی به ماشین‌آلات است. یکپارچه سازی لرلضی می‌تواند مکانیزاسیون مزرعه را افزایش دهد، هزینه تولید را کاهش دهد و بهره‌وری را افزایش دهد. تحقیق حاضر به تخمین شاخص مکانیزاسیون، سطح مکانیزاسیون و تراکم تراکتور در مقایسه با هدف تعیین‌شده توسط دولت اتیوپی کمک می‌کند و این رویکرد می‌تواند به سایر نقاط کشور نیز تعمیم داده شود.

چکیده تمرکز این تحقیق ایجاد یک دستگاه مبتنی بر اینترنت اشیا برای درجه‌بندی دانه‌های قهوه روبوستا بر اساس رنگ است که از پردازش تصویر به‌عنوان جایگزینی موثر برای جداسازی دستی استفاده می‌کند. این سیستم به رفع یک مشکل مهم در روش برداشت نواری می‌پردازد که دانه‌ها را در درجات مختلف رسیدگی جمع‌آوری می‌کند و تاثیر منفی بر کیفیت قهوه می‌گذارد. این دستگاه، دانه‌ها را بر اساس درجه رسیدگی -قرمز برای رسیده، سبز برای نارس و سیاه برای بیش از حد رسیده- با استفاده از یک مدل تشخیص که از طریق پردازش تصویر آموزش دیده و بر روی Raspberry Pi 4 Model B  پیاده‌سازی شده است، مرتب می‌کند. عملکرد دستگاه بر اساس سرعت مرتب‌سازی و دقت طبقه‌بندی ارزیابی شد. مدل تشخیص با موفقیت 277 از 300 میوه قهوه را شناسایی کرد که منجر به دقت طبقه‌بندی کلی 92.33% و میانگین دقت 92.55 % شد. در آزمایش‌های عملی با 100 نمونه دانه در 10 آزمایش، دستگاه به‌طور متوسط به دقت دسته‌بندی 86.83% و زمان دسته‌بندی 21 دقیقه و 33 ثانیه دست یافت. در مقایسه با دستگاه دسته‌بندی دانه‌های قهوه که قبلا توسعه داده شده است، در دستگاه جدید دقت بهبودیافته و سرعت پردازش سریع‌تری را نشان داد.

چکیده مالچ های پلاستیکی باقی‌مانده در مزارع کشاورزی به دلیل تخریب ساختاری و بازیابی ناکارآمد، سلامت خاک و کشاورزی پایدار را تهدید می‌کنند. برای پرداختن به این موضوع در این مطالعه، اثرات ضخامت فیلم مالچ (0.006-0.014 میلی‌متر)، زمان ماندگاری فیلم مالچ (تا120 روز) و دو منطقه مختلف از لحاظ اکولوژیکی در استان گوئیژو چین: شهر لانگگانگ (شهرستان کایانگ) و شهر لینکوان (شهرستان کیانشی) را بر خواص فیزیکی و قابلیت بازیافت در کشت تنباکو بررسی کرد. تحلیل مکانیکی، نوری و راندمان بازیافت نشان داد که مقاومت کششی، گسیختگی (پارگی) و سوراخ شدن به‌طور متناسب با ضخامت در مدت زمان‌های یکسان افزایش می‌یابد، در حالی‌که نرخ ازدیاد طول در ابتدا افزایش و سپس کاهش می‌یابد. ماندگاری مالچ ها در طولانی مدت عملکرد مکانیکی را در ضخامت‌های ثابت کاهش می‌دهد، به‌طوری‌که مقاومت کششی و پارگی طولی به‌طور مداوم از مقادیر عرضی بیشتر می‌شود. خواص نوری به‌طور قابل‌توجهی دچار تغییر می شود: فیلم‌های نو و استفاده‌نشده، بهترین عبور نور و کدورت را نشان می‌دهند، در حالی‌که فیلم‌های 0.008 میلی‌متری حداکثر عبور نور را داشته و فیلم‌های ضخیم‌تر (0.010-0.014 میلی‌متر) کدورت بیشتری دارند. راندمان بازیافت با ضخامت همبستگی مثبت و با مدت ماندگاری مالچ همبستگی معکوس دارد. پس از 120 روز، راندمان بازیافت همبستگی زیادی با بارهای پارگی طولی و عرضی دارد. تغییرات منطقه‌ای به‌طور قابل‌توجهی بر خواص مکانیکی فیلم‌های 0.010 میلی‌متری تاثیر می‌گذارند، که نشان می‌دهد این ضخامت ممکن است با محیط‌های متنوع جغرافیایی بهتر سازگار شود. فیلم‌های ضخیم‌تر پس از گذشت 120 روز از استقرار مالچ، به دلیل حفظ یکپارچگی ساختاری، قابلیت بازیافت بالاتری را نشان می‌دهند. این یافته‌ها به‌طور سیستماتیک الگوهای تخریب فیزیکی را به قابلیت بازیافت در شرایط مزرعه مرتبط می‌کنند و بینش‌های عملی برای بهینه‌سازی استفاده از مالچ پلاستیکی، طراحی محصولات بادوام و بهبود ماشین‌آلات بازیابی ارائه می‌دهند. این مطالعه با متعادل کردن عملکرد پلاستیک، سازگاری با محیط‌زیست و راندمان بازیابی در پایان عمر، از شیوه‌های کشاورزی پایدار حمایت می‌کند.

چکیده مطالعه رفتار خاک در تعامل چرخ با خاک به دلیل هندسه چرخ و شرایط متغیر خاک پیچیده است. اندازه‌گیری‌های سنتی پارامترهای خاک، مانند بوامتر و نفوذسنج مخروطی، زمان‌بر و پرزحمت هستند. این تحقیق یک رویکرد مبتنی بر یادگیری ماشین برای پیش‌بینی فرونشست خاک در آزمایش‌های نفوذ صفحه ارائه می‌دهد و جایگزین مناسبی برای روش‌های مرسوم ارائه می‌دهد. از یک انباره خاک با شرایط آزمایشگاهی کنترل‌شده برای جمع‌آوری داده‌ها استفاده شد. مقدار نیرو در هر لحظه توسط یک حسگر اندازه‌گیری بار و میزان فرورفتگی توسط یک خط‌کش دیجیتال با سرعت نفوذ ثابت 4 میلی‌متر بر ثانیه ثبت شد. دو مدل اصلی یادگیری ماشین، XGBoost و CatBoost، انتخاب شدند. نسخه‌های ترکیبی این مدل‌ها با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی پرنده شرایک (SBOA) توسعه داده شدند. نتایج نشان داد که مدل‌های ترکیبی از مدل‌های پایه بهتر عمل می‌کنند. مدل ترکیبی SBOA-CatBoost با ضریب تعیین 0.99، میانگین مربعات خطا 2.81 و میانگین مطلق خطا 0.79، بالاترین دقت را در داده‌های آموزشی به‌دست آورد. یافته‌های این مطالعه، پتانسیل یادگیری ماشین را به‌عنوان جایگزینی مقرون به‌صرفه و کارآمد برای روش‌های سنتی اندازه‌گیری پارامترهای خاک برجسته می‌کند. تحقیقات بیشتر برای اعتبارسنجی این مدل‌ها در انواع و شرایط مختلف خاک توصیه می‌شود.

چکیده در حوزه کشاورزی، علاوه بر کودهای آلی، انواع مختلفی از کودهای شیمیایی به‌ منظور افزایش حاصلخیزی خاک و ارتقای عملکرد گیاهان مورد استفاده قرار می‌گیرند. پتاسیم به‌عنوان یکی از عناصر ضروری برای رشد گیاه، نقش کلیدی در فرآیندهایی نظیر فتوسنتز، سنتز کلروفیل و افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش‌های محیطی ایفا می‌کند. یکی از شاخص‌های مهم در بررسی کیفیت کودهای پتاس، میزان اسیدیته آن‌هاست که تأثیر مستقیمی بر قابلیت جذب عناصر غذایی و اثربخشی کود دارد. در این پژوهش، با هدف توسعه روشی غیرمخرب و دقیق برای ارزیابی خصوصیات شیمیایی کود پتاسیم، از تصویربرداری فراطیفی در بازه طول موجی 400 تا 950 نانومتر استفاده شد. تصاویر چهار نمونه کود پتاسیم با سطوح متفاوت pH ثبت گردید و پس از پردازش اولیه، طول موج‌های مؤثر شامل 453.32، 669.95، 798.11، 821.26، 901.47 و 932.06 نانومتر انتخاب شدند. از کانال‌های تصویری متناظر با این طول موج‌ها، مجموعه‌ای از ویژگی‌های طیفی و آماری استخراج شد. به‌منظور طبقه‌بندی سطوح مختلف pH، با استفاده از یادگیری ماشینی، از شبکه عصبی مصنوعی بهره گرفته شد. نتایج نشان داد مدل بهینه در حالت استفاده از تمامی ویژگی‌ها دارای ساختار 42-6-4 و در حالت استفاده از ویژگی‌های منتخب، دارای ساختار 7-4-4 است. دقت طبقه‌بندی این دو مدل به‌ترتیب برابر با 98.6 و 97.2 درصد به‌دست آمد. یافته‌های این مطالعه بیانگر آن است که ترکیب تصویربرداری فراطیفی و الگوریتم‌های یادگیری ماشینی، روشی کارآمد، سریع، غیرمخرب و مقرون ‌به‌‌صرفه برای پایش کیفیت شیمیایی کودهای پتاس ارائه می‌دهد و می‌تواند جایگزین مناسبی برای روش‌های آزمایشگاهی مرسوم باشد.

چکیده یکی از مراحل مهم اصلاح نشاسته، بعد از اعمال تیمارهای اصلاحی، خشک‌کردن آن است. در فرآیندهای خشک‌کردن مواد غذایی، مصرف انرژی به‌عنوان یکی از فراسنجه‌های کلیدی و مهم موردتوجه قرار می‌گیرند. در این مطالعه اثر تیمارهای مختلف اصلاح نشاسته بر فراسنجه‌های انرژی و حرارتی فرآیند خشک‌کردن آن بررسی شد. پلاسمای سرد با استفاده از یک راکتور پلاسما با الکترودهایی از جنس مس و فولاد، در ولتاژ 20 کیلوولت، جریان 3 میلی‌آمپر و بسامد 50 هرتز و با بهره‌گیری از هوای اتمسفر تولیدشده و بر روی نمونه اعمال شد. در تهیه نمونه‌های نشاسته، آزمایش چندعامله در قالب طرح کاملاً تصادفی با عوامل دمای پیش ژلاتینه (55 و 60 درجه سانتی‎گراد)، زمان تیمار با پلاسمای سرد (30، 15 و 0 دقیقه)، و دمای خشک‌کردن نشاسته در آون (80، 70 و 60 درجه سانتی‎گراد) اجرا شد. محاسبۀ فراسنجه‌های انرژی و حرارتی در خشک‌کن جریان هوای گرم، بازده خشک‌شدن و انرژی حرارتی و گرمای مخصوص مصرفی به‌عنوان پاسخ‌ها محاسبه و بهینه‌سازی نتایج توسط نرم‌افزار دیزاین اکسپرت انجام شد. نتایج نشان داد دمای پیش ژلاتینه با سطح اطمینان (0.05>p) تأثیر قابل‌توجهی بر تمامی فراسنجه‌های موردنظر، یعنی بازده انرژی، بازده خشک‌کردن و بازده حرارتی داشت. در مقابل، دمای خشک‌کردن تأثیر معنا‌داری بر بازده انرژی نشان نداد؛ اما اثرات آن بر بازده خشک‌کردن و حرارتی معنادار ارزیابی شد. از سوی دیگر، تیمار پلاسما اثر کاملاً معناداری بر بازده انرژی و خشک‌کردن داشت؛ اما در مورد بازده حرارتی تأثیر قابل‌توجهی مشاهده نشد. این تحلیل نشان می‌دهد که تغییرات دمایی و تیمارهای مختلف بر فرآیندهای خشک‌کردن و مصرف انرژی اثرات تفکیک‌شده‌ای دارند که می‌تواند در بهینه‌سازی این فرآیندها موردتوجه قرار گیرد.

