نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• یوسف عباسپور گیلانده ¹
• مهدی آهنی ²
• عزت الله عسکری اصلی ارده ¹
• ولی رسولی شربیانی ³
• امید سفالیان ⁴

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.

20.1001.1.26454531.1389.11.1.2.1

عنوان مقاله [English]

Design, Fabrication and Evaluation of a Tractor-Mounted Soil Cone Penetrometer with Multiple Probes

چکیده [English]

Soil compaction is a major problem in many parts of the world. The determination of soil compaction profiles requires fast sampling systems to keep pace with the change in soil moisture condition over time. Soil cone penetrometers are commonly used for this purpose. A tractor-mounted soil cone penetrometer was designed and fabricated with multiple probes and the ability to determine cone index values in crop rows. The multiple probe penetrometer, composed of mechanical, hydraulic and electrical components, can evaluate soil strength conditions to a depth of 45 cm. The mechanical section comprised a frame to support the other sections of the unit and was mounted to a tractor using three-point hitches. Hydraulic power was used to force the probes into the soil. Using a data logger, data was collected from the load cells and depth sensors and sent to a computer to develop the cone index curve. To evaluate the penetrometer, the soil cone index was measured under two soil conditions (stubbly and plowed) and two soil moisture levels (before irrigation and after irrigation). The penetrometer was then tested and evaluated in comparison with a hand-pushed penetrometer under the same test conditions ata 15 depths. The coefficient of correlation between the hand-pushed and tractor-mounted penetrometers for stubbly and plowed soil was determined as R² = 0.98 and R² = 0.98 (before irrigation) and R² = 0.96 and R² = 0.97 (after irrigation), respectively. The t-test revealed that the cone index was not significant for the tractor-mounted and hand-pushed penetrometers at 5% confidence levels. Thus, the tractor-mounted penetrometer can be used for soil strength measurement with high confidence.

کلیدواژه‌ها [English]

• Cone index
• soil compaction
• Soil Strength
• Tractor Mounted Ppenetrometer