ماشین های کشاورزی

چکیده استفاده از روش خشکه‌کاری و به‌کارگیری آبیاری دوره‌ای یا تناوبی، می‌تواند سبب کاهش مصرف آب در کشت برنج شود. استفاده از نشاکارهای مرسوم جهت نشای برنج در خاک امکان‌پذیر نبوده و این نشاکارها برای کار در زمین غرقاب طراحی شده‌اند. در این پژوهش نشاکار خشکه‌کاری برنج که می‌تواند عملیات نشاکاری را در خاک انجام دهد، طراحی و ساخته شد. اجزای اصلی این نشاکار شامل شیار بازکن، پوشاننده، مخزن ذخیره نشا یا سینی نشا، مکانیزم بوته ساز (موزع)، مکانیزم انتقال بوته به خاک (پیستون حمل نشا)، جداکننده انتهایی بوته در خاک، سیستم انتقال توان، کفشک تنظیم عمق، شاسی اصلی و فرعی بود. مشخصات کلی نشاکار طراحی و ساخته‌شده به‌ازای یک ردیف، شامل عرض کار mm250، توان دورانی مورد نیاز kW0.57، ظرفیت مزرعه‌ای تئوری ha hr^-10.06 و بازده مزرعه‌ای 66.67 درصد است. به‌منظور ارزیابی عملکرد نشاکار ساخته‌شده، صفات درصد بوته‌های از دست‌رفته، میانگین زاویـه‌ی اسـتقرار بوته‌ها نسبت به افق، میانگین فاصله نشاها روی ردیف کشت و میانگین تعداد نهال در بوته مورد بررسی قرار گرفتند. آزمون‌هـا بـا اسـتفاده از آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک‌های کامل تصادفی در سه تکرار انجام گرفت. تیمارهای آزمایش شامل سه سطح سرعت پیشروی 0.25، 0.5 و 1 متر بر ثانیه و عمق نشاکاری در سه سطح 4، 8 و 12 سانتی‌متر و اندازه دهانه خروجی سینی نشا در سه سطح 10، 15 و 20 میلی‌متر بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که تغییـرات سرعت پیشروی، عمق نشاکاری و اندازه دهانه خروجی و اثر متقابل سرعت و عمق در سطح 99 درصد بر روی درصد بوته‌های از دست‌رفته دارای تاثیر معنادار بود. همچنین متغیرهای مستقل سرعت پیشروی، عمق نشاکاری و اثر متقابل آن‌ها بر زاویه استقرار بوته در سطح 99 درصد معنی‌دار بود. تنها متغیر مستقل سرعت پیشروی بر فاصله بین بوته‌ها روی ردیف تاثیر معنی‌دار بود. همچنین، اثرات اندازه دهانه خروجی سینی نشا در سطح 99 درصد و عمق نشاکاری در سطح 95 درصد بر روی تعداد نهال در بوته معنادار بودند.