چکیده ریزش دانه و آسیب ناشی از ضربه، شاخص‌های کلیدی کیفیت خرمن‌کوبی گندم هستند. برای بررسی مکانیسم‌های ریزش و آسیب دانه، این مطالعه فرآیند خرمن‌کوبی گندم را با ایجاد یک مدل المان گسسته از گیاهان گندم و یک پلتفرم شبیه‌سازی برای دستگاه‌های خرمن‌کوبی بازتولید می‌کند. این مطالعه شبیه‌سازی‌هایی را بر روی قوانین حرکت جریان مواد و قوانین توزیع مواد خرمن‌کوبی‌شده تحت شرایط مختلف نرخ تغذیه، سرعت چرخش درام و زاویه منحرف‌کننده انجام می‌دهد. بر اساس محاسبات شبیه‌سازی، قوانین سرعت و نیروی متوسط بوته های گندم به‌دست آمد و قوانین تاثیر نرخ تغذیه، سرعت چرخش درام و زاویه منحرف‌کننده بر فرآیند خرمن‌کوبی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. از طریق تجزیه و تحلیل بهینه‌سازی پارامتر چندهدفه، مشخص می‌شود که وقتی نرخ تغذیه 7 کیلوگرم بر ثانیه، سرعت چرخش درام 815 دور در دقیقه و زاویه منحرف‌کننده 70 درجه باشد، خرمن‌کوبی دستگاه عملکرد برتری دارد. آزمایش‌های تایید آزمایشگاهی قبل و بعد از بهینه‌سازی نشان داد که میزان ناخالصی گندم از %29.19 به %25.02 و میزان تلفات از %1.61 به %0.95 کاهش یافته است و خطای بین نتایج پیش‌بینی مدل و نتایج تجربی کمتر از 5 درصد بوده است. مدل پیشنهادی و استراتژی بهینه‌سازی می‌توانند بهبود ساختاری دستگاه‌های خرمن‌کوب جریان محوری را هدایت کنند، چرخه تحقیق و توسعه تجهیزات برداشت را به‌طور قابل‌توجهی کوتاه کنند و یک مبنای فنی قابل‌اعتماد برای برداشت کارآمد و کم‌ضرر گندم فراهم کنند.

چکیده سویا به‌عنوان یک غله، روغن و محصول اقتصادی حیاتی در چین عمل می‌کند، با این حال این کشور در حال حاضر برای این محصول نرخ خودکفایی نگران‌کننده‌ای دارد. فرآیند کاشت، که بحرانی‌ترین مرحله تولید سویا است، به‌طور مستقیم عملکرد و کیفیت محصول را تعیین می‌کند. نکته قابل‌توجه این است که عملکرد نامطلوب دستگاه‌های کاشت دقیق بذر، به دلیل مشکلات مربوط به دقت کاشت بذر، همچنان گلوگاه اصلی محدودکننده افزایش عملکرد است. هدف این مطالعه، تجزیه و تحلیل وضعیت فعلی تولید سویا، برجسته کردن پیشرفت‌های تکنولوژیکی در دستگاه‌های کاشت بذر و ارائه استراتژی‌های بهبود برای افزایش کیفیت کاشت و کاهش وابستگی به واردات است و در نتیجه یک مبنای نظری ارائه می‌دهد. این مقاله منابع را به‌طور سیستماتیک از پایگاه‌های داده‌ای مانند CNKI، Web of Science، Elsevier و IEEE Xplore که شامل مقالات مجلات معتبر علمی، اسناد ثبت اختراع و گزارش‌های صنعتی منتشرشده هستند بین سال‌های 2000 تا 2024 استخراج نمود. این مقاله تجزیه و تحلیل مقایسه‌ای از انواع، اصول کار و پیشرفت تحقیقات در دستگاه‌های کاشت بذر سویا در چین و دیگر کشورها انجام می‌دهد. نتایج نشان داد که دستگاه‌های کاشت بذر چینی عمدتا مکانیکی هستند و مشکلاتی مانند آسیب بیش از حد به بذر و میزان بالای بذر تلف شده دارند، در حالی‌که ماشین های کاشت بذر در برخی کشورها بصورت پنوماتیک بوده و دقت بالایی دارند اما هزینه آنها بالاست و مشکل قابلیت انطباق دارند.

چکیده مکانیزاسیون برای افزایش بهره‌وری کشاورزی و راندمان عملیاتی، به‌ویژه در مناطق نیمه‌خشک، بسیار مهم است. این مطالعه عملکرد یک تراکتور دو چرخ محرک CLAAS Talos 220 مجهز به روتیواتور برند Shaktiman را در دو عمق شخم 10 و 15 سانتی‌متر و سرعت‌های پیشروی 3، 5 و 7 کیلومتر بر ساعت در شمال عراق در طی فصل زراعی 2024-2023 ارزیابی کرد. نتایج نشان داد که افزایش عمق و سرعت پیشروی منجر به تلفات بیشتر توان ناشی از لغزش چرخ، افزایش مصرف سوخت و کاهش راندمان مزرعه و عمق واقعی شخم می‌شود. بیشترین میزان افت توان (6.96 اسب بخار) و کمترین راندمان (66.60 %) در عمق 15 سانتی‌متر و سرعت 7 کیلومتر بر ساعت ثبت شد، در حالی‌که کمترین میزان افت توان (0.031 اسب بخار) و بیشترین راندمان (80.42 %) در عمق 10 سانتی‌متر و سرعت 3 کیلومتر بر ساعت ثبت شد. همچنین نتایج نشان داد که مصرف سوخت با عمق افزایش می‌یابد، اما در سرعت‌های بالاتر کاهش می‌یابد و عمق واقعی شخم به دلیل ارتعاشات کاهش می‌یابد. نتایج نشان می‌دهد که انجام عملیات در عمق متوسط تقریبا 10 سانتی‌متر و با سرعت متوسط حدود 5 کیلومتر بر ساعت، انتخاب بهینه از نقطه نظر مصرف انرژی، بهبود عملکرد مزرعه و افزایش حفاظت از خاک است.

چکیده در سال‌های اخیر، استفاده از تراکتورهای کشاورزی باعث پیشرفت مکانیزاسیون مزارع شده است و سیستم اتصال سه‌نقطه‌ای (TPH)  نقش مهمی در اتصال ادوات ایفا می‌کند. این مقاله بر روی بهینه‌سازی هندسه سیستم اتصال سه نقطه تراکتورمسی فرگوسن مدل 475 (MF475) با استفاده از شبیه‌سازی در نرم‌افزار سالیدورک و اعتبارسنجی آن با اندازه‌گیری‌های کارگاهی متمرکز است. پارامترهای مستقل شامل: طول بازوی بالابر، طول بازوی رابط، طول بازوی پایینی و فاصله نقطه اتصال بازوی پایینی به بدنه تا نقطه اتصال بازوی رابط روی بازوی پایینی به‌منظور پیدا کردن طرح بهینه به‌صورت سیستماتیک تغییر داده شدند. علاوه‌براین، تأثیر پارامترهای مستقل بر روی پارامترهای عملکردی از قبیل: موقعیت نقاط اتصال مجازی، مزیت مکانیکی و نیروی بالابری تجزیه و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که سیستم اتصال سه‌نقطه‌ای موجود در تراکتور MF475 با استانداردهای ASABE  تفاوت‌هایی دارد، در حالی‌که طرح بهینه‌شده با این استانداردها مطابقت دارد. همچنین مشخص شد که طول بازوهای پایینی بیشترین تأثیر را بر روی موقعیت نقطه اتصال مجازی دارد. علاوه‌بر این، افزایش طول بازوی بالابر، طول بازوی رابط و طول بازوی پایینی باعث کاهش نیروی بالابری شدند. در مقابل، افزایش فاصله نقطه اتصال بازوی پایینی تا نقطه اتصال بازوی رابط روی بازوی پایینی باعث افزایش نیروی بالابری گردید. تحلیل حساسیت نشان داد که این فاصله، بیشترین تأثیر را بر روی نیروی بالابری و مزیت مکانیکی دارد.

چکیده این پژوهش با هدف توسعه و ارزیابی یک روش غیرمخرب برای پیش‌بینی pH دو رقم آلو (خرمایی و خونی) با استفاده از سامانه تصویربرداری فراطیفی در حالت بازتابی انجام شد. اثر پیش‌پردازش‌های مختلف طیفی بر عملکرد مدل رگرسیون حداقل مربعات جزئی بر روی طیف کامل داده‌ها بررسی شد. در هر دو رقم، بهترین عملکرد این الگوریتم با فیلتر گوسی در مرحله آزمون با 0.8203=R²، 0.059=RMSE و 2.44=RPD برای رقم خرمایی و 0.8819=R²، 0.1411=RMSE و 3.01=RPD برای رقم خونی به ثبت رسید. در ادامه به‌عنوان یک نوآوری از ترکیب الگوریتم درخت تصمیم با پنج الگوریتم فراابتکاری برای کاهش ابعاد داده‌ها استفاده شد که میان آن‌ها الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات عملکرد بهتری در انتخاب ویژگی داشت. درنهایت، مدل‌سازیpH  بر روی طول‌موج‌های منتخب با استفاده از مدل‌های رگرسیون حداقل مربعات جزئی و شبکه‌ی عصبی مصنوعی صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که شبکه‌ی عصبی مصنوعی بر روی طول‌موج‌های منتخب الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات، به‌ویژه برای آلو خونی، منجر به دقت‌های پیش‌بینی به‌مراتب بالاتری شد؛ به‌طوری‌که بهترین عملکرد این الگوریتم برای آلو خونی (با فیلتر گوسی) در مرحله آزمون به 0.9834=R²، 0.0512=RMSE و 01/8=RPD دست‌یافت، که نشان‌دهنده توانایی قابل‌توجه این‌روش برای اندازه‌گیری کمی دقیق است. برای آلو خرمایی نیز، بهترین عملکرد این الگوریتم (با داده‌های بدون پیش‌پردازش و فیلتر میانه) در مرحله آزمون به 0.76=R² و 2.12=RPD رسید که بهبود قابل‌توجهی نسبت به الگوریتم رگرسیون حداقل مربعات جزئی نشان داد. این نتایج، نشان‌دهنده پتانسیل بالا این روش جهت استقرار در خطوط فرآوری برای کنترل کیفیت میوه‌ها طی عملیات پس از برداشت می‌باشد.

