مهندسی زراعی

چکیده شوری خاک یک مشکل عمده در مناطق خشک و نیمه‌خشک است که باعث کاهش عملکرد و در نتیجه ناامنی غذایی می‌شود. شوری خاک با محدود کردن دسترسی به آب، ایجاد عدم تعادل تغذیه‌ای و ایجاد تنش اسمزی در گیاهان، رشد گیاه را محدود می‌کند. کمبود فسفرنیز از مشکلات رایج در این مناطق است.. تامین سطح بهینه عناصر غذایی خصوصاً فسفر باعث کاهش اثرات تنش شوری و بهبود عملکرد خواهد شد. هدف از این آزمایش تعیین حد بحرانی فسفر در خاک و برگ برای کینوا در شوری‌های مختلف است. به همین منظور آزمایشی بر مبنای طرح کاملاً تصادفی بصورت فاکتوریل با سه فاکتور سطح اولیه فسفر شامل 10 سطح (S1-S10)، کاربرد فسفر 2 سطح (کاربرد و عدم کاربرد) و دو سطح شوری آب آبیاری (dS/m6 و12) با سه تکرار در گلدان اجرا گردید. نتایج نشان داد تنش شوری شدید عملکرد دانه و زیست توده را به ترتیب 17 و 24 درصد کاهش داد ولی شاخص برداشت افزایش یافت. کاربرد کود فسفر عملکرد دانه و شاخص برداشت را افزایش داد. تنش شوری موجب افزایش غلظت فسفر در برگ و اندام هوایی و در نهایت جذب فسفر شد ولی فسفر دانه کاهش یافت. بیشترین تأثیر مثبت فسفر در خاک‌هایی با شوری متوسط مشاهده شد. نتایج اثر متقابل نشان داد که سطوح اولیه فسفر نیز نقش مهمی در تعیین میزان تأثیر شوری و کود فسفر داشت. خاک‌های با فسفر قابل جذب 8 و 13 میلی‌گرم بر کیلو‌گرم عملکرد بهتری در شرایط تنش متوسط و کاربرد فسفر نشان دادند، درحالی‌که خاکی با فسفر قابل جذب 16 میلی‌گرم بر کیلوگرم در شرایط شوری شدید کمترین مقادیر را داشت. حد بحرانی فسفر برای خاک‌های با شوری متوسط و بالا به ترتیب 9/8 و 8/13 میلی‌گرم در کیلوگرم و براساس فسفر برگ 9/1 و25/2 گرم بر کیلوگرم به‌دست آمد.

چکیده این پژوهش با هدف بررسی وضعیت موجود فرآیند تبدیل و جمع‌آوری داده‌های واقعی از مراحل خشک کردن، پوست‌کنی و سفید کردن در کارخانه‌های شالیکوبی استان خوزستان انجام شد. برای این منظور، سه نوع شالیکوبی- بر اساس ترکیب ماشین‌های تبدیل شلتوک به برنج- پس از شناسایی کارگاه‌های فعال استان انتخاب شدند. این انواع شامل: A (بوجار شلتوک، سفیدکن تیغه‌ای به‌عنوان پوست‌کن، دو سفیدکن تیغه‌ای موازی، و درجه‌بند)، B (سنگ‌گیر، بوجار، پوست‌کن غلطک لاستیکی، پادیه، سفیدکن سایشی، صیقل‌دهنده، و درجه‌بند)، و C (سنگ‌گیر، بوجار، پوست‌کن غلطک لاستیکی، پادیه، دو سفیدکن سایشی سری، صیقل‌دهنده، و درجه‌بند) بودند. عملکرد این شالیکوبی‌ها با استفاده از رقم غالب منطقه یعنی برنج عنبربود، بر اساس شاخص‌هایی نظیر ناخالصی شلتوک، درصد پوست‌کنی، درصد شکستگی برنج قهوه‌ای و سفید، راندمان تبدیل، درجه سفیدی، و پارامترهای کیفی (آمیلوز، درجه ژلاتینی شدن، و نسبت طول به عرض دانه) ارزیابی و مقایسه شد.نتایج نشان داد که شالیکوبی نوع C با کمترین میزان شکستگی برنج قهوه‌ای پس از پوست‌کنی (17.3 درصد) و برنج سفید پس از سفید کردن (17.4 درصد)، و همچنین بیشترین درجه سفیدی (7/58 درصد)، عملکرد برتری از خود نشان داد. با این وجود، تفاوت معناداری در راندمان تبدیل و پارامترهای کیفی برنج در سه نوع شالیکوبی مشاهده نشد. بر اساس این یافته‌ها، استفاده از شالیکوبی‌های B و C برای تبدیل شلتوک رقم عنبربو و ارقام مشابه در خوزستان نسبت به انواع سنتی ارجحیت دارد. لذا، برای فرآوری برنج عنبربو در این استان، استفاده از پوست‌کن غلطک لاستیکی و سفیدکن سایشی به‌جای پوست‌کن‌های تیغه‌ای قویاً توصیه می‌شود.

