بررسی عوامل مؤثر بر خردشدگی خاک طی عملیات خاکورزی و تعیین نقاط بهینه عوامل تأثیرگذار با استفاده از منطق فازی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی، دانشکده فناوری کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشیارگروه مهندسی مکانیک ماشینهای کشاورزی، دانشکده فناوری کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

ایجاد ساختمان مناسب در خاک به­منظور رشد محصول از اهمیت زیادی برخوردار است و یکی از مشخصه­های اصلی ساختمان خاک، اندازه­ی خاک‌­دانه‌ها است. راه­های مختلفی برای نشان دادن وضعیت پایداری خاک­دانه­ها و درجه خردشدگی وجود دارد که تعیین میانگین وزنی قطر خاک­دانه­ها(MWD) یکی از آن­ها است.محققان عموماً (MWD)را مهم‌ترین معیار کمّی به­منظور بیان درجه­ی خرد شدن خاک می‌شناسند.در این تحقیق تأثیر برخی از عوامل مؤثر بر خرد شدن خاک در ترکیب ادوات خاک­ورزی اولیه و ثانویه شامل زیرشکن، گاوآهن برگرداندار و دیسک ثانویه (ترکیب خاک­ورزی مرسوم در منطقه) به­منظور تهیه­ی زمین برای کاشت محصولات زراعی (غلات) مورد بررسی قرار گرفت که شامل محتوی رطوبتی خاک در دو سطح، سرعت پیش­روی تراکتور در پنج سطح و لایه­های عمقی شخم نیز در پنج سطحبود.آزمایش­های مزرعه‌ای­ در مزرعه آموزشی و تحقیقاتی دانشگاه محقق اردبیلی در قالب طرح کاملاً تصادفی (CRD) با سه تکرار انجام شد. در این مقاله، یک مدل هوشمند، بر اساس رویکرد اصول مدل فازی ممدانی،که برای پیش‌بینی خردشدگی خاک طی عملیات خاک­ورزی توسعه یافته شده، استفاده گردیده است. این مدل فازی شامل 50 قانون بود.نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثرات اصلی رطوبت، سرعت پیش­روی و لایه­های عمقی شخم به­ طور مجزا بر روی مقدار خردشدگی خاک معنی­دار بود (سطح احتمال 1%). به طوری که با افزایش سرعت پیشروی و لایه­های عمقی شخم و محتوی رطوبتی خاک،(MWD)به­طور معنی­داری افزایش یافت. هم­چنین نتایج مدل فازی نشان داد که نقاط بهینه عوامل مورد بررسی برای اجرای یک شخم بهینه و مناسب در خاک شن­لومی مورد بررسی که در آن تقریباً 50% خاک دانه­ها در محدوده 5/0 تا 6 میلی­متر توزیع شده باشند، به ترتیب برای رطوبت 16-12%، سرعت پیشروی 92/5 کیلومتر بر ساعت و لایه­ عمقی شخم 15 سانتی متر به­دست آمد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Factors Affecting Soil Fragmentation during Tillage Practice and Determining the Optimal Range of the Parameters using a Fuzzy Logic Approach

نویسندگان [English]

  • R. Sedghi 1
  • Y. Abbaspour Gilandeh 2
1 Former M.Sc. student, Department of Agricultural Machinery, College of Agricultural Technology and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Associate Professor, Department of Agricultural Machinery, College of Agricultural Technology and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
چکیده [English]

Good soil structure is important for crop growth. One of the main characteristics of the soil structure, which affects the plant growth and its yield, is soil aggregate size distribution. There are several ways to characterize the stability of soil aggregates such as the mean weight diameter (MWD). Researchers generally use MWD as the most important criterion to express the degree of soil fragmentation of a loamy sand soil. In this study, the effects of soil moisture content at two levels, tractor forward speed at five levels and working depth at five levels were investigated on soil fragmentation for seedbed preparation using a combination of primary and secondary tillage implements of subsoiler, moldboard plow and disk harrow as conventional tillage combination in the region. Field experiments were carried out in the research field of University of Mohaghegh Ardabili based on a completely randomized design (CRD) with three replications. In this paper, an intelligent model based on Mamdani fuzzy model was developed to predict soil fragmentation during tillage practice. The model included 50 laws. Analysis of variance showed that the main effects of travel speed and working depth were significant on the soil fragmentation (at probability level of 1%). By increasing the forward speed, working depth and soil moisture content, MWD of aggregates significantly increased. Moreover, the interactive effect of speed and working depth was significant (at probability level of 1%). Also, using the fuzzy model, the optimum range of the investigated parameters was achieved 12-16% for moisture content of a loamy sand soil, 5.92 km/h for travel speed and 15 cm for working depth.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tillage
  • Soil Crumbling
  • Mean Weight Diameter of Aggregates
  • Fuzzy Approach