چکیده عملکرد تراکتورهای دستی کوچک برای بهبود بهره‌وری و کارایی عملیاتی برای تولید برنج تالابی بسیار مهم است. این مطالعه با هدف ارزیابی اثرات نوع شخم، الگوی شخم و سرعت عملیات بر عملکرد تراکتور دستی کوچک در منطقه مرزی تاراکان، اندونزی انجام شد. آزمایش‌های میدانی از سپتامبر 2024 تا ژانویه 2025 با استفاده از طرح فاکتوریل (3×5×2) و تحلیل توصیفی کمی با SPSS Statistics 26 برای مقایسه عددی انجام شد. شاخص‌های عملکرد شامل لغزش چرخ (%)، راندمان مزرعه (%)، مصرف سوخت (لیتر در ساعت) و دمای موتور (C°) هستند. نتایج نشان داد که شخم با گاوآهن دوار (تیلر) که تحت الگوی شخم از مرکز با سرعت کم (1 متر بر ثانیه) کار می‌کرد، بالاترین راندمان مزرعه (%78) و کمترین مصرف سوخت (1.306 لیتر در ساعت) را به‌دست آورد. در مقابل، گاوآهن بشقابی با الگوی شخم از محیط در سرعت بالا (2.3 متر بر ثانیه) بیشترین لغزش چرخ (%48) و کمترین راندمان (%22) را ایجاد کرد که نشان‌دهنده افت قابل‌توجه عملکرد به دلیل درگیری بیش از حد خاک-چرخ است. دمای موتور متناسب با سرعت تراکتور افزایش یافت و در طول عملیات با سرعت بالا به 70 درجه سانتی‌گراد رسید. این یافته‌ها نشان می‌دهند که بهینه‌سازی نوع شخم و انتخاب الگوی شخم می‌تواند راندمان تراکتور را تا %56 افزایش دهد، مصرف سوخت را 0.8 لیتر در ساعت کاهش داده و پایداری عملیاتی را در شرایط تالاب بهبود بخشد. این مطالعه توصیه‌های عملی برای انتخاب و بهره‌برداری از تراکتورهای دستی کوچک برای افزایش بهره‌وری انرژی و پایداری در سیستم‌های مکانیزاسیون تالاب در مناطق مرزی جنوب شرقی آسیا ارائه می‌دهد.

چکیده با تشدید فشارهای ناشی از محدودیت منابع، تغییرات اقلیمی و کمبود نیروی کار روستایی، مکانیزاسیون کشاورزی به اهرمی استراتژیک برای ارتقای بهره‌وری تبدیل شده است. این مطالعه یک مدل پویایی سیستم را برای بررسی اثرات بلندمدت مکانیزاسیون بر سطح زیرکشت و عملکرد گندم در نظام‌های خرده‌مالکی توسعه داد. پژوهش با ترسیم نمودار حلقه علی (CLD) برای مفهوم‌سازی ساختارهای بازخورد کلیدی آغاز شد. سپس یک مدل شبیه‌سازی موجودی و جریان، با استفاده از داده‌های استان خوزستان (2022-2011) تدوین و اعتبارسنجی شد. نتایج، همخوانی قوی بین روندهای شبیه‌سازی شده و مشاهداتی را در شاخص‌های اصلی نشان داد. از مدل برای شبیه‌سازی سناریوهای سیاستی مختلف شامل نوسازی ناوگان ماشین‌ها، دسترسی به آب و تغییرپذیری بارندگی استفاده شد. افزایش 30 درصدی نرخ جایگزینی ماشین‌آلات منجر به افزایش 7 درصدی عملکرد و 1 درصدی سطح زیرکشت نسبت به پایه شد. هنگامی که بهبود مکانیزاسیون با دسترسی بهتر آب ترکیب شد، اثر نهایی آن بر استفاده از زمین کاهش یافت که نشان‌دهنده تمایل کشاورزان به کشت محصولات باارزش در شرایط هیدرولوژیک مطلوب است. در مقابل، در شرایط کم‌آبی، کشت گندم به‌دلیل سازگاری و کارایی ناشی از مکانیزاسیون، گسترش یافت. این یافته‌ها بر اهمیت توجه به تعامل آب و مکانیزاسیون در طراحی سیاست‌ها، به‌ویژه در مناطق خشک تأکید می‌کنند. مدل ارائه‌شده، ابزار انعطاف‌پذیر و مبتنی بر تجربه برای پشتیبانی از تصمیم‌گیری در راستای بهبود تاب‌آوری اقلیمی و استفاده بهینه از منابع فراهم می‌کند.

چکیده برش‌های گیاه بامیه (Abelmoschus esculentus L.) با استفاده از روش خشک‌کردن خلأ- مادون‌قرمز خشک شدند. یک خشک‌کن آزمایشگاهی در مقیاس کوچک طراحی و ساخته شد تا امکان کنترل پارامترهای خشک‌کردن و پایش تغییرات وزنی نمونه‌ها فراهم گردد. پارامترهای مورد بررسی شامل دما (در بازه 50 تا 80 درجه سلسیوس) و فشار (در محدوده 5 تا 101 کیلوپاسکال) بودند. عوامل پاسخ شامل زمان خشک‌کردن، سرعت خشک‌کردن، ضریب نفوذ مؤثر، مصرف ویژه انرژی، تغییر رنگ، سبزفامی نسبی و نسبت بازجذب آب بودند. نتایج حاصل از روش سطح پاسخ نشان داد که شرایط بهینه برای حداقل‌سازی زمان خشک‌کردن و حداکثرسازی حفظ رنگ سبز، فشار 5 کیلوپاسکال و دمای 51 درجه سلسیوس است. در این شرایط، مقادیر حاصل برای زمان خشک شدن 173 دقیقه، سرعت خشک شدن 0.24 درصد رطوبت (بر مبنای تر) بر دقیقه، ضریب انتشار مؤثر  ^9-10 × 1.44 متر مربع بر ثانیه، انرژی مصرفی ویژه 32.6 کیلووات ساعت بر کیلوگرم، تغییر رنگ 12.64، سبزفامی نسبی 0.75 و نسبت بازجذب آب 6.8 بودند. علاوه بر این، یافته‌ها نشان دادند که ترکیب فشارهای کمتر از 20 کیلوپاسکال با خشک‌کردن مادون‌قرمز به‌طور مؤثری موجب بهبود شاخص‌های عملکرد خشک‌کن شده و در عین حال رنگ برش‌های خشک‌شده بامیه را حفظ می‌نماید.

چکیده این مطالعه به تلفیق تصاویر سنتینل-2A و طبقه‌بندی‌کننده‌های ماشین یادگیری برای تهیه نقشه باغات در بستر سکوی گوگل ارث در منطقه‌ای تحت تأثیر تنش شرایط محیطی (دشت شارویران در جنوب دریاچه ارومیه) می‌پردازد. طبقه‌بندی‌کننده‌های جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و درخت رگرسیون و طبقه‌بندی روی باندهای چندطیفی و شاخص‌های گیاهی و طیفی منتخب با استفاده از 836 نمونه (تعلیمی و اعتبارسنجی) سیستماتیک حاصل از تصاویر با اندازه تفکیک بالا و نقشه‌برداری زمینی به‌کار برده شدند. این مطالعه روی تشخیص دقیق باغات از کاربری‌های کشاورزی و غیرکشاورزی تمرکز دارد. نتایج نشان می‌دهد که باغات حدود 11% منطقه مورد مطالعه را پوشش می‌دهد و طبقه‌بندی‌کننده جنگل تصادفی با ضریب کاپای 0.84 و بهترین F1-score، بالاترین کارآیی را دارد. اعتبارسنجی نتایج با استفاده از برداشت‌های میدانی باغات، خطای کمی در حدود 2.2% را نشان داد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که تلفیق تصاویر سنتینل-2A با طبقه‌بندی‌کننده‌های ماشین یادگیری، یک چهارچوب توانمند، قابل‌تکرار و کم‌هزینه را برای تهیه نقشه باغات در مناطق با کمبود داده و تحت تأثیر تنش‌های محیطی، پیشنهاد می‌دهد. نقشه‌های باغات با تفکیک مکانی بالا به‌طور مؤثری می‌توانند برای برنامه‌ریزی کشاورزی، مدیریت آبیاری و تصمیم‌سازی مبتنی بر شواهد در حوضه دریاچه ارومیه استفاده شوند. مطالعات آینده می‌تواند با استفاده از تصاویر چندزمانه، متغیرهای اجتماعی-اقتصادی و بوم‌شناختی و مدل‌های پیشرفته ازجمله یادگیری عمیق گسترش داده شود.

چکیده غنچه خشک گل محمدی فرآورده‌ای است که علاوه‌بر مصارف خوراکی برای گلاب‌گیری و تهیه اسانس استفاده می‌شود. به‌منظور دستیابی به روش مناسب خشک‌کردن غنچه، شش روش سایه خشک، خشک‌کن‌های خورشیدی غیرمستقیم، کابینتی (40 و 50 درجه سلسیوس)، انجمادی و تحت خلاء مورد ارزیابی قرار گرفتند. خواص فیزیکی و شیمیایی غنچه شامل رنگ، اسیدیته قابل‌تیتراسیون و ویتامین ث اندازه‌گیری شدند. اسانس‌گیری به‌روش تقطیر با آب و جداسازی و شناسایی ترکیب‌های اسانس پس از تعیین بازده انجام شد. با دستگاه‌های کروماتوگرافی گازی و متصل به طیف‌سنج جرمی، نوع و درصد اجزای اسانس‌ها تعیین شد. طبق نتایج، بیشترین شدت خشک شدن در خورشیدی غیرمستقیم و کمترین در روش سایه خشک می‌باشد. بیشترین مقدار ویتامین ث، در غنچه خشک‌شده در کابینتی (40 و 50) و کمترین در انجمادی و تحت خلاء بود. اسیدیته قابل‌تیتراسیون در غنچه خشک‌شده در خورشیدی غیرمستقیم دارای بیشترین و در تحت خلاء دارای کمترین مقدار بود. غنچه‌های خشک‌شده در سایه و کابینتی (40 و 50) بیشترین فنل کل را دارند. کمترین فنل به‌ترتیب در تحت خلاء، انجمادی و خورشیدی غیرمستقیم به‌دست آمد. بالاترین ^*L گلبرگ‌های بیرونی و درونی، در روش‌های انجمادی و سپس تحت خلاء می‌باشد. بیشترین ^*a در گلبرگ‌های بیرونی تحت روش کابینتی (50) به‌دست آمد. این شاخص در گلبرگ‌های درونی غنچه‌ها‌ تحت روش خلاء، بعد از غنچه تازه دارای بیشترین مقدار بود. کیفیت اسانس غنچه‌های سایه خشک تفاوت چندانی با غنچه‌های تازه نداشت. همچنین خشک‌‌کن کابینتی (40) بعد از سایه خشک بهترین شرایط در کیفیت اسانس غنچه خشک‌ ایجاد کرد.