چکیده ﺍﻣﺮﻭﺯﻩ ﺳﻨﺠﺶ ﺍﺯ ﺩﻭﺭ ﺑﻪﻋﻨﻮﺍﻥ ﻳﮏ ﺍﺑﺰﺍﺭ ﻣﺪﻳﺮﻳﺘﻲ در ﮐﺸﺎﻭﺭﺯﻱ ﺩﻗﻴﻖ محسوب می‌شود، که نقش مهمی در شناسایی پوشش‌های گیاهی متفاوت دارد. انگور از ارزشمندترین محصولات باغبانی است که استان همدان حدود 7.3 درصد از وسعت تاکستان‌های کشور را در اختیار دارد. با این حال توزیع جغرافیایی از تاکستان‌ها در این استان وجود ندارد. هدف اصلی این پژوهش، بررسی رابطه عملکرد محصول انگور با شاخص‌های سنجش از دور پوشش گیاهی در تاکستان‌های استان همدان است. به همین منظور، دقت شناسایی تاکستان‌های استان همدان توسط الگوریتم‌های یادگیری ماشین شامل: ماشین بردار پشتیبان (SVM) و حداقل فاصله (MD) و جنگل تصادفی (RF) با شاخص‌های سنجش از دور پوشش گیاهی شامل: شاخص تفاضلی نرمال‌شده گیاهی (NDVI) و شاخص تفاضلی نرمال‌شده آب (NDWI) برآوردشده از تصاویر ترکیبی اپتیکی و رادارای سنتینل (Sentinel-1 و Sentinel-2) انجام شد. سپس براساس دقیق‌ترین نقشه شناسایی تاکستان‌ها، سری زمانی ماکزیمم شاخص‌های NDVI و NDWI سنجنده‌ی مودیس در تاکستان‌ها در سال‌های 2007 تا 2020 برآورد شد و همبستگی آن‌ها با عملکرد واقعی محصول انگور بررسی شد. مقایسه دقت طبقه‌بندی الگوریتم‌های متفاوت بیانگر برتری الگوریتم RF با شاخص NDWI با بالاترین دقت کلی (%95) و ضریب کاپا (0.95) بود. هم‌چنین تحلیل همبستگی بین شاخص‌های NDVI و NDWI سنجنده مودیس مستخرج از نقشه تاکستان‌ها با عملکرد واقعی انگور نشان از رابطه خطی قوی‌تری بین شاخصNDVI  نسبت به NDWI دارد. یافته‌های این پژوهش که بیانگر دقت بالای شاخص‌های سنجش از دور و الگوریتم‌های یادگیری ماشین در تاکستان‌ها است می‌تواند در پیش‌بینی عملکرد محصول انگور قبل از برداشت، بهبود کیفیت انگور و مدیریت بهینه‌ی آبیاری نقش مهمی داشته باشد.

چکیده در سال‌های اخیر، توسعه اتوماسیون و کاربرد ربات‌ها برای انجام عملیات تکرارشونده و سنگین کشاورزی سرعت بیشتری پیدا کرده است. این امر ناشی از افزایش قدرت رایانه‌ها در پردازش اطلاعات، توسعه پایگاه داده‌های تصویری کلان، و همچنین توسعه مدل‌ها و الگوریتم‌های کاربردی در هوش مصنوعی است. در این مقاله، یک مدل تشخیص میوه خیار روی بوته در محیط واقعی گلخانه، مبتنی بر یادگیری عمیق و بینایی رایانه‌ای، طراحی و توسعه داده شد. ابتدا یک پایگاه تصویری مشتمل بر 300 تصویر با میزان شدت نور مختلف که در اوقات مختلف روز تهیه شده بود ایجاد شد. پس از برچسب‌گذاری تصاویر، عملیات داده‌افزایی روی تصاویر آموزشی انجام شد. سپس، با آموزش الگوریتم تشخیص اشیاء YOLO میوه خیار و ساقه آن در محیط طبیعی گلخانه تشخیص داده شد. عملکرد چندین معماری مختلف الگوریتم YOLO شامل نسخه 5 در مقیاس نانو (YOLOv5n) و نسخه 8 در مقیاس نانو و کوچک (YOLOv8n و YOLOv8s) و همچنین مدل RT-DETR بر روی پایگاه تصویر جمع‌آوری‌شده آموزش و ارزیابی شد. نتایج مدل‌ها براساس پارامترهای مختلف دقت و سرعت تشخیص با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد مدل YOLOv8n، در مقایسه با سایر مدل‌های هم ارز از دقت تشخیص بالاتری برخوردار است. صحت تشخیص این مدل در تشخیص میوه خیار و ساقه آن، به‌ترتیب برابر با 96.1 و 88.0 درصد بود. این در حالی بود که این مدل به لحاظ تعداد پارامتر و سرعت تشخیص هم عملکرد بسیار خوبی داشت. از این سامانه می‌توان در توسعه روبات برداشت صیفی‌جات خودران استفاده کرد.

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.