چکیده رفتار آهن در شکل‌های شیمیایی مختلف فاز جامد خاک، عامل کلیدی تعیین‌کننده دسترسی این عنصر در خاک‌های آهکی است. این پژوهش با هدف بررسی نقش پرایمینگ بذر با آمینوکلات‌های آهن در تغییر الگوی توزیع شکل‌های شیمیایی آهن خاک و بهبود جذب آن در گیاه آفتابگردان (رقم اسکار) انجام شد. آزمایش مزرعه‌ای در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمارها شامل پرایمینگ بذر با محلول‌هایی با غلظت معادل دو درصد از آمینوکلات‌های گلایسین–آهن [Fe(Gly)₂] و متیونین–آهن [Fe(Met)₂]، سولفات آهن و شاهد (بدون پرایم) بودند. پس از برداشت، pH خاک، آهن قابل‌دسترس، توزیع شکل‌های شیمیایی آهن در فاز جامد خاک و غلظت و جذب آهن در برگ و دانه اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که پرایمینگ بذر با آمینوکلات‌های گلایسین- آهن و متیونین- آهن با کاهش معنی‌دار pH خاک، به ترتیب سبب افزایش غلظت آهن قابل دسترس خاک (2/29 و 1/36 درصد)‌، غلظت آهن دانه (4/10 و 6/12 درصد) و جذب آهن دانه (7/60 و 5/71 درصد) نسبت به تیمار شاهد شد. کاربرد آمینوکلات‌های آهن به ویژه متیونین- آهن سبب افزایش معنی‌دار آهن تبادلی و آهن متصل به ماده آلی در خاک شد. در مقابل سهم نسبی آهن به فرم کربناتی نسبت به تیمار سولفات آهن و شاهد کاهش یافت. آهن قابل دسترس با اجزای تبادلی و متصل به ماده آلی (به ترتیب **86/ 0r= و **84/ 0r=) و نیز جذب آهن دانه(**87/ 0r=) همبستگی مثبت معنی‌داری نشان داد. این نتایج حاکی از نقش محوری این دو بخش در تأمین آهن گیاه و مشارکت مستقیم آن‌ها در فرآیند انتقال و دسترسی‌ آهن در خاک‌های آهکی است. نتایج این پژوهش نشان داد که پرایمینگ بذر با آمینوکلات‌های آهن می‌تواند الگوی توزیع شکل‌های شیمیایی آهن را در خاک‌های آهکی تغییر دهد. این رویکرد موجب افزایش سهم شکل‌های فعال آهن و کاهش نقش مخازن کم‌تحرک آن شد. در نتیجه، کارایی تأمین آهن برای گیاه افزایش یافت و ظرفیت خاک برای بهبود تغذیه آهن آفتابگردان در شرایط کمبود آهن به‌طور معنی‌داری تقویت گردید.