چکیده مطالعه‌ای برای بررسی دستگاه موتوری یکپارچه برش دادن و خرد کردن غده کاساوا (مانیوک) انجام شد. این دستگاه یکپارچه از نظر معیارهای کلیدی عملکرد در سه سطح سرعت (950، 1150 و 1350 دور در دقیقه برای خرد کردن؛ 300، 450 و 600 دور در دقیقه برای برش) و دو سطح نرخ تغذیه (10 و 15 کیلوگرم در دقیقه برای خرد کردن؛ 5 و 10 کیلوگرم در دقیقه برای برش) مورد بررسی قرار گرفت. طبق یافته‌های تحقیق، حداکثر ظرفیت خرد کردن 7/229 کیلوگرم در ساعت در سرعت دورانی 1350 دور در دقیقه و نرخ تغذیه 10 کیلوگرم در دقیقه ثبت شد. حداکثر راندمان خرد کردن 1/82 % در سرعت دورانی ۱۳۵۰ دور در دقیقه و نرخ تغذیه ۱۵ کیلوگرم در دقیقه به‌دست آمد، در حالی‌که حداقل تلفات مکانیکی 06/9 % در سرعت دورانی ۱۳۵۰ دور در دقیقه و نرخ تغذیه ۱۵ کیلوگرم در دقیقه مشاهده شد. بر اساس نتایج تحقیق، در سرعت دورانی ۶۰۰ دور در دقیقه و نرخ تغذیه ۵ کیلوگرم در دقیقه، بیشترین ظرفیت برش‌دهنده 8/114 کیلوگرم در ساعت مشاهده شد. در سرعت دورانی ۶۰۰ دور در دقیقه و نرخ تغذیه ۱۰ کیلوگرم در دقیقه، بیشترین راندمان برش‌دهنده 6/71 % به‌دست آمد. در این سرعت و نرخ تغذیه، کمترین تلفات 06/11 % نیز مشاهده شد. به دلیل پایین بودن معیارهای کلیدی عملکرد ثبت‌شده در طول تحقیق، بهینه‌سازی درام و قیف واحد خردکن و همچنین هندسه قیف و تیغه واحد برش پیشنهاد می‌شوند.

چکیده سوسک سرخرطومی حنایی خرما (Rhynchophorus ferrugineus) از آفات مهم نخل‌ خرما است که به دلیل تغذیه پنهان لاروها، تشخیص زودهنگام آن دشوار می‌باشد. برای ثبت سیگنال‌های ضعیف ناشی از جویدن لارو در شرایط طبیعی نخلستان، سامانه حسگرصوتی قابل‌حمل طراحی و ساخته شد. این سامانه با میکروفون الکتریت MAX9814 و ماژول داده‌برداری ۱۲ بیتی STM32F103C8T6 با نرخ نمونه‌برداری ۱۶ کیلوهرتز، امکان ضبط سریع و غیرتهاجمی سیگنال‌ها را فراهم و با طراحی فشرده، منبع تغذیه ایزوله و پایه ضدارتعاش، کارایی دستگاه را در شرایط میدانی افزایش داد. سیگنال‌های صوتی حاصل از نخل‌های آلوده در حوزه‌ زمان و فرکانس تحلیل و سپس شش ویژگی طیفی شامل فرکانس میانگین و میانه، توان باند، پهنای‌باند اشغال‌شده، پهنای‌باند توان و فرکانس پیک در پنج طول فریم مختلف استخراج گردید. نتایج آماری نشان داد مقیاس قطعه‌بندی بر پایداری سیگنال و افزونگی میان ویژگی‌ها اثرگذار است. برای یکپارچه‌سازی داده‌ها، اطلس طیفی ساختاریافته تدوین، که توصیف‌گرهای صوتی پراکنده را در قالب یک نمایش منسجم گردآوری کرد. فعالیت غالب لاروی در فرکانس‌های کمتر از ۷ کیلوهرتز مشاهده شد؛ به‌گونه‌ای که فرکانس‌های میانگین و میانه بین 2.1 تا 3.8 کیلوهرتز قرار داشتند (r > 0.85) و توان باند در محدوده ۸ تا ۲۲ دسی‌بل بود. همچنین پهنای‌باند اشغال‌شده (1.5 تا 2.8 کیلوهرتز) با تشدید عمل جویدن کاهش یافت که ثبات طیفی و ارزش تشخیصی ویژگی‌ها را تأیید نمود. این سامانه خط‌مبنای زیستی کمّی ارزشمندی ارائه داده که علاوه بر بهبود انتخاب ویژگی‌ها، از مدل‌های یادگیری ماشین پشتیبانی می‌کند و با حسگرهای صوتی تعبیه‌شده تشخیص زودهنگام و غیرتهاجمی آلودگی تنه نخل به آفت را میسر می‌سازد.

چکیده افزایش بهره‌وری مصرف نهاده‌های شیمیایی و کاهش پیامدهای زیست‌محیطی، از چالش‌های اصلی کشاورزی مدرن است. مصرف بی‌رویه کودها و علف‌کش‌ها ضمن افزایش هزینه‌های تولید، باعث تشدید انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلودگی منابع آب و خاک می‌شود. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی اثر کاربرد نرخ متغیر کودها و علف‌کش‌ها بر شاخص‌های انرژی و انتشار آلاینده‌ها در کشت گندم آبی انجام شد. مطالعه در سال زراعی 1403-1402 در مزرعه‌ای تحقیقاتی به وسعت ۶ هکتار در کرج، استان البرز، با دو رویکرد مدیریتی شامل روش مرسوم و فناوری نرخ متغیر (VRT) اجرا شد. در رویکرد VRT، با استفاده از تصاویر پهپاد چندطیفی و داده‌های خاک، نقشه‌های مکانی توزیع عناصر غذایی تهیه و نرخ بهینه مصرف نیتروژن، فسفر، پتاسیم و علف‌کش‌ها تعیین شد. نتایج نشان داد که مصرف نیتروژن، فسفر و پتاسیم به‌ترتیب 22.2، 38.9 و 77 درصد و مصرف علف‌کش 82.4 درصد کاهش یافت. ورودی کل انرژی در رویکرد نرخ متغیر 17.4 درصد کمتر بود و شاخص‌های نسبت انرژی، بهره‌وری انرژی و انرژی خالص به‌ترتیب 18.9، 21.4 و 22.7 درصد افزایش یافتند. ارزیابی چرخه زندگی با روش ReCiPe2016 نشان داد که کاربرد نرخ متغیر نهاده‌ها پتانسیل گرمایش جهانی را 27.8 درصد و میانگین انتشار آلاینده‌ها را حدود 23 درصد کاهش داد. نتایج بیانگر آن است که فناوری نرخ متغیر می‌تواند ضمن کاهش مصرف نهاده‌ها و انتشار آلاینده‌ها، کارایی انرژی و پایداری تولید گندم را به شکل قابل‌توجهی بهبود دهد.

چکیده برآورد دقیق عملکرد پیش از برداشت در باغبانی دقیق اهمیت زیادی دارد، زیرا تصمیم‌گیری آگاهانه در تخصیص نیروی کار، برنامه‌ریزی لجستیکی و پیش‌بینی بازار را ممکن می‌سازد. در این پژوهش، یک چارچوب یکپارچه بینایی کامپیوتر مبتنی بر معماری YOLOv12 برای تشخیص و کمی‌سازی میوه‌های خرمالو (Diospyros kaki) در شرایط واقعی باغ ارائه شد. استخراج ویژگی‌های چندمقیاسی با مدل رگرسیونی سبک‌وزن ترکیب شد تا وزن هر میوه مستقیماً از تصاویر RGB پیش‌بینی شود. مجموعه‌داده‌ای شامل 2118 تصویر برچسب‌خورده تهیه شد تا تغییرات چگالی تاج و شدت نور را پوشش دهد و پایداری مدل را در برابر پوشیدگی‌های طبیعی تضمین کند. پس از تنظیم پنج نسخه از YOLOv12، دقت تشخیص از 0.92 mAP@0.5  فراتر رفت و مدل YOLOv12x بالاترین دقت (0.945) را داشت. با این حال، نسخه YOLOv12n بهترین توازن میان دقت (0.925 mAP@0.5) و کارایی (5.7 میلی‌ثانیه، بیش از 100 فریم بر ثانیه) را ارائه داد و برای استقرار بلادرنگ مبتنی بر اینترنت اشیاء در باغ‌های هوشمند بهینه بود. برآورد عملکرد از طریق نگاشت حجم بیضوی به وزن واقعی با رگرسیون خطی انجام شد و میانگین خطای مطلق 6.2 گرم و انحراف کمتر از 5 درصد در سطح درخت حاصل گردید. این چارچوب با حفظ سرعت استنتاج بلادرنگ در دستگاه‌های لبه‌ای، قابلیت اعتماد بالایی برای پیش‌بینی عملکرد مبتنی بر داده نشان داد و پتانسیل ادغام در سامانه‌های برداشت هوشمند جهت کاهش ضایعات پس از برداشت را برجسته کرد.

چکیده پوسته برنج یکی از پسماندهای کشاورزی رایج در بسیاری از کشورهای در حال توسعه است. گازی‌سازی آن در اجاق‌های میکروگازیفایر، روشی عملی برای تولید انرژی پاک به شمار می‌رود. با این حال، شکل منحصربه‌فرد و چگالی خاص پوسته برنج باعث پل‌زنی سوخت و جریان ضعیف هوا می‌شود؛ این امر، در صورت عدم تامین مصنوعی و کافی هوا، به گازی‌سازی ناقص می‌انجامد. در این تحقیق، اصلاحات طراحی بر روی یک اجاق میکروگازیفایر اعمال گردید و یک سیستم هوادهی اجباری به‌منظور اطمینان از تامین اکسیژن کافی در طول احتراق به آن افزوده شد. آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار اجرا شد. محفظه احتراق اجاق دارای قطر 150 میلی‌متر و ارتفاع 225 میلی‌متر بود. ارزیابی‌ها طی آزمون جوشش آب در مرحله شروع سرد، در سه سطح جرم سوخت (200، 300 و 400 گرم) که به‌ترتیب معادل 45، 68 و 90 درصد حجم بارگیری محفظه بودند، و سه سرعت هوا (0.6، 0.7 و 0.8 متر بر ثانیه) تامین‌شده توسط یک فن الکتریکی انجام گرفت. نتایج نشان داد که سرعت هوای تزریقی و جرم سوخت به‌طور معنی‌داری بر شاخص‌های عملکرد اجاق، از جمله توان حرارتی، بازده حرارتی، نرخ مصرف سوخت و زمان جوشش تاثیر می‌گذارند. بیشترین بازده حرارتی (51.7 درصد) با 200 گرم سوخت و در سرعت هوای 0.6 متر بر ثانیه به‌دست آمد، در حالی که بیشترین توان حرارتی (5420 وات) در سرعت هوای 0.8 متر بر ثانیه ثبت شد.

