جلال خدائی

از آنجا که خاک مزرعه دارای شرایط یکسانی نیست، به تبع آن شخم نرخ متغیر می بایست در مزرعه اجرا شود. در این مطالعه با استفاده از یک روتیواتور پشت تراکتوری اقدام به اجرای شخم نرخ متغیر شد. برای این کار از یک حسگر تشخیص زبری سطح خاک که به طور کامل طراحی و پیاده سازی شد به عنوان معیار تغییر نرخ شخم استفاده شد. این عمل با پایش ناهمواری و یا زبری سطح خاک پس از شخم به وسیلۀ روتیواتور صورت گرفت. برای تغییر نرخ شخم، تغییر موقعیت حفاظ خاک روتیواتور ملاک عمل قرار گرفت، در بخش نخست از تحقیق، ابتدا دو نوع حسگر فاصله سنج مادون قرمز و یک نوع حسگر اولتراسونیک پس از واسنجی اولیه روی سطح خاک، با ارزیابی کارگاهی، کارایی آن ها در تشخیص بلادرنگ زبری سطح خاک در چهار کلاس زبری ایجاد شده با شاخص انحراف از معیار (SD) 25/0، 5/0، 1 و 2 سانتی متر در سه سرعت پیشروی 6/2، 5/3 و 8/4 کیلومتر در ساعت با یکدیگر مقایسه شد. از میان سه حسگر، نوع مادون قرمز (GP2Y0A02YK0F, Sharp Co., Japan) با توجه به دقت بیشتر در تعیین زبری سطح خاک انتخاب و روی روتیواتور نصب شد. سپس ارزیابی حسگر فاصله سنج مادون قرمز انتخاب شده در مزرعه در دو حالت استاتیکی و دینامیکی صورت گرفت. برازش خطی بین اندازه گیری مستقیم به وسیلۀ متر و فاصله سطح پایش شده خاک به وسیلۀ حسگر با ضریب تبیین 97/0 به دست آمد. ارزیابی دینامیکی سامانه تشخیص زبری سطح خاک روتیواتور در مسیری به طول 15 متر در سه سرعت پیشروی 6/2، 5/3 و 8/4 کیلومتر در ساعت صورت گرفت. با قرار دادن حفاظ خاک روتیواتور در سه موقعیت مختلف 0، 40 و 80 درجه و در سرعت های مورد اشاره، سطوح مختلفی از زبری سطح خاک ایجاد شد. داده های ارتفاع ناهمواری سطح خاک به وسیلۀ حسگر مادون قرمز و یک پین متر به عنوان مبنا در سه کرت متوالی 1 متری با فاصله 3 متر از هم برای پردازش و محاسبه زبری سطح خاک با استفاده از پارامتر انحراف معیار داده ها مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج به صورت برازش خطی بین دو متغیر زبری اندازه گیری شده به وسیلۀ حسگر و پین متر برای سه سرعت پیشروی مختلف با ضریب تبیین 92/0 به دست آمد. آزمایش نهایی روتیواتور در مزرعه در سه سرعت پیشروی 6/2، 5/3 و 8/4 کیلومتر در ساعت و برای سه محدوده مختلف زبری تعیین شده ]5/1-5/0[، ]5/2-5/1) و ]5/3-5/2) به سانتی متر طرح ریزی شد. کرت های آزمایشی در مسیری به طول 50 متر در سه تکرار در نظر گرفته شد. هدف از آزمایش بررسی توانایی ایجاد شخم در یک زبری مد نظر به وسیلۀ روتیواتور بود. برای مقایسه، میزان دستیابی روتیواتور به زبری مورد نظر به صورت درصد (PADR) تعریف شد و در یک آزمایش فاکتوریل 3×3 با طرح کاملا تصادفی در 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اثر سه سرعت پیشروی در سه محدوده زبری بر شاخص PADR در سطح احتمال 5 % معنی دار است. مقدار شاخص PADR دستگاه در سرعت 6/2 کیلومتر در ساعت به عنوان بهترین سرعت عملکرد 78/85 درصد به دست آمد.