چکیده هدایت خودکار تراکتورهای کشاورزی نیازمند تعیین دقیق جهت و موقعیت حرکت آنها است، که برای این کار می‌توان از حسگرهای مختلفی استفاده نمود. با ترکیب داده‌های GPS و IMU با فیلتر کالمن، موقعیت و جهت قرارگیری دقیق تراکتور تعیین می‌گردد. در این پژوهش، با هدف توسعه یک سامانه ناوبری اینرسی (INS) برای هدایت تراکتورهای کشاورزی، از ماژول GPS مدل NEO-6M، ماژول IMU مدل MPU6050 و ماژول قطب‌نما مدل CMPS03 استفاده شد. وظیفه اخذ داده از ماژول‌های GPS و IMU و قطب‌نما و ترکیب داده‌های آنها و نمایش و ذخیره نتایج بر عهده برد میکروکنترلر آردوینو مدل MEGA2560 بود. برنامه‌نویسی و پیاده‌سازی الگوریتم ترکیب داده‌ها و برنامه‌ریزی میکروکنترلر در محیط IDE آردوینو انجام شد. مطابق نتایج ارزیابی آزمایشگاهی، مقادیر زوایای بدست آمده از ژیروسکوپ در ابتدا بدون نویز و بدون آفست بودند، لیکن با گذشت زمان بدلیل خطاهای موجود در فرآیند انتگرال‌گیری، دچار انحراف از مقدار اولیه (دریفت) شدند. مقادیر زوایای پیچ و رول بدست آمده از داده‌های شتاب‌سنج دارای نویز و آفست بودند. استفاده از فیلتر کالمن توسعه‌یافته باعث حذف نویزها و دریفت از مقادیر زوایای پیچ و رول گردید. همچنین ترکیب مقادیر زاویه قطب‌نمای دیجیتال با مقدار زاویه یاو بدست آمده از داده‌های ژیروسکوپ با فیلتر کالمن، منجر به حذف دریفت از مقادیر زاویه یاو شد. با تلفیق داده‌های GPS و IMU به کمک فیلتر کالمن، دقت بالاتری در تعیین موقعیت تراکتور حاصل شد. جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) در تعیین موقعیت تراکتور در جاده توسط سامانه در راستای X برابر با 61/4 متر، در راستای Y برابر با 50/3 متر و در کل 09/4 متر بدست آمد. همچنین حداکثر خطا در تعیین موقعیت (Emax) در راستای X برابر با 15/11 متر و در راستای Y برابر با 05/11 متر و در کل 15/11 متر بوده است. با تکمیل سامانه پیشنهادی در این پژوهش می‌توان از آن برای هدایت خودکار تراکتورهای کشاورزی استفاده نمود.

حقوق ناشر محفوظ است.

چکیده ذرت به عنوان یکی از غلات راهبردی در امنیت غذایی جهانی، نیازمند حفظ خلوص ژنتیکی بذرهای هیبرید است. همپوشانی ویژگی‌های ظاهری ارقام مختلف ذرت، طبقه‌بندی سنتی را با چالش مواجه کرده است. این پژوهش به منظور بررسی شش معماری یادگیری عمیق (MobileNet، DenseNet121، MobileNetV2، MobileNetV3Small، MobileNetV3Large و NASNetMobile) برای طبقه‌بندی پنج رقم تجاری بذر ذرت (KSC201، KSC260، KSC400، KSC703 و KSC705) انجام شد. مجموعاً ۹۳۷۴ تصویر با سامانه تصویربرداری کنترل‌شده تهیه و به سه بخش آموزش (۶۱۱۴)، اعتبارسنجی (۱۸۷۵) و آزمون (۱۳۸۵) تقسیم شدند. همه مدل‌ها با بهینه‌ساز Adam نرخ یادگیری (۰۰۰۱/۰) به مدت ۵۰ دوره اجرا شدند. مدل MobileNet با دقت 04/97 درصد و امتیاز F1 معادل 67/96 درصد بهترین عملکرد را داشت و مدل DenseNet121 با دقت 96/۹5 درصد در رتبه دوم قرار گرفت. مدل MobileNetV3Small بهتر از MobileNetV3Large عمل کرد که احتمالاً ناشی از بیش‌برازش جزئی در مدل بزرگ‌تر است. NASNetMobile با دقت 08/87 درصد و امتیاز F1 برابر 22/86 درصد ضعیف‌ترین عملکرد را ثبت کرد. تحلیل ROC نشان داد مدل‌های MobileNet، DenseNet121، MobileNetV3Small و MobileNetV3Large همگی به AUC ایده‌آل برابر ۱ دست یافتند. بر اساس ماتریس‌های اغتشاش، مدل MobileNet کمترین خطای طبقه‌بندی در همه کلاس‌ها را داشت، کلاس KSC260 پایدارترین نتایج وKSC705 دشوارترین کلاس برای طبقه‌بندی بودند. با توجه به مبادله بین دقت و کارایی محاسباتی، MobileNet برای حداکثر دقت، DenseNet121 برای تعادل عملکرد، و MobileNetV3Small برای محیط‌های با محدودیت منابع (مانند دستگاه‌های موبایل) توصیه می‌شوند. یافته‌های این پژوهش مرجعی عملی برای طبقه‌بندی خودکار محصولات کشاورزی با یادگیری عمیق فراهم می‌کند.