چکیده با توجه به محدودیت‌ها و مشکلات زیست‌محیطی ناشی از سوخت‌های فسیلی، انرژی خورشیدی منبعی مطمئن و کاربردی برای آبیاری مزارع و باغ‌هایی است که به شبکه برق دسترسی ندارند. در این مطالعه، یک سیستم پمپاژ آب فتوولتائیک با استفاده از انرژی خورشیدی مجهز به ردیاب خورشیدی تک‌محوره به‌منظور آبیاری خودکار باغ‌ها و مزارع ساخته و ارزیابی شد. سیستم ساخته‌شده دارای واحدهای جذب و ذخیره انرژی خورشیدی، ردیاب خورشیدی و آبیاری خودکار است. انرژی دریافتی توسط پنل خورشیدی از طریق یک کنترل‌کننده شارژ به باتری منتقل شده و از طریق یک مبدل ولتاژ و یک درایور موتور برای فعال کردن پمپ آب استفاده می‌شود. مطابق نتایج آزمایش‌ها، سیستم بیشترین انرژی را بین ساعات 10 صبح تا 2 بعد از ظهر دریافت کرد. در شرایط آفتابی با ردیاب فعال، 53.58 وات در باتری ذخیره شد، در حالی‌که در شرایط آفتابی بدون ردیاب 43.4 وات و در شرایط ابری 35.3 وات در باتری ذخیره شد. همچنین، تأثیر ردیاب خورشیدی و زاویه پنل نسبت به خورشید بر دریافت انرژی در سطح 5% معنی‌دار بود. ضمن این‌که، نوع حسگر رطوبت خاک تأثیر قابل‌توجهی بر عملکرد سیستم داشت که با تشکیل ماتریس اختلال، دقت آبیاری 100% حاصل شد. در مجموع، ردیاب خورشیدی طراحی و استفاده شده در این پژوهش، در شرایط آفتابی عملکرد خوبی داشت و استفاده از آن در سامانه‌های فتوولتائیک برای آبیاری خودکار توصیه می‌شود.

چکیده تشخیص مطمئن گاو در محیط‌های اصطبل به‌دلیل انسداد بصری، همپوشانی دام‌ها و پس‌زمینه‌های شلوغ همچنان چالش برانگیز است. برای بهبود دقت و عملکرد بلادرنگ در چنین شرایطی، این مطالعه YOLO11-DML را ارائه می‌دهد، که یک چارچوب تشخیص بهبودیافته ساخته‌شده بر اساس YOLO11 است. برای رفع کاهش دقت تشخیص ناشی از همپوشانی گاوها و دیگر اجسام و تداخل پس‌زمینه، این مقاله بهینه‌سازی‌هایی را در سه جنبه انجام داده است: استخراج ویژگی، مکانیسم توجه و طراحی تشخیص سبک: ماژول C3K2-DIMB در Backbone و Neck معرفی شده است و قابلیت‌های مدل‌سازی ویژگی چند مقیاسی را از طریق وزن‌های هسته کانولوشن پویا افزایش می‌دهد. مکانیسم توجه کانال محلی ترکیبی (MLCA) در انتهای Backbone به‌عنوان یک ماژول بهبود ویژگی کمکی برای اصلاح نمایش‌های سلسله مراتبی ویژگی تعبیه شده است. یک سر تشخیص کانولوشن مشترک سبک (LSCDH) برای سر تشخیص طراحی شده است که به‌طور موثر تعداد پارامترها و سربار محاسباتی را کاهش می‌دهد و در عین حال دقت تشخیص را حفظ می‌کند. آزمایش‌های انجام‌شده بر روی مجموعه داده‌های CBVD-5 و داده‌های گاو شیری نشان می‌دهد که YOLO11-DML به دقت (P) 92.57 درصد، امتیاز F1 برابر با 89.07 درصد، mAP@0.5 برابر با 93.11%، mAP@0.5:0.95 برابر با 59.37%، سرعت استنتاج 105.79 FPS، تعداد پارامترهای M 2.16 ،GFLOP 5.1 عملیات ممیز شناور و اندازه مدل تنها 4.5 مگابایت دست می‌یابد. این تحقیق نشان می‌دهد که YOLO11-DML با حفظ طراحی سبک و عملکرد بلادرنگ، به دقت بالایی دست می‌یابد و یک راه‌حل عملی برای تشخیص چند شیء و نظارت بر رفتار گاوهای شیری در مزارع هوشمند ارائه می‌دهد.

چکیده سامانه بینی الکترونیکی قابلیت تجزیه‌وتحلیل مواد فرار موجود در محصولات، با تقلید از بینی انسان را دارا بوده و داده‌های خروجی آن می‌تواند شامل اطلاعات شیمیایی و حسی بسیار مفیدی باشند. با توجه به نیاز به صرف هزینه و زمان زیاد برای ساخت و داده‌برداری از این محفظه‌ها به‌صورت تجربی، طراحی و شبیه‌سازی عددی صحیح و کارامد آن‌ها می‌تواند دستیابی انسان به داده‌های مدنظر را بسیار تسهیل کند. بدین منظور و با هدف دستیابی به طراحی بهینه‌ی محفظه این سامانه‌ها جهت عملکرد بهتر حسگرها، در پژوهش حاضر چهار هندسه مختلف در دو حالت تزریق هوا و دی‌اکسیدکربن (CO₂) به‌صورت سه‌بعدی شبیه‌سازی و مورد بررسی قرار گرفته‌اند. هندسه‌ها طوری طراحی شده‌اند که از نظر ابعادی و همچنین سطح مقطع ورودی و خروجی یکسان بوده تا عملکرد جریانی و سیالاتی به ساختار ذاتی هندسه‌ها معطوف گردد. همچنین شرایط مرزی و مشخصات سیال برای تمامی هندسه‌ها یکسان بوده است. بررسی‌ها جهت یافتن بهترین هندسه از نظر نوع عملکرد سیال و پوشش سطح حسگرها و همچنین پایداری مناسب‌تر مورد ارزیابی قرار گرفتند. بررسی‌ها نشان داد که هندسه نیم‌کره بهترین عملکرد جریان را در هر دو حالت تزریق هوا و CO₂ داراست و سیال در زمان کمتری به سطح رسیده و همچنین به شرایط تعادلی می‌رسد. در این هندسه مناطق راکد کمتری در جریان سیال داخل محفظه پدید آمده و این امر موجب بهبود عملکرد و افزایش قابلیت اطمینان حسگرها می‌شود. نتایج همچنین نشان داد که پیدایش گردابه‌ها می‌تواند زمان رسیدن سیال به سطح حسگر را کاهش دهد.

چکیده نخل روغنی از اقتصاد روستایی اندونزی پشتیبانی می‌کند، با این حال عملیات نگهداری مزرعه همچنان نیاز شدید به نیروی کار دارد و اندازه‌گیری کمی در این زمینه انجام شده است. این مرور مبتنی بر علوم مهندسی، 20 مطالعه منتشرشده در سال‌های 2015 تا 2025 در مورد کنترل علف‌های هرز، کاربرد کود، مدیریت آفات و بیماری‌ها، هرس/کار بر روی سایبان درخت و پشتیبانی از عملیات خاک/بقایا در نخل روغنی اندونزی را بررسی می‌کند. برای رسیدگی به گزارش‌های ناهمگن، شاخص‌های عملکرد به‌عنوان معیارهای گزارش‌شده مستقیم، معیارهای به‌دست‌آمده، شاخص‌های پروکسی یا گزارش‌نشده طبقه‌بندی شدند. هیچ مقدار از دست رفته‌ای برای توصیف‌گرهای ضریب تغییرات، نشست، بادبردگی یا توصیف قطرات در نظر گرفته نشد. بر اساس شواهد موجود، سمپاش‌های برقی/موتوری، سیستم‌های CDA و سمپاشی با پهپاد عموما زمان و یا هزینه را نسبت به روش دستی کوله‌پشتی کاهش دادند، در حالی‌که پخش‌کننده‌های پشت تراکتور، دستگاه‌های پنوماتیک و جایگذاری زیرسطحی، دوز و اعمال هدفمند را در عملیات کوددهی بهبود بخشیدند. با این حال، تنها تعداد کمی از مطالعات، معیارهای مهندسی استاندارد مانند CV، VMD، نشست روی هدف، بادبردگی یا قرار گرفتن اپراتور در معرض کود را گزارش کردند. این بررسی به‌جای یک متاآنالیز رسمی، یک مقایسه مهندسی ساختاریافته را ارائه می‌دهد و نیازهای تحقیقاتی اولویت‌دار را شناسایی می‌کند: پروتکل‌های استاندارد آزمایش، گزارش‌دهی معیارهای قابل‌مقایسه و پلتفرم‌های چندمنظوره مدولار یکپارچه با مدل‌های حسگری، پشتیبانی تصمیم‌گیری و استقرار مبتنی بر خدمات.

چکیده شناسایی دقیق و به‌موقع بیماری برگ ذرت (.Zea mays L) برای بهبود بهره‌وری محصول و اطمینان از امنیت غذایی امری ضروی است. این مطالعه به بررسی عملکرد مدل‌های یادگیری عمیق مبتنی بر مبدل در شناسایی خودکار بیماری‌های برگ ذرت با استفاده از یک مجموعه داده جمع‌آوری‌شده از مزارع ذرت استان قندهار افغانستان پرداخته است. مجموعه داده تحت شرایط طبیعی مزرعه جمع‌آوری شد و پس زمینه پیچیده برگ، نورپردازی متغیر در طول روز و جهت‌گیری مختلف برگ باعث شد تا محیط واقعی مزرعه حفظ شود. چندین معماری پیشرفته یادگیری عمیق مبتنی بر مبدل مورد ارزیابی قرار گرفت. این معماری‌ها شامل مبدل بینایی (ViT)، مبدل بینایی چندمحوره مرکب (Max-Vit-Tiny، MaxViT-small و MaxViT-base) بودند. نتایج با برخی مدل‌های سنگین یاگیری عمیق مبتنی بر شبکه کانولوشنی EfficientNet (شامل نسخه‌های B5، B6 و B7) مقایسه شدند. نتایج نشان داد که مدل‌های مبتنی بر مبدل، همانند مدل‌های مبتنی بر CNN، عملکردی قابل‌اتکا (دقت بالای 97%) در محیط‌های چالش‌برانگیر مزرعه‌ای دارند. در بین مدل‌های ارزیابی‌شده، مدل EfficientNet-B7، ViT و MaxViT_tiny با صحت تشخیص 97% بهترین عملکرد را داشتند، درحالی‌که مدل MaxVit_tiny بالاترین دقت را ثبت کرد (0.9741). این مورد نشان‌دهنده ظرفیت عمومی‌سازی بالای این مدل‌هاست. خطاهای تشخیص عمدتا بین آن‌دسته از کلاس‌های بیماری مشاهده شد که شباهت بصری زیادی با هم داشتند. درحالی‌که دقت و حساسیت کلی مدل‌ها به‌طورپیوسته بالا بود. این یافته‌ها اثرگذاری معماری‌های مرکب و مبتنی بر توجه در کابردهای شرایط واقعی برای شناسایی بیماری ذرت را تایید می‌کند و نشان‌دهنده پایایی آن‌ها در سامانه‌های کشاورزی دقیق است.

