مهندسی زراعی

چکیده از مهمترین مسائل در سمپاشی مزارع و گلخانه‌ها کاهش مصرف سم استفادهشده، کاهش اثرات خطرناک سمپاشی، حفظ محیط زیست، ارتقاء کیفیت پاشش و افزایش سلامت افراد است. در این پژوهش، ربات با اندازه‌گیری حجم توده گیاه اقدام به محلول‌پاشی می‌کند. ربات بین ردیف بوته‌ها قرار می‌گیرد و سپس شروع به حرکت می‌کند تا محل قرارگیری بوته را تشخیص دهد. با تشخیص بوته و قرارگیری ربات روبروی بوته، حرکت خطی ربات متوقف می‌شود. پس از آن بازوی ربات به صورت مرحله به مرحله باز می‌شود و در هر مرحله اقدام به عکس‌برداری مقطع به مقطع از بوته مقابل خود می‌کند. سپس به محاسبه حجم توده گیاه در هر مقطع پرداخته و براساس حجم تخمین زده‌شده، اقدام به محلول‌پاشی همان مقطع می‌کند. ربات مورد نظر پس از برآورد پارامترهای طراحی در نرم‌افزارSolidworks 2016 طراحی و سپس ساخته‌شد. بازو قادر است گیاهان تا ارتفاع 270 سانتیمتر را ارزیابی کرده و محلول‌پاشی کند. نتایج حاصل از ارزیابی نشان می‌دهد که ربات قادر است در تشخیص بوته‌های با حجم‌های گوناگون، مقادیر متفاوتی از محلول را پاشش کند و مقدار محلول پاشش‌شده توسط ربات متناسب با حجم بوته‌ها بود. میانگین مقدار حجم محلول پاشش‌شده توسط ربات 125/27 میلی‌لیتر و میانگین مقدار حجم محلول پاشششده توسط کارگر 1/33 میلی‌لیتر شد. نتایج تجزیه واریانس در قالب طرح کاملا تصادفی نشان دهنده اطمینان از وجود اختلاف معنادار بین پاشش محلول توسط ربات و پاشش محلول توسط کارگر است.

چکیده این مطالعه با هدف منشاء‌یابی و تعیین میزان آلودگی گرد و غبار خیابانی شهر اهواز به فلزات سرب، روی و مس انجام شد. بدین منظور از گرد و غبار معابر و خیابان‌های 69 نقطه و خاک سطحی (5-0 سانتی‌متری) 23 نقطه‌ی شهر اهواز در بهمن‌ماه 1393 نمونه‌برداری و الگوی توزیع اندازه ذرات آن-ها به روش پراش پرتو لیزر، مقادیر آنیون‌ها و کاتیون‌های محلول به روش کروماتوگرافی یونی و غلظت فلزات سنگین در نمونه‌های جمع-آوری شده با استفاده از دستگاه ICP تعیین گردید. نتایج نشان داد که توزیع اندازه ذرات گرد و غبار در نمونه‌های مورد بررسی دارای الگوی توزیع دوقله‌ای با فراوانی بیشتر ذرات در اندازه سیلت و سپس شن ریز است. به‌گونه‌ای که 57 تا 89 درصد ذرات گرد و غبار جمع‌آوری شده را سیلت و 5 تا 16 درصد ذرات را شن ریز تشکیل می‌دهد. بررسی ترکیب شیمیایی ذرات گرد و غبار از لحاظ میزان آنیون‌ها و کاتیون‌های محلول نیز حاکی از فراوانی یون‌های سدیم، کلسیم، کلراید و سولفات در نمونه‌های جمع‌آوری شده است که در مقایسه با خاک‌های منطقه مقادیر بسیار بیشتری را نشان می‌دهد. نتایج نشان داد که میانگین غلظت تمامی فلزات مورد بررسی از متوسط خاک‌های منطقه و پوسته‌ی فوقانی زمین بیشتر بوده و به‌صورت روی ˂ مس ˂ سرب می‌باشد. همچنین نتایج نشان داد که گرد و غبار خیابانی شهر اهواز در رابطه با عناصر مطالعه شده در وضعیت آلودگی زیاد قرار دارد. متوسط شاخص آلودگی یکپارچه‌ی نمرو 26/7 به‌دست آمد که آلودگی زیاد گرد و غبار خیابانی را در شهر اهواز نشان می‌دهد.