چکیده برنج، به‌عنوان یکی از قدیمی‌ترین محصولات کشاورزی، نقشی اساسی در تأمین تغذیه و معیشت مردم دارد و با توجه به سطح زیرکشت، تولید و مصرف، از جایگاه مهمی برخوردار است. در این راستا، این پژوهش با استفاده از مطالعات اسنادی، مصاحبه‌های میدانی و تحلیل‌های مبتنی بر مدل برنامه‌نویسی ژنتیک چندژنی، به بررسی، مقایسه شاخص‌های انرژی و مدل‌سازی عملکرد ارقام محلی هاشمی و علی‌کاظمی و پرمحصول فجر و شیرودی پرداخته است و داده‌های آن از 385 مالک و کشاورز این دو نوع رقم در شهرستان رشت جمع‌آوری شده است. در مقایسه با ارقام محلی، ارقام پرمحصول از نظر شاخص‌های نسبت انرژی، بهره‌وری انرژی و انرژی ویژه به‌ترتیب 76.47، 76.92، 77.70 درصد و افزوده خالص انرژی بیش از 15 برابر بهبود داشت. در مدل برنامه‌نویسی ژنتیک چندژنی، اعتبارسنجی متقاطع نشان داد مدل با 65 درصد داده‌ها نتایجی مشابه استفاده از 80 درصد داده‌ها ارائه می‌دهد. با افزایش عمق درخت از 4 به 12، بیشترین ضریب تبیین برای عمق درخت 4 در رقم محلی 0.95 و در رقم پرمحصول 0.94 بود. همچنین، در تحلیل حساسیت اثر نهاده‌های مواد آلی (کمپوست، بذر، کاه و کلش برنج) و سوخت و برق به‌عنوان عامل اصلی در برآورد عملکرد شلتوک در دو رقم شناسایی شدند. نهاده‌های مواد آلی با بهبود حاصلخیزی خاک، و سوخت و برق با تأثیرگذاری بر عملکرد ماشین‌های کشاورزی و کارایی عملیات زراعی، نقش کلیدی در عملکرد پایدار مزارع شلتوک دارند. یافته‌های این تحقیق می‌تواند به تولیدکنندگان کمک کند تا با مدیریت مناسب منابع مصرفی، کیفیت و کمیت محصول خود را بهبود بخشند.

چکیده پژوهش حاضر با هدف طراحی و ساخت شاسی حامل هرس بشقابی در محیط انباره خاک آزمایشگاهی، اجرا شده است. پس از طراحی و ساخت، نیروی کششی مورد نیاز یک گروه 4 بشقابه هرس بشقابی تحت اثر چهار متغیر مستقل در ورودی شامل سرعت پیشروی در دو سطح (6.43 و 13.15 متر بر دقیقه)، رطوبت خاک در دو سطح (2.37 و 13.25 درصد بر مبنای وزن‌تر)، نوع لبه بشقاب در دو سطح (ساده و کنگره‌دار) و زاویه قرارگیری گروه بشقاب در سه سطح (0، 15 و 30 درجه) اندازه‌گیری شد. نتایج ارزیابی اولیه نشان داد که شاسی طراحی‌شده از استحکام کافی در آزمون‌ها برخوردار بود. اثر رطوبت خاک، سرعت پیشروی، زاویه گروه بشقاب و اثر متقابل رطوبت در بشقاب همچنین بشقاب در سرعت بر نیروی کششی معنی‌دار بودند. افزایش سرعت پیشروی و زاویه گروه بشقاب موجب افزایش نیروی کششی اما افزایش رطوبت خاک موجب کاهش آن شد. در رطوبت 2.37 درصد، بشقاب‌های لبه صاف نیروی کشش بیشتری ایجاد کردند، اما در رطوبت 13.25 درصد این تفاوت معکوس شد. بیشترین (3.588 نیوتن) و کمترین (1.724 نیوتن) نیروی کششی مربوط به بشقاب لبه صاف به‌ترتیب در رطوبت 2.37 و 13.25 درصد بود. در سرعت 6.43 متر بر دقیقه، بشقاب ساده و کنگره‌دار، نیروی کششی تقریباً یکسانی نیاز داشتند اما در سرعت پیشروی 13.15 متر بر دقیقه، بشقاب لبه‌کنگره‌دار به نیروی کششی بسیار بیشتری نیاز داشت. این نتایج نشان می‌دهند که تنظیم بهینه سرعت پیشروی، نوع لبه و زاویه گروه بشقاب با توجه به شرایط رطوبتی خاک می‌تواند عملکرد را بهبود بخشد.