چکیده افزایش بهره‌وری گندم برای حفظ امنیت غذایی در سال‌های آتی یک ضرورت است. یکی از چالش‌های اصلی تولید گندم، وجود علف‌های هرز است که می‌تواند عملکرد آن را تا حد زیادی کاهش دهد. یک عامل کلیدی در تولید پایدار گندم مدیریت دقیق علف‌های هرز بر اساس طبقه‌بندی علف هرز-محصول است. برای این منظور، در مطالعه حاضر، از تصاویر رنگی و راهبردهای یادگیری عمیق برای تشخیص و تمایز گندم زمستانه از چهار علف هرز رایج آن استفاده شد که منجر به ایجاد پنج کلاس مجزا گردید. چهار شبکه یادگیری عمیق شامل Xception، EfficientNetB0، VGG19 و InceptionResNetV2 به‌عنوان شبکه‌های ستون فقرات برای برآورده کردن الزامات طبقه‌بندی تصاویر لحاظ شدند. این شبکه‌ها با استفاده از یادگیری انتقالی در ImageNet از قبل آموزش داده شدند، سپس با لایه‌های اضافی برای بهبود عملکرد در مجموعه داده‌های ما تقویت شدند. با توجه به نتایج به‌دست‌آمده، مدل بهبودیافته InceptionResNetV2 بهترین عملکرد را در بین چهار مدل نشان داد و به دقت 98.17% و خطای 3.19% در داده‌های آزمون دست یافت. همه مدل‌ها عملکرد بسیار خوبی در شناسایی تصاویر کلاس‌های مختلف نشان دادند، به‌طوری‌که میانگین وزنی امتیاز F1 برای مدل‌های مبتنی بر Xception، EfficientNetB0، VGG19و InceptionResNetV2 به‌ترتیب برابر با 97%، 86%، 94% و 98% به‌دست آمد. علاوه‌بر این، پانزده حالت متفاوت از حضور علف‌های هرز در مزارع گندم زمستانه را با تمرکز بر انواع مختلف علف‌های هرز مورد مطالعه، تجزیه و تحلیل شد تا راهبردهای موثر مدیریت علف‌های هرز با استفاده از هر یک از چهار مدل پیشنهاد داده شود. یافته‌های این تحقیق، پایه و اساسی برای توسعه برنامه‌های تلفن همراه یا وجین‌کن‌های رباتیک به‌منظور مدیریت خاص مکانی علف‌های هرز فراهم می‌آورد. این رویکرد می‌تواند در کاهش استفاده از علف‌کش‌ها و کاهش اثرات زیست‌محیطی آن و در عین حال بهبود عملکرد و کیفیت گندم نقش مهمی ایفا نماید.

چکیده تشخیص بادام تلخ به‌دلیل محتوای آمیگدالین و خطر آزادسازی سیانید، یکی از چالش‌های ایمنی غذایی است. در حالی‌که اغلب روش‌های تشخیصی و جداسازی یا مخرب‌اند یا به مرحله تشخیص محدود می‌شوند، در این پژوهش، یک چارچوب یکپارچه مبتنی بر طیف‌سنجی FTIR پوسته بادام و یادگیری ماشین و عمیق برای تشخیص و جداسازی فیزیکی بادام تلخ و شیرین توسعه داده شد. مجموعه‌ داده‌ای شامل 200 نمونه بادام تلخ و شیرین جمع‌آوری و پس از پیش‌پردازش طیفی، عملکرد چهار الگوریتم SVM، RF، MLP و Autoencoder–MLP مقایسه شد. مدل MLP بالاترین کارایی را با دقت 95.5% و 0.984=AUC به‌دست آورد. تحلیل ویژگی‌ها، سه باند طیفی کلیدی cm^-1 1030، cm^-1 1740 و cm^-1 2920 را به‌عنوان نشانگرهای مرتبط با ترکیبات فنولیک و مشتقات آمیگدالین شناسایی کرد. خروجی مدل به یک سامانه جداساز خودکار مکاترونیکی منتقل گردید و دستگاه در آزمون‌های متوالی به میانگین دقت جداسازی 99.5% دست یافت. نتایج نشان می‌دهد که ترکیب FTIR پوسته همراه با یادگیری ماشین و عمیق می‌تواند به‌عنوان یک رویکرد غیرمخرب و عملی برای جداسازی بادام در مقیاس ‌صنعتی به‌کار رود.

چکیده در تحقیق حاضر هدف اصلی، توسعه یک روش هوشمند، غیرمخرب و دقیق برای ارزیابی کیفی کشمش تیزآبی طلایی، مبتنی بر شبکه عصبی کانولوشن عمیق با عنوان Raisin_DCNN و بدون نیاز به پیش‌پردازش پیچیده تصویر و استخراج دستی ویژگی‌ها است. به‌منظور آموزش و ارزیابی مدل پیشنهادی، مجموعه‌داده‌ای شامل ۳۳۲۰ تصویر از دانه‌های کشمش در چهار سطح کیفی مختلف جمع‌آوری شد. مدل پیشنهادی Raisin_DCNN یک شبکه عصبی کانولوشن عمیق اختصاصی است که به‌طور خاص برای استخراج ویژگی‌های بصری دانه‌های کشمش طراحی شده است. در این شبکه از چندین لایه کانولوشن و توابع فعال‌ساز برای طبقه‌بندی چهارکلاسه استفاده شد. این شبکه، درجه‌بندی کشمش تیزآبی طلایی را بدون نیاز به پیش‌پردازش و با زمان پردازش کمتر با تکیه بر استخراج خودکار ویژگی‌های تصویری در شرایط تصویربرداری متغیر را انجام می دهد. عملکرد مدل پیشنهادی با دو مدل از پیش‌آموزش‌دیده مبتنی بر یادگیری انتقالی شامل InceptionV3 و InceptionResNetV2 و همچنین چندین الگوریتم کلاسیک یادگیری ماشین مبتنی بر ویژگی‌های HOG و SIFT  و طبقه‌بندی‌کننده‌های ماشین بردار پشتیبان (SVM)، نزدیک ترین همسایگی K (KNN) و رگرسیون لجستیک (LR) مقایسه شد. ارزیابی مدل‌ها با استفاده از معیارهای دقت، صحت، حساسیت و F1-score انجام گرفت. نتایج نشان داد که مدل Raisin_DCNN با دستیابی به دقت کلی ۹۶ درصد، عملکردی برتر نسبت به مدل‌های یادگیری انتقالی و روش‌های کلاسیک ارائه می‌دهد. بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، طراحی یک شبکه عصبی عمیق اختصاصی متناسب با ویژگی‌های بصری دانه‌های کشمش، نقش مؤثری در افزایش دقت درجه‌بندی دارد.

چکیده مکانیزاسیون کشاورزی کشاورزان خرده‌پا با چالش‌های قابل‌توجهی از جمله هزینه‌های بالای ماشین‌آلات، استفاده ناکارآمد از انرژی و فقدان روش‌های پیش‌بینی‌کننده در طراحی تجهیزات کشاورزی چندمنظوره مواجه است. این مطالعه یک ماشین کشاورزی مدولار چندمنظوره کم‌هزینه برای کاربردهای کشاورزان خرده‌پا ارائه می‌دهد که مدل‌سازی برهمکنش خاک-ابزار، تحلیل غیرخطی کشش-لغزش، روابط کوپل شده نیروی کششی-توان-گشتاور، ارزیابی تنش سازه‌ای و ارزیابی اقتصادی چرخه عمر را در یک چارچوب تحلیلی یکپارچه ادغام می‌کند. اعتبارسنجی تجربی تحت سه شرایط چسبندگی خاک نمونه (36 = n) انجام شده و تطابق خوبی را بین پیش‌بینی‌های تحلیلی و عملکرد اندازه‌گیری شده نشان داد، با انحرافات به‌ترتیب 8.7، 9.2 و 7.5 درصد به‌ترتیب برای نیروی کششی، گشتاور و تنش سازه‌ای. سیستم پیشنهادی مصرف انرژی 4.8 تا 7.9 کیلووات ساعت در هکتار دارد که در مقایسه با واحدهای شخم‌زنی خرده‌مالکی بنزینی موجود در بازار با عرض کاری و ظرفیت مزرعه‌ای مشابه، 22 تا 26 درصد کاهش در هزینه‌های عملیاتی را به همراه داشت و دوره بازگشت سرمایه تخمینی 1.8 تا 2.3 سال را به همراه خواهد داشت. گنجاندن تحلیل کشش با در نظر گرفتن لغزش چرخ، پیش‌بینی نیازهای انرژی را بهبود بخشید و در عین حال یکنواختی فاصله بذر را بالای 87 درصد حفظ کرد. چسبندگی خاک، عمق نفوذ و نسبت لغزش به عنوان پارامترهای غالب مؤثر بر مصرف انرژی و بارگذاری سازه شناسایی شدند. چارچوب پیشنهادی، بهره‌وری انرژی بهبود یافته، پایداری عملیاتی و امکان‌سنجی اقتصادی تحت شرایط عملیاتی مورد بررسی را نشان داده و پتانسیل کاربردهای گسترده‌تر در مکانیزاسیون خرده‌مالکان را نشان می‌دهد.

چکیده ردپای اکولوژیک، میزان فشار انسان بر منابع طبیعی و ظرفیت زیستی محیط را نشان می‌دهد و به‌طور گسترده برای ارزیابی پایداری کشاورزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پژوهش اثر محصول پیشین (گندم، جو و کلزا) را بر عملکرد زیست‌محیطی و اقتصادی تولید ماش بررسی کرد. داده‌ها از طریق پرسشنامه و مصاحبه با کشاورزان جمع‌آوری شد. شاخص‌های زیست‌محیطی شامل ردپای اکولوژیک (EF)، ظرفیت زیستی (BC) و تراز اکولوژیک (EB)، و شاخص‌های اقتصادی شامل حاشیه سود ناخالص و نسبت فایده به هزینه (BCR) محاسبه شدند. نتایج نشان داد که محصول پیشین تأثیر معنی‌داری بر بیشتر شاخص‌ها داشت (0.05>P)؛ به‌طوری‌که کلزا با گندم و جو تفاوت معنی‌دار داشت، در حالی‌که بین گندم و جو تفاوت معنی‌داری مشاهده نشد. از دیدگاه زیست‌محیطی، کشت ماش پس از کلزا کمترین ردپای اکولوژیک کل (1.055 هکتار جهانی در هکتار) و بیشترین کارایی نسبی اکولوژیک (0.315) را داشت، اما کمترین ظرفیت زیستی (1.541 هکتار جهانی در هکتار) را نشان داد. کشت ماش پس از گندم بیشترین ردپای اکولوژیک (1.777 هکتار جهانی در هکتار) و همچنین بیشترین ظرفیت زیستی (2.277 هکتار جهانی در هکتار) را به خود اختصاص داد. اگرچه تراز اکولوژیک در تمامی تناوب‌ها مثبت بود (0.482 تا 0.500 هکتار جهانی در هکتار)، شاخص ردپای اکولوژیک (EFI) در محدوده «پایداری ضعیف» (0.216 تا 0.315) قرار گرفت و نسبت ردپای ناشی از بهره‌برداری بیش‌ازحد به ردپای ناشی از نهاده‌ها (EF_ovp/EF_inp) بین 4.30 تا 8.59 متغیر بود که نشان می‌دهد فشار ناشی از بهره‌برداری بیش‌ازحد به‌مراتب بیشتر از فشار ناشی از مصرف نهاده‌ها است. از نظر اقتصادی، گندم بالاترین حاشیه سود ناخالص (1887 دلار در هکتار) و نسبت فایده به هزینه (2.844) را به خود اختصاص داد، در حالی‌که کلزا کمترین مقادیر را نشان داد (به‌ترتیب 1032 دلار در هکتار و 1.479). شاخص ترکیبی با وزن‌های قابل‌تنظیم زیست‌محیطی–اقتصادی، آستانه مبادله‌ای را در حدود 0.55 w≈نشان داد؛ به‌گونه‌ای که در شرایط اولویت زیست‌محیطی، کلزا و در شرایط اولویت اقتصادی، گندم گزینه برتر بود. با توجه به ظرفیت زیستی منطقه مورد مطالعه، انتخاب گندم به‌عنوان محصول پیشین، متعادل‌ترین ترکیب مدیریت ردپای اکولوژیک و سودآوری اقتصادی را برای تولید ماش فراهم می‌کند.