چکیده استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر به خصوص فناوری زیست‌گاز، یک الزام برای تامین انرژی پایدار است. از این رو توجه ویژه به پسماندهای با پتانسیل آلایندگی زیاد از جمله ویناس، جهت تامین خوراک زیست‌توده‌ای مورد نیاز هضم و تولید زیست‌گاز لازم است. با توجه با محتوای غنیِ مواد آلی ساده ویناس، می‌توان از آن جهت تولید زیست گاز و کود دارای آلودگی کمتر استفاده کرد. از بین شرایط عملیاتی مؤثر بر عملکرد یک هاضم بی هوازی، دما و pH مهمترین پارامترها هستند، بنابراین در این مطالعه، به بررسی این دو پارامتر در هضم بی‌هوازی ویناس پرداخته شده است. متغیرهای وابسته عبارت بودند از: مقدار تولید زیست‌گاز به ازای VS اولیه، مقدار حذف مواد جامد فرار (VS-R)، مقدار حذف اکسیژن خواهی شیمیایی (COD-R) و درصد زیست‌گاز تصفیه شده. با توجه به نتایج، مقدار بهینه دما برای تولید حداکثر حجم زیست گاز و همچنین حداکثر حذف COD، حداکثر درصد گاز تصفیه شده و حداکثر حذف VS، 35 درجه سلسیوس و در صورت عدم محدودیت انرژی و اقتصادی، 40 درجه سلسیوس به دست آمد. همچنین مقدار pH بهینه برای تولید حداکثر حجم زیست‌گاز، حداکثر حذف COD و حداکثر حذف VS، برابر با 7 و برای حداکثر درصد گاز تصفیه شده برابر با 7 یا 2/7، به دست آمد. همچنین، حساسیت تغییرات شاخص‌های مورد مطالعه نسبت به تغییرات pH بیش از تغییرات دمایی بود.

چکیده سلامت خاک وابسته به منشا تشکیل‌دهنده، کاربری و مدیریت آن است. در این پژوهش، اثرات فعالیت جایگاه دفع زباله‌ سراوان رشت، گیلان، از طریق شاخص‌های کیفیت تجمعی ساده، وزنی و نمرو بررسی شد. براساس فاصله از جایگاه، شیب، ارتفاع و مسیر حرکت شیرابه، 32 نمونه‌ مرکب از عمق 15-0 سانتی‌متر با پوشش گیاهی یکسان در سه تکرار برداشت گردید. 17ویژگی خاک به‌عنوان مجموعه کل داده‌ها اندازه‌گیری شدند. میانگین ویژگی‌های آهن و فسفر قابل‌دسترس، هدایت الکتریکی و نیتروژن کل به‌طور معنی‌داری بیشتر از شاهد و میانگین روی و مس قابل‌دسترس، کربن آلی، تنفس پایه، کربن زیتوده‌ی‌میکروبی و فعالیت آنزیم‌های اوره‌آز و فسفاتاز‌ قلیایی به‌طور معنی‌داری کمتر از شاهد بود (01/0p <). از طریق تجزیه به مولفه‌ اصلی، از چهار مولفه با سهم %73 از واریانس کل، شش ویژگی (کربن زیتوده‌میکروبی، سیلت، فسفر و مس قابل‌دسترس، رس و هدایت الکتریکی)، به‌عنوان مجموعه حداقل داده‌ها انتخاب شدند. میانگین شاخص کیفیت تجمعی ساده و وزنی از طریق مجموعه کل داده‌ها در مسیر عبور شیرابه (به‌ترتیب 54/0 و 51/0) و اراضی کشاورزی پایین-دست (به‌ترتیب 55/0 و 52/0) با درجه‌ کیفیت به‌ترتیب III و IV، تفاوت معنی‌داری با شاهد (به‌ترتیب 62/0 و 63/0) با درجه‌ کیفیت به‌-ترتیب II، III داشته و مبین کاهش کیفیت خاک در مسیر شیرابه و اراضی کشاورزی پایین‌دست است. درجه‌ کیفیت با مجموعه حداقل داده‌ها برای همه‌ شاخص‌های کیفیت خاک در معرض فعالیت جایگاه و شاهد یکسان بود. براساس نتایج، تغییر کاربری عرصه‌های جنگلی به جایگاه دفع زباله سبب کاهش کیفیت خاک در مسیر حرکت شیرابه و اراضی پایین‌دست شده است.

چکیده مدل‌های گیاهان زراعی از بخش‌های مهم مدلسازی‌های اکولوژیک می‌باشد زیرا این مدل‌ها امکان پیش‌بینی سیستم‌های گیاهی و افزایش فهم درباره چگونگی عملکرد آنها را فراهم می‌آورد. گندم یکی از محصولات زراعی کلیدی است که در سراسر جهان کشت می‌شود، لذا مطالعه این محصول استراتژیک اهمیت ویژه‌ای دارد و این تحقیق با هدف مدلسازی عملکرد گندم با برخی خصوصیات خاک و مشخص نمودن مهم‌ترین فاکتورهای خاکی موثر در عملکرد گندم در مزرعه آموزشی و تحقیقاتی دانشگاه زابل انجام شد. نمونه‌برداری از خاک سطحی (30 – 0 سانتی‌متری) صورت گفت و بافت خاک، واکنش خاک، هدایت الکتریکی، هدایت الکتریکی ظاهری خاک، کربن آلی، فسفر، پتاسیم و ازت خاک با روش‌های معمول در نمونه‌ها اندازه گیری شدند. نمونه های گیاه گندم از پلات یک مترمربع برداشت شد و وزن دانه، وزن کل و وزن هزار دانه اندازه‌گیری شد. مدلسازی عملکرد به سه روش رگرسیونی خطی چندمتغیره، شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون و ماشین‌های‌ بردار پشتیبان انجام شد. برای تعیین مهم‌ترین فاکتورهای خاک موثر در عملکرد گندم در این پژوهش از آنالیز حساسیت استفاده شد. نتایج مقایسه مدل‌های مورد استفاده در پیش-بینی اجزاء عملکرد گندم با استفاده از ویژگی‌های خاک نشان داد که بالاترین ضریب تبیین و کمترین ریشه میانگین مربع‌های خطا در تخمین هر سه شاخص عملکرد گندم مربوط به روش شبکه عصبی پرسپترون بود (وزن دانه با ضریب تبیین برابر 61/0، وزن هزار دانه با ضریب تبیین برابر 64/0 و عملکرد کل با ضریب تبیین برابر 76/0).