چکیده نیتروژن، فسفر و پتاسیم از مهم‌ترین عناصر غذایی پرمصرف برای گیاهان به‌شمار می‌روند. جابجایی عمقی نیترات به خارج از ناحیه ریشه (که در این مطالعه تا عمق ۳۰ سانتی‌متری شبیه‌سازی شده) یکی از عوامل اصلی آلودگی آب‌های زیرزمینی و بروز پدیده پرغذایی (اوتریفیکاسیون) آب‌های سطحی است. در خاک‌های آهکی مورد استفاده در این پژوهش که دارای بافت لومی بودند، رفتار این عناصر تحت کاربرد کودهای مایع و آبیاری قطره‌ای به‌طور کامل شناخته‌نشده است. این پژوهش با هدف تعیین نسبت بهینه رقیق‌سازی کود مایع کامل NPK و بررسی پویایی عمودی نیترات، فسفر و پتاسیم در خاک آهکی لومی انجام شد. کود مورد استفاده در این پژوهش، یک کود مایع تجاری پایه با برند «وهیشتا» است.

آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه تکرار در ستون‌های خاک (ارتفاع ۳۵ سانتی‌متر و قطر ۲/۸ سانتی‌متر) در آزمایشگاه حاصلخیزی خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری در سال ۱۴۰۳ اجرا شد. تیمارها شامل چهار سطح رقیق‌سازی کود مایع کامل NPK (شاهد، ۱:۵، ۱:۱۰ و ۱:۲۰ کود به آب) و سه عمق خاک ( ۰ تا ۱۰، ۱۰ تا ۲۰ و ۲۰ تا ۳۰ سانتی‌متر) بود. خاک دارای بافت لوم، 7/7=pH و کربنات کلسیم بالا بود. آبیاری در سه مرحله انجام شد که فقط مرحله اول همراه با کود بود و رطوبت خاک تا ۶۰ درصد اشباع حفظ شد. پس از تجزیه جداگانه زه‌آب هر مرحله و خاک هر لایه، نتایج نشان داد که در رقیق‌سازی ۱:۵، ۴۸ درصد از نیترات محلول در مرحله اول آبیاری به عمق 30 سانتی‌متری منتقل شد، در حالی که این مقدار در رقیق‌سازی ۱:۱۰ به ۱۸ درصد کاهش یافت (معادل کاهش ۶۲ درصدی نسبت به تیمار ۱:۵). فسفر تحرک بسیار کمی داشت و بیش از ۹۲ درصد آن در لایه ۰ تا ۱۰ سانتی‌متری خاک تثبیت شد. پتاسیم تحرک متوسطی داشت و برخلاف نیترات، با توزیع نسبتاً یکنواخت در پروفیل خاک (۰ تا۳۰ سانتی‌متری) همراه بود. نسبت رقیق‌سازی ۱:۱۰ بهترین تعادل را بین در دسترس بودن عناصر غذایی برای جذب احتمالی گیاه در عمق خاک و کاهش خروج نیترات از عمق ۳۰ سانتی‌متری برقرار کرد. بنابراین، کاربرد کود مایع کامل NPK با نسبت رقیق‌سازی ۱:۱۰ در سیستم آبیاری قطره‌ای به‌عنوان راهکاری عملی برای مدیریت بهینه عناصر غذایی و کاهش ریسک آلودگی منابع آبی در خاک‌های آهکی مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران توصیه می‌شود.