چکیده تولید بیوهیدروژن از زیست‌توده‌های کشاورزی به‌عنوان یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش، تأثیر پیش‌تیمار فراصوت بر بهبود تخمیر بی‌هوازی و افزایش تولید بیوهیدروژن از برخی ضایعات کشاورزی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، سه نوع زیست‌توده شامل ضایعات ذرت، ضایعات سیب‌زمینی و پوست موز به‌عنوان بستر تخمیر مورد استفاده قرار گرفتند و نمونه‌ها تحت پیش‌تیمار فراصوت به مدت 5 دقیقه در توان 300 وات قرار گرفتند. نتایج نشان داد استفاده از پیش‌تیمار فراصوت به‌طور کلی موجب افزایش 50.87 درصدی تولید بیوهیدروژن نسبت به نمونه‌های بدون پیش‌تیمار شد. همچنین بررسی روند تجمعی گازهای تولیدی نشان داد که اعمال این پیش‌تیمار موجب افزایش 2.9 درصدی تولید متان گردید. در میان زیست‌توده‌های مورد بررسی، پوست موز بیشترین تأثیرپذیری از پیش‌تیمار فراصوت را نشان داد، به‌طوری‌که میزان تولید بیوهیدروژن در این بستر حدود 500 درصد افزایش یافت. در مقابل، تولید متان در برخی تیمارها اندکی کاهش نشان داد که می‌تواند ناشی از افزایش ترکیبات آنتی‌باکتریال نظیر تانن‌ها و فنول‌ها در محیط تخمیر در اثر اعمال پیش‌تیمار فراصوت باشد. به‌طور کلی نتایج این پژوهش نشان داد که پیش‌تیمار فراصوت می‌تواند به‌عنوان روشی مؤثر برای بهبود کارایی تخمیر بی‌هوازی و افزایش تولید بیوهیدروژن از ضایعات کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده برداشت زیتون پرزحمت‌ترین عملیات در تولید زیتون است، به‌ویژه در باغ‌های متراکم که انتخاب فناوری به شدت بر بهره‌وری و پایداری تأثیر می‌گذارد. این مطالعه آزمایش‌های کمی میدانی را با یک چارچوب تصمیم‌گیری چندمعیاره (MCDM) با محوریت پایداری ترکیب می‌کند تا سه روش برداشت شامل چنگک دستی، تکاننده شاخه (شیکر) و کمباین روی ردیف را برای ارقام آربیکن و کرونایکی در ایران ارزیابی کند. طرح بلوک‌های کامل تصادفی فاکتوریل برای اندازه‌گیری تلفات برداشت، راندمان برداشت، سرعت برداشت، میزان روغن و شاخص‌های کیفیت شیمیایی اجرا شد. چنگک دستی بالاترین درصد برداشت (100%) و همچنین بالاترین میزان ریزش میوه (3.33%) را به‌دست آورد. تکاننده شاخه کمترین میزان ریزش میوه (1.12%) را ثبت کرد، اما تنها 53.8% راندمان داشت. کمباین برداشت‌کننده بالاترین نرخ برداشت (4429–5158 کیلوگرم در ساعت) و بیشترین بازده اقتصادی را با نسبت سود به هزینه 1.297 برای آربیکن و 1.375 برای کرونایکی ارائه داد. برای ادغام شاخص‌های فنی، اقتصادی، اجتماعی و زیست‌محیطی، از AHP فازی برای محاسبه وزن معیارها استفاده شد و از تحلیل رابطه خاکستری (GRA) برای رتبه‌بندی گزینه‌ها استفاده شد. کمباین برداشت‌کننده بالاترین امتیاز GRA 0.812 را کسب کرد و پس از آن تکاننده شاخه (0.774) و چنگک دستی (0.682) قرار گرفتند. تحلیل حساسیت مبتنی بر سناریو با استفاده از GRA، TOPSIS، VIKORو ELECTRE نشان داد که کمباین برداشت‌کننده به‌طور مداوم در اولویت‌های اقتصادی و فنی رتبه اول را کسب می‌کند، در حالی‌که شیکر در سناریوهای پایداری‌محور با تأکید بر اشتغال و کاهش مصرف انرژی‌های تجدیدناپذیر، به گزینه ترجیحی تبدیل شد.

چکیده مطالعه‌ی حاضر تأثیر فشار هیدرواستاتیک بالا (600 مگاپاسکال- 10 دقیقه) را بر pH، مواد جامد محلول، اسیدیته‌ی کل، فنل کل، ویتامین ث، فعالیت آنزیم پکتین متیل استراز و بار میکروبی آبلیمو رقم پرشین، بلافاصله پس از تیمار و طی 45 روز نگهداری در دمای 20 درجه‌ی سانتی‌گراد در مقایسه با پاستوریزاسیون حرارتی (72 درجه سانتی‌گراد- 20 ثانیه) مورد بررسی قرار می‌دهد. فشار هیدرواستاتیک بالا pH آبلیمو را به‌طور معنی‌دار کاهش داد. تیمارهای فشار هیدرواستاتیک بالا و حرارتی تأثیری روی مواد جامد محلول نداشتند، اما اسیدیته‌ی کل به‌طور غیرمعنی‌دار دستخوش تغییر شد. گذشت زمان موجب کاهش معنی‌دار pH و مواد جامد محلول در همه‌ی نمونه‌ها شد. اسیدیته‌ی کل در نمونه‌های تیمار حرارتی و فشار بالا به‌ترتیب تا روز 14 و 29 انبارداری بدون تغییر باقی ماندند، اما پس از آن تا پایان انبارداری به‌طور معنی‌دار افزایش یافتند. بیشترین محافظت از فنل کل (82.51 درصد) و ویتامین ث (91.61 درصد) طی انبارداری توسط فرایند فشار بالا به‌دست آمد. فعالیت آنزیم پکتین متیل استراز بلافاصله پس از هر دو تیمار به‌طور معنی‌دار کاهش یافت. باقیمانده‌ی فعالیت این آنزیم در پایان دوره‌ی انبارداری در نمونه‌های تحت تیمار حرارتی و فشار هیدرواستاتیک به‌ترتیب 5.69 و 3.59 درصد بود. آلودگی اولیه‌ی آبلیمو به باکتری‌های اسیددوست و مجموع کپک و مخمر به‌ترتیب 5.7 ± 0.51 و 4.79 ± 0.28 (واحد لگاریتم CFU در میلی‌لیتر) بود. تیمار فشار بالا شمار این میکروارگانیسم‌ها را بلافاصله پس از تیمار به زیر محدوده‌ی قابل‌مشاهده رسانید. شمار باکتری‌های اسید دوست تا روز 14 انبارداری و شمار مجموع کپک و مخمر تا پایان انبارداری بدون تغییر باقی ماندند.

چکیده دارچین یک ادویه معطر با ارزش بالا است که به‌طور گسترده در صنایع غذایی و دارویی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل کاربردهای گسترده، دارچین در معرض تقلب غذایی قرار دارد که وجود روش‌های معتبر تشخیص اصالت را ضروری می‌سازد. این مطالعه از طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و تحلیل الگوهای طیفی به‌منظور ایجاد یک روش قابل‌اطمینان برای تشخیص تقلب در پودر دارچین، با مقایسه نمونه‌های اصیل و نمونه‌های دستکاری‌شده، استفاده می‌کند. هدف نهایی، ارائه‌ی یک روش‌شناسی عملی برای شناسایی تقلب در صنعت ادویه است. در این کار، از طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) به همراه تکنیک‌های تشخیص الگو برای احراز اصالت پودر دارچین استفاده شد. به‌منظور شناسایی و طبقه‌بندی نمونه‌های تقلبی (با مواد افزودنی شامل: پودر سویا، پودر پوست فندق و پودر نان خشک، در غلظت‌های مختلف ۵، ۱۰ و ۱۵ درصد وزنی/وزنی) به‌صورت غیرمخرب، از تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) به‌عنوان روش بدون نظارت و از تحلیل تفکیکی حداقل مربعات جزئی (PLS-DA) و مدل‌سازی مستقل نرمال مشابهت رده‌ها (SIMCA) به‌عنوان رویکردهای تشخیص الگوی نظارت‌شده استفاده شد. نتایج نشان داد که اگرچه داده‌های طیفی نمونه‌ها با استفاده از تکنیک PCA به‌خوبی طبقه‌بندی شدند، اما هم‌پوشانی‌هایی بین برخی گروه‌ها مشاهده گردید. دقت کلی طبقه‌بندی توسط طبقه‌بندهای SIMCA و PLS-DA به‌ترتیب ۸۳ و ۹۰ درصد بود. بر اساس مدل سازی PCA، روش SIMCA امکان طبقه‌بندی نمونه‌ها را به دو گروه مجزا (خالص در برابر تقلبی) فراهم کرد و دقت طبقه‌بندی این مدل دوکلاسی به ۱۰۰ درصد رسید. این یافته‌ها کارایی ترکیب طیف‌سنجی FTIR با تکنیک‌های تشخیص الگو را برای احراز اصالت غیرمخرب و مقاوم پودر دارچین تقلبی تأیید کرده و به کنترل کیفیت در صنعت ادویه کمک می‌نماید.

چکیده تراکتور به‌عنوان اصلی‌ترین منبع تولید توان مکانیکی در کشاورزی، در مکانیزه کردن تولید محصولات کشاورزی جایگاه ویژه‌ای دارد. بنابراین لازم است مهندسان کشور، توسعه تراکتورهای جدید و متناسب روز را با در نظر گرفتن جنبه‌های اقتصادی آنها ادامه دهند. شرکت تراکتورسازی تبریز جهت دستیابی به تکنولوژی روز دنیا و رقابت با بازار جهانی، اقدام به تولید تراکتورهای جدید با موتور توربوشارژردار ITM800 و ITM485 مطابق استانداردهای روز دنیا نمود. در این تحقیق بر روی تراکتورهای توربوشارژردار ITM485 و ITM800 و تراکتور بدون توربوشارژر ITM475 آزمون کشش مالبندی با بالاست برای به‌دست آوردن عملکرد تراکتورها و مقایسه آنها با یکدیگر طبق استاندارد OECD صورت گرفت. این آزمون در باند بتونی فرودگاهی شرکت تراکتورسازی صورت گرفت. پس از به‌دست آوردن پارامترهای مختلف و تحلیل آماری به روش تجزیه واریانس دوطرفه مشخص گردید که میزان توان و نیروی کششی در تراکتورهای توربوشارژردار ITM485 و ITM800 بیشتر از تراکتور بدون توربوشارژر ITM475 بوده و این مقدار اختلاف در دنده‌های مختلف و سرعت‌های متفاوت در سطح اطمینان یک درصد معنی‌دار می‌باشد. ضمناً میزان مصرف ویژه سوخت در تراکتورهای توربوشارژردار ITM485 و ITM800 کمتر از تراکتور بدون توربوشارژر ITM475 بوده و این تفاوت نیز در سطح اطمینان یک درصد معنی‌دار بود که این امر خود باعث صرفه‌جویی چشمگیری در مصرف سوخت با توجه به افزایش قیمت سوخت می‌باشد.