چکیده این پژوهش با هدف بررسی اثر زئولیت کلینوپتیلولایت بر برخی شاخص‌های کیفیت خاک و همچنین شاخص‌های رشد و عملکرد گندم انجام شد. بدین منظور، آزمایشی مزرعه‌ای در قالب طرح کرت‌های خرد شده بر پایه بلوک‌های کامل تصادفی در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه کردستان انجام شد. تیمارهای مورد‌مطالعه در این پژوهش شامل زئولیت طبیعی در چهار سطح صفر، 5، 10 و 15 تن در هکتار و مقادیر نیتروژن در پنج سطح صفر، 50، 100، 150 و 200 کیلوگرم در هکتار بودند. شایان ذکر است که زئولیت مورد‌استفاده در سال 1397 با لایه سطحی خاک مخلوط و این آزمایش در سال 1398 بدون اضافه شدن زئولیت تکرار شد. مزرعه در سال اول تحت کشت سیب‌زمینی و در سال دوم تحت کشت گندم قرار گرفت. نتایج حاصل از سال دوم نشان داد که تأثیر کاربرد زئولیت، نیتروژن و اثر مثقابل آن‌ها برρb و ρp کاهشی و بر f، Ks، CEC، EC و pH خاک افزایشی بودند. نتایج همچنین نشان داد که مقدار پروتئین دانه، وزن هزار دانه، تعداد سنبله، تعداد دانه در سنبله، عملکرد اقتصادی، عملکرد بیولوژیک و شاخص برداشت تحت‌تأثیر کاربرد زئولیت، نیتروژن و اثر مثقابل آن‌ها قرار گرفتند، و‌لیکن تأثیر آن‌ها بر غلظت کلروفیل معنی‌دار نبود. صفات زراعی بهبود یافته و افزایش تولید دانه به‌دلیل استفاده از زئولیت را می‌توان به بهبود شاخص‌های کیفیت خاک و همچنین افزایش جذب نیتروژن ارتباط داد. در مجموع نتایج نشان داد که کاربرد همزمان زئولیت و نیتروژن در خاک می‌تواند یک رویکرد سودمند برای افزایش کارایی کودهای نیتروژنه و همچنین بهبود پایداری در سیستم‌های کشاورزی باشد.

چکیده شناخت وضعیت اراضی از نظر قابلیت کشت یک گیاه زراعی خاص اهمیت زیادی دارد و سبب می‌شود تا در اولویت‌بندی اختصاص اراضی به کشت گیاهان زراعی مختلف هوشمندانه‌تر عمل کنیم. این تحقیق با هدف ارزیابی تناسب اراضی استان گلستان برای کشت محصول سویا و میزان انطباق مزارع زیر کشت فعلی با لایه‌های تناسب اراضی به دست آمده انجام شد. این مطالعه در اراضی زراعی استان گلستان با مساحتی برابر 821 هزار هکتار انجام شد که ابتدا اراضی واقعی زیر کشت سویا با استفاده از 1674 نمونه‏ی زمینی برداشت‏شده از محصولات مختلف و روش پردازش تصویر شیءگرا (OBIA) تفکیک شد. سپس با استفاده از لایه‌های خصوصیات خاک، اقلیم و توپوگرافی، اراضی مستعد کشت این گیاه در محدوده مورد مطالعه مشخص شد. اهمیت نسبی هر عامل از فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) تعیین شد. در نهایت نقشه تناسب اراضی برای کشت این محصول تهیه و با انطباق لایه مزارع تفکیک شده با کلاسه‏های تناسب متناظر، وضعیت تناسب اراضی زیر کشت این محصول تحلیل شد. نتایج به دست آمده از تجزیه و تحلیل سلسله مراتبی نشان داد که معیار خاک بر مکان‌یابی کشت سویا با ضریب 52/0 بیشترین تأثیرگذاری را داشت. نتایج نشان داد که بیش‌تر اراضی (حدود 87 درصد)، در طبقه مستعد و حدود 13 درصد در طبقه نسبتاً مستعد قرار دارند. بررسی انطباق اراضی زیر کشت سویا با طبقات تناسب اراضی سویا نشان داد که 99 درصد سطح اراضی سویا در طبقه تناسب مستعد ‏گرفته‏اند که نشان می‏دهد کشاورزان در انتخاب موقعیت اراضی زیر کشت خود به خوبی عمل کرده‏اند.