چکیده رشد جمعیت و فرصت‌های اقتصادی باعث تغییر کاربری اراضی، تخریب و تبدیل جنگل‌ها به کشاورزی در سراسر جهان شده‌ و حاصلخیزی خاک و ویژگی‌های آن را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهد. به منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر برخی ویژگی‌های خاک، کاربری‌های جنگل، شالیزار و باغات کیوی 7 و 14 ساله در اراضی دانشگاه گیلان انتخاب شدند. در هر کاربری نمونه‌برداری مرکب خاک به طور کاملا تصادفی از دو عمق 20-0 و 40-20 سانتی‌متری انجام گرفت. ویژگی‌های خاک شامل توزیع اندازه ذرات، میانگین وزنی قطر خاکدانه، جرم مخصوص ظاهری، اسیدیته خاک، قابلیت هدایت الکتریکی، کربن آلی خاک، کربنات‌کلسیم معادل، نیتروژن کل، فسفر، پتاسیم،آهن و روی قابل استفاده با روش‌های استاندارد اندازه‌گیری و شاخص حساسیت و نسبت لایه‌بندی محاسبه شدند. تجزیه و تحلیل داده‌ها به صورت فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی بررسی گردید. نتایج نشان‌داد که بیش‌ترین مقدار شن، اسیدیته خاک، کربنات‌کلسیم معادل و پتاسیم قابل استفاده در باغ کیوی و بیش‌ترین مقدار رس و میانگین وزنی قطر خاکدانه به‌ترتیب در کاربری شالیزار و جنگل مشاهده شد. کاربری جنگل بیش‌ترین مقدار نیتروژن کل (به ترتیب 29/0 و 21/0 درصد) و باغ کیوی 14 ساله بیش‌ترین مقدار فسفر قابل استفاده (به‌ترتیب 24/26 و 88/11 میلی‌گرم بر کیلوگرم) در هر دو عمق سطحی و زیرسطحی را دارا بود. بیش‌ترین مقدار روی قابل استفاده (75/6 میلی‌گرم بر کیلوگرم) خاک سطحی نیز مربوط به باغ کیوی 14 ساله بود. نتایج شاخص حساسیت و نسبت لایه‌بندی نشان داد که تخریب کیفیت خاک در اثر تغییرکاربری جنگل به شالیزار نسبت به باغ کیوی بیش‌تر بوده ‌است. در بین ویژگی‌های خاک بیش‌ترین شاخص حساسیت در عمق سطحی شالیزار مربوط به نیتروژن کل و در باغات کیوی مربوط به میانگین وزنی قطر خاکدانه بود. بنابراین با توجه به حساسیت خاک به تخریب ناشی از تغییر کاربری جنگل، جلوگیری از تغییر کاربری اراضی از اقدامات ضروری به منظور مدیریت پایدار خاک در منطقه مورد مطالعه به شمار می رود.

چکیده استفاده از آینه‌های متمرکز کننده در خشک کن‌های خورشیدی راهکار موثری برای افزایش کارایی و بهینه سازی انرژی است. در این پژوهش، عملکرد یک خشک‌کن ترکیبی خورشیدی-پمپ حرارتی مجهز به آینه‌های متمرکزکننده برای خشک کردن برگ‌های نعنا مورد بررسی تجربی قرار گرفت. دستگاه طراحی‌شده شامل یک کلکتور خورشیدی سه‌گذره، پمپ حرارتی و سیستم آینه‌های متمرکزکننده تخت بود. آزمایش‌ها به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با سه فاکتور اصلی انجام شد. فاکتور اول دمای خشک‌کردن در سه سطح ۴۰، ۵۰ و ۶۰ درجه سانتی‌گراد، فاکتور دوم استفاده یا عدم استفاده از پمپ حرارتی و فاکتور سوم استفاده یا عدم استفاده از آینه‌های متمرکزکننده بود. نتایج پژوهش نشان داد که استفاده از آینه‌های متمرکزکننده و پمپ حرارتی تأثیر قابل توجهی بر بهبود پارامترهای انرژی دارد. استفاده همزمان از پمپ حرارتی و آینه‌های متمرکزکننده موجب کاهش 76 درصدی زمان خشک‌شدن و افزایش4/7درصدی بازده حرارتی کلکتور شد. بیشترین بازده حرارتی (1%/49) در دمای 40 درجه سانتی‌گراد با استفاده از آینه‌های متمرکزکننده حاصل شد. بیشترین نرخ استخراج رطوبت ویژه (SMER) در تیمار با دمای 60 درجه در شرایط استفاده از آینه‌های متمرکزکننده و پمپ حرارتی با مقدار 087/0 (کیلوگرم بر کیلووات ساعت) بوده است. این پژوهش نشان می‌دهد که سیستم ترکیبی پیشنهادی می‌تواند به‌عنوان یک راهکار کارآمد برای خشک‌کردن گیاهان دارویی حساس به حرارت مورد استفاده قرار گیرد.