چکیده با توجه به اهمیت کنترل علف هرز خارشتر و عدم کارایی روش‏ های مکانیکی متداول در کنترل این گیاه به‏ دلیل رشد در مکان‏های غیر قابل دسترس، در این مطالعه استفاده از جت آب به‏ منظور برش و پاکسازی مکان‏ هایی که این گیاه به وفور وجود دارد، مورد ارزیابی قرار گرفت که روشی هیدرودینامیک می‏باشد. آزمایشات برش علف هرز خارشتر در دانشگاه شهید باهنر کرمان، با جت آبی در فشار90 بار که با یک پمپ فشار قوی مخصوص ایجاد می‏شد انجام گرفت. زمان برش به‏ صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی در پنج تکرار مورد مطالعه قرار گرفت.
تیمارهای مستقل، شامل قطر ساقه در دو سطح بزرگ‌تر و کوچک‌تر از 5 میلی‌متر، فاصله پاشش در سه سطح 10، 20و30 سانتی‌متر و نگهدارنده گیاه در دو نوع تیغه و صفحه بود. نتایج نشان داد، اثر قطر و فاصله بر زمان برش، در سطح 1% معنی دار است. بررسی اثر متقابل پارامترها نشان داد، افزایش قطر ساقه باعث افزایش زمان برش و افزایش فاصله پاشش، کاهش زمان برش را به دنبال دارد که به‏ صورت یک رابطه خطی با ضریب تبیین 96 و 99 درصد به‏ ترتیب برای ساقه‏ هایی با قطر کوچک‌تر و بزرگ‌تر به‏ دست آمد. همچنین برش در فاصله30 سانتی‌متری، روی قطرهای کوچکتر در کوتاهترین زمان اتفاق افتاد و مدل رگرسیون خطی چند متغیره معنی داری برای برش گیاه خارشتر پیشنهاد گردید. با توجه به انعطاف پذیری جت آب برای کار در مکان‏ های مختلف و با در نظر گرفتن پارامترهای اثرگذار، کنترل هیدرودینامیک علف‏ های هرز به‏ عنوان یک روش مکمل و بعضاً جایگزین پیشنهاد می‏ گردد.

چکیده روش عمده کاشت برنج4 در استان‌های برنج خیز کشور، نشاءکاری است، این روش پر هزینه بوده و نیروی کارگری زیادی می‌طلبد. از طرفی به‏ علت کوچک بودن قطعات زراعی، با توجه به قیمت بالای دستگاه‏ های نشاءکار، استفاده از این دستگاه‏ ها، توجیه اقتصادی ندارد. روش دیگر کاشت برنج، کشت به‏ صورت مستقیم بوده که سطح زیر کشت آن در جهان رو به گسترش می‏ باشد. به ‏طوری که یک سوم سطوح زیر کشت این محصول به‏ صورت مستقیم کشت می‏ شود. در این تحقیق به‏ منظور مقایسه روش‏های مختلف کشت برنج، پس از ساخت نمونه اولیه دستگاه خطی کار دستی و انجام آزمون‏ های اولیه، با روش نشاءکاری و دست پاش، تحقیقی در قالب طرح بلوک‏ های کامل تصادفی با 3 تیمار 1- نشاء دستی 2- کشت مستقیم به‏ صورت دست پاش 3- کشت مستقیم با استفاده از ماشین (خطی کار) در 3 تکرار انجام شد. نیروی کششی، بازده مزرعه ای، ظرفیت مؤثر زراعی، ضریب یکنواختی پاشش بذر، نیروی کارگری مورد نیاز برای کاشت و وجین، و عملکرد از جمله عواملی بودند که اندازه ‏گیری شدند. نتایج نشان داد که عملکرد روش نشاء با دست، بالاتر از سایر روش‏ ها بوده و اختلافات مشاهده شده در سطح آماری 5% معنی دار می‏ باشد. از طرفی عملکرد تیمار استفاده از خطی کار کشت مستقیم نسبت به تیمار دست پاش بالاتر بود، هر چند اختلافات مشاهده شده در سطح آماری 5% معنی دار نبود. همچنین ضریب تغییرات یکنواختی ریزش بذر در روش کشت مستقیم بالای20% بود. کارگر و زمان مورد نیاز برای کاشت یک هکتار برنج، با استفاده از خطی کار در مقایسه با روش نشاءکاری به‏ ترتیب به یک هفتم و یک بیستم کاهش یافت. با توجه به ارزیابی اقتصادی تیمارها، علیرغم پائین بودن عملکرد تیمار استفاده از ماشین خطی کار، این روش از نظر اقتصادی برای زارعین توجیه اقتصادی دارد.

چکیده در موتورهای احتراق داخلی، نسبت تراکم و نوع سوخت مورد استفاده، دو فاکتور مهم و تأثیرگذار بر عملکرد موتور و انتشار آلاینده‌های خروجی می‌باشد. در تحقیق حاضر جهت بررسی ویژگی‌های عملکردی و آلاینده‌های خروجی با نسبت تراکم‌های مختلف و سوخت‌های جایگزین از حل عددی یک‌بعدی دینامیک سیالات محاسباتی با نرم‌افزار GT-Power جهت مدل‌سازی موتور دیزلی شش سیلندر تزریق مستقیم استفاده گردید. نسبت تراکم از 15:1 تا 19:1 با فاصله یک واحد و از سوخت‌های جایگزین سوخت مبنا (دیزل) شامل متانول، اتانول، ترکیب دیزل و اتانول، بیودیزل و دکان استفاده شد. برای اعتبار‌سنجی مدل، مقایسه‌ای بین داده‌های شبیه‌سازی با داده‌های تجربی (شامل گشتاور و توان) صورت گرفت که نتایج نشان داد که خطای اعتبارسنجی، کمتر از 6.12 درصد است که این موضوع معرف اعتبار قابل قبول مدل نرم‌افزاری است. همچنین نتایج مدل‌سازی نشان داد که با افزایش نسبت تراکم، سوخت دکان نسبت به سوخت مبنا دارای توان و گشتاور ترمزی بالاتری در حدود 3.86 درصد و مصرف سوخت ویژه ترمزی به مقدار 3.72 درصد به دلیل تولید توان بالاتر، کاهش یافته است. در ضمن اینکه با کاهش نسبت تراکم نسبت به حالت مبنا، مقدار CO و CO2 با سوخت بیودیزل و دیزل دارای حداقل مقدار و کمترین انتشار NOX با سوخت دکان حاصل گردیده است. در حالت کلی نتایج نشان داد که سوخت دکان با نسبت تراکم 17:1 می‌تواند جایگزین خوبی نسبت به سوخت دیزل در موتورهای دیزلی باشد.

چکیده در این پژوهش، سامانه‌ای شامل یک افزاینده 15 کیلوولتی برای از بین بردن علف‌های هرز و یک سازوکار بازخوردی برای تشخیص علف‌هرز و نابودی آن با استفاده از پایش جریان الکتریکی مصرفی نابودگر علف‌هرز در گروه ماشین‌های کشاورزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران (سال 1399) توسعه داده شد. اجزای این سامانه بر روی یک سکوی رباتیک خودگردان نصب شد‌ که اطلاعات را بین نرم‌افزار رایانه‌ای و سامانه انتقال می‌داد. طبق شواهد هنگامی که الکترود ولتاژ بالا علف‌های هرز را لمس می‌کرد، جریان افزایش ‌یافته و پس از نابودی علف‌های هرز، جریان کم می‌شد. متوسط انرژی مصرفی برای یک علف هرز 250 ژول تخمین زده شد. بر مبنای مقدار جریان مصرفی، سازوکار بازخوردی برای تشخیص و دریافت بازخورد از نابودی علف‌های هرز واسنجی شد. آزمایش‌های نهایی برای مقایسه کارایی کنترل دو حالت کاری استفاده و عدم استفاده از سازوکار بازخوردی انجام شد و مشخص شد که استفاده از این سازوکار به شکل معنی‌داری کارایی نابودگر علف هرز را افزایش می‌دهد. 

چکیده طی چندین سال اخیر تمایل تازه ای به‌سمت برداشت رباتیک پرتقال و برخی مرکبات ایجاد شده است. اولین گام در برداشت رباتیک شناسایی دقیق و تعیین موقعیت میوه می باشد. شناسایی از طریق پردازش تصویر توسط دوربین‌های رنگی و کامپیوتر رایج‌ترین روش در حال حاضر می باشد. بدیهی است ربات برداشت با شرایط طبیعی مواجه است و شناسایی باید در شرایط مختلف نور و محیط انجام شود. در این تحقیق سعی شده است الگوریتم مناسبی به‌منظور تشخیص پرتقال روی سایبان درخت ارائه شود. به‌منظور ارزیابی الگوریتم ارائه شده تعداد 500 تصویر که در شرایط کاملاً متفاوت سایبان، زاویه نور خورشید و فاصله تا درخت، گرفته شده بودند، مورد بررسی قرار گرفت. این الگوریتم شامل مراحل: بهینه سازی، قطعه بندی، فیلتر اندازه، تفکیک میوه‌ها بر مبنای الگوی تراکم سایه و روشنایی و تعیین مختصات می‌باشد. در این تحقیق برای قطعه بندی از شبکه عصبی MLP (با سه لایه مخفی) استفاده شد که موفقیت به‌کارگیری آن با توجه به نرخ کشف صحیح پرتقال ها با دقت 2/88% مورد تایید قرار گرفت. با توجه به درصد بالای پرتقال‌های خوشه ای نسبت به کل پرتقال ها در تصاویر، هر الگوریتمی که بخواهد در زمینه شناسایی پرتقال بر روی درخت موفق عمل کند باید راه حلی برای تفکیک پرتقال ها از هم ارائه دهد که در پژوهش حاضر روشی جدید بر مبنای الگوی تراکم سایه روشن، به‌کار گرفته شد و کارایی آن مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت دقت تفکیک 5/89 درصد و دقت شناسایی 2/88 درصد به‌دست آمد.

چکیده این مطالعه راجع به کاربرد نرم‌افزار مایکروسافت اکسل در تخمین نیازهای توانی برخی از ادوات خاک‌ورزی است. فرمول‌های ریاضی به‌کار رفته در فایل صفحه گسترده، در مقالات منتشر شده قبلی توسعه یافته بودند؛ به هر حال آن فرمول‌ها در این مقاله در جهت شمول برخی موضوعات مکانیزاسیون کشاورزی تکمیل شدند. ویژگی دیگر این مقاله توانایی صفحه گسترده در تولید خودکار نمودارهای روندنما است. مقایسه ادوات خاک‌ورزی مختلف از نقطه نظر نیازهای توانی، همچنین مطالعه اثر یک پارامتر ورودی دلخواه روی خروجی‌های صفحه گسترده به‌طور مؤثری در این مقاله صورت پذیرفت. از نظر عددی تخمین زده شد که مقدار کار ویژه گاوآهن دوار 2 تا 5 برابر کار ویژه ادوات خاک‌ورزی کشیدنی است. به علاوه، به‌عنوان مثالی از نمودارهای روند نمای به‌دست آمده از این مقاله، افزایش زاویه بشقاب در بازه 25 تا 70 درجه، نیازهای مقاومت و توان کششی گاوآهن بشقابی را به‌ترتیب 66 و 54 درصد کاهش داد؛ هر چند این کار به افزایش 34 و 21 درصدی به‌ترتیب مقاومت کششی ویژه و توان کششی ویژه این گاوآهن منجر شد.