ساخت و ارزیابی نفوذسنج مخروطی پشت تراکتوری مجهز به میله های نفوذ چندگانه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشجوی کارشناسی ارشد

3 مربی پژوهشی گروه مهندسی مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

4 استادیار گروه مهندسی زراعت و اصلاح نباتات دانشکده کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

فشردگی خاک یکی از مسایل جدی بسیاری از خاک­ها در نقاط مختلف دنیاست.  به علت تغییر شرایط رطوبتی خاک با زمان، تعیین نقشه­های فشردگی خاک نیازمند به­کارگیری سیستم­های نمونه­برداری سریع است.  در این خصوص، نفوذسنج مخروطی پشت تراکتوری مجهز به میله­های نفوذ چندگانه با قابلیت اندازه­گیری مقادیر شاخص مخروطی خاک در ردیف­های کشت محصول با فاصله­ متغیر طراحی و ساخته شد.  دستگاه نفوذسنج مجهز به میله­های چندگانه از سه بخش مکانیکی، هیدرولیکی، و الکترونیکی تشکیل شده و قادر است مقاومت مکانیکی خاک را تا عمق 45 سانتی­متر اندازه‌گیری کند.  بخش مکانیکی شامل یک شاسی است که ضمایم دستگاه روی آن قرار دارد و با اتصال سه‌نقطه بر روی تراکتور سوار می­شود.  به منظور حرکت میله­های نفوذ به درون خاک، از سیستم محرک هیدرولیکی استفاده شد.  اطلاعات به­ دست آمده از حسگر­های عمق نفوذ و نیرو، به کمک دیتالاگر جمع­آوری شد و با انتقال داده‌ها به کامپیوتر متصل به آن، نمودار شاخص مخروطی نسبت به عمق را به­ دست آمد.  به ­منظور ارزیابی عملکرد دستگاه نفوذسنج، اندازه­گیری­ شاخص مخروطی خاک در شرایط مختلف خاک مزرعه­ای (شخم خورده و کلشی) و در دو سطح رطوبتی (قبل و بعد از آبیاری) انجام و داده­های به ­دست آمده با داده­های نفوذسنج دستی در همان شرایط آزمایش در پانزده عمق مقایسه شد.  نتایج نشان داد که همبستگی قابل توجهی بین داده‌های شاخص مخروطی نفوذسنج دستی و تراکتوری وجود دارد به­طوری­که مقادیر ضریب همبستگی به ترتیب برابر با   و 98/0=R2(قبل از آبیاری) و 96/0= R2و 97/0= R2(پس از آبیاری) به دست آمد.  مقایسة میانگین‌ها با استفاده از آزمون t نشان داد که بین داده‌های شاخص­ مخروطی دستگاه نفوذسنج تراکتوری و دستی در زمین کلشی و در زمین شخم خورده، در سطح احتمال5 درصد اختلاف معنی­داری وجود ندارد.  بنابراین نفوذسنج تراکتوری برای اندازه‌گیری مقاومت مکانیکی خاک توصیه می‌شود.

Abbaspour-Gilandeh, Y., Khalilian, A., Alimardani, R., Keyhani, A. R. and Sadati, S. H. 2006. Comparison of energy requirements of uniform-depth and variable-depth tillage as affected by travel speed and soil moisture .Iranian Agric. Sci J. 35, 473-483. (in Farsi)

Alimardani, R. 2005. Design and construction of a tractor mounted penetrometer. J. Agric. Social Sci. 1(4): 297-300.

Anderson, G., Pidgeon, J. D., Spencer, H. B. and Parks, R. 1980. A new hand-held recording penetrometer for soil studies. J. Soil Sci. 31, 279-296.

Anon. 2001. Three-Point Free-Link Attachment for Hitching Implements to Agricultural Wheel Tractors. ASAE Standars. S217.12. St. Joseph. MI, USA.

Anon. 2004. Soil Cone Penetrometer. ASAE Standard. S313.3. St. Joseph, Mich.

Carter, L. M. 1967. Portable recording penetrometer measures soil strength profiles. J. Agric Eng. 46(6): 348-349.

Clark, R. L. 1999. Evaluation of potential to develop soil strenght maps using a cone penetrometer. ASAE Paper 99-3109. St. Joseph, MI, USA.

Gohari, M and Hemmat, A. 2005. A tractor-mounted soil cone penetrometer for mapping spatial variability of soil strength. International Agricultural Engineering Conference. Bangkok. Thailand.

Hooks, C. L. and Jansen, I. J. 1986. Recording cone penetrometer developed in reclamiation research. Soil Sci. Soc Am. J.  50, 10-12.

Mulqueen, J., Stafford, J. V. and Tanner, D. W. 1977. Evaluation of penetrometers for measuring soil strength. J. Terramech. 14(3): 137-151.

Naderi-Boldaji, M., Alimardani, R., Sharifi, A. and Tabatabaeefar, A. 2008. Design of a microcontroller-based data acquisition system for evaluation of a tractor-mounted penetrometer. 5th National Congress on Agricultural Machinery Engineering and Mechanization of Iran. Mashhad. Iran. (in Farsi)

Naderi-Boldaji, M., Alimardani, R., Sharifi, A. and Tabatabaeefar, A. 2009. Economical hand-pushed digital cone penetrometer. Inter. Agrophysics. 23, 55-60.

Perumpral, J. V. 1987. Cone Penetrometer Applications-A Review. Trans. ASAE. 23, 939-944.

Philips, J. and Perumpral, J. V. 1983. Designing a microcomputer data logger for soil cone penetrometer. J. Agric. Eng. 64(6): 13-14

Prather, O. C., Henrick, J. C. and Sehsfer, R. L. 1970. An electronic hand operated recording penetrometer. Trans. ASAE. 13(1): 385-386.

Raper, R. L., Asmussen, L. E. and Powell, J. B. 1990. Sensing hard pan depth with ground- penetrating radar. Trans. ASAE. 33(1): 41-46.

Smith, L. A. and Dumas W. T. 1978. A recording soil penetrometer. Trans. ASAE. 21(1): 12-14.

Upadhyaya, S. K., Chancellor,W. J., Perumpral, J. V., Schafer, R. L., Gill, W. R. and Vandenberg, G. E. 1994. Advances in soil dynamics. Am. Soc. Agric. Eng. (1)

Wilford, J. R., Wooten, D. B. and Fulgham, F. E. 1972. Tractor mounted field penetrometer. Trans. ASAE. 15(2): 226-227.

Wilkerson, J. B., Tompkins, F. D. and Wilhelm, L. R. 1982.Microprocessor based, tractor mounted soil cone penetrometer. ASAE Paper No. 82-5511. St. Joseph, MI, USA.