عنوان پایان‌نامه
طراحی ساخت وارزیابی یک نمونه دستگاه پرتابل اندازه گیری هدایت الکتریکی خاک
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مکانیک ماشینهای کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 4304;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47892
- تاریخ دفاع
- ۱۲ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- محمدرضا سیفی
- استاد راهنما
- رضا علیمردانی
- چکیده
- کشاورزانی که قصد پیاده¬سازی کشاورزی دقیق دارند می¬بایست اطلاعات کاملی در مورد تغییرات ناحیه¬ای خواص خاک و موثر بر عملکرد داشته باشند تا بتوانند نهاده¬ها را متناسب با مشخصات آن ناحیه از مزرعه اعمال کنند. اندازه¬گیری هدایت الکتریکی یکی از سریعترین و ارزانترین روش¬های موجود برای استفاده در کشاورزی دقیق می¬باشد و خیلی سریعتر از روش¬های نمونه¬برداری شبکه¬ای تجاری مرسوم قابل انجام است. الگوی هدایت الکتریکی خاک دارای ارتباط خوبی با دیگر خواص مهم خاک و مؤثر بر عملکرد محصول از جمله بافت خاک، فشردگی خاک، شوری، ظرفیت تبادل کاتیونی و محتوای رطوبتی است. هدف این تحقیق اندازه¬گیری هدایت الکتریکی ظاهری خاک با سرعت کافی و دقت مناسب است. برای این منظور دستگاه پشت تراکتوری اندازه¬گیری هدایت الکتریکی ظاهری در حین حرکت طراحی و ساخته شد. این دستگاه از شاسی، مکانیزم نگهدارنده و ایمنی، دیسک¬های هادی و مدار الکترونیک تشکیل شده است. مدار الکترونیک از سه قسمت واحد تغذیه، واحد انتقال جریان الکتریکی و واحد اندازه¬گیری و ثبت ولتاژ تشکیل شده است. دستگاه قادر به اندازه¬گیری و ثبت چهل مجموعه داده در یک دقیقه است. هر مجموعه از سه داده ولتاژ تشکیل شده است. از دو ولتاژ برای اندازه¬گیری جریان در هر لحظه و ولتاژ سوم برای اندازه¬گیری هدایت الکتریکی ظاهری مورد استفاده قرار می¬گیرد. پس از ساخت، اندازه¬گیری هدایت الکتریکی با دستگاه در قطعه¬ای چهار هکتاری از مزرعه دانشکده کشاورزی انجام و با استفاده از نرم افزار ArcGIS نقشه هدایت الکتریکی ظاهری مزرعه رسم شد. هدایت الکتریکی به پنج دسته مختلف از کم به زیاد تقسیم بندی شد. 25 نمونه در عمق 30 سانتی¬متری از خاک مزرعه گرفته شد. با استفاده از روش درونیابی نرم افزار ArcGIS مقدار هدایت الکتریکی ظاهری در نقاطی که از آن¬ها نمونه¬گیری انجام شده تعیین گشت. پس از انجام نمونه¬گیری از مزرعه و انجام عملیات آزمایشگاهی و اندازه¬گیری پارامترهای مهم خاک و موثر بر عملکرد محصول با استفاده از روش-های آماری همبستگی و رگرسیون، تاثیرگذارترین پارامترها بر هدایت الکتریکی ظاهری تعیین گردیدند. در آنالیزهای آماری ارتباط بین هدایت الکتریکی ظاهری خاک به دو فرم ساده و لگاریتمی با فرم ساده و لگاریتمی دیگر پارامترهای خاک ارزیابی شد. نتایج نشان داد که بیشترین تاثیر بر هدایت الکتریکی ظاهری را درصد رس و سیلت دارند. همچنین به دلیل وابستگی محتوای رطوبتی به بافت خاک، محتوای رطوبتی نیز با هدایت الکتریکی ظاهری مرتبط شد. چون خاک مزرعه دارای شوری کمی بود، هدایت الکتریکی ظاهری با مقادیر هدایت الکتریکی عصاره اشباع ارتباطی نشان نداد.
- Abstract
- Farmers who want to use precision agriculture must have adequate information about spatial variability of important soil properties which enables them to apply suitable amount of inputs in specific places. Measuring apparent soil electrical conductivity is one of the fastest and easiest approaches for using in precision agriculture. This approach is faster than the grid sampling approach. Apparent profile soil electrical conductivity (ECa) can be an indirect indicator of a number of soil physical and chemical properties. The objective of this research was to measure apparent soil electrical conductivity with sustainable speed and accuracy. So an on the go soil electrical conductivity measuring unit was developed and fabricated. This apparatus consisted of different parts namely: chassis, safety and holding mechanism, conductive coulters and electronic part. Power unit, transmission unit and measuring and recording unit formed electronic part. The sampling rate of the apparatus was 40 data sets per minute. Each data set included three voltage values. The firs two voltages were used for measuring current and with the third, apparent soil electrical conductivity was calculated. Data were collected on a 5 ha field in Karaj. At 25 sampling sites in the field, 30-cm deep soil cores were obtained for soil property determination. 5 ECa classes were characterized in the field. With GIS software an apparent soil electrical conductivity map of the field was obtained and with interpolation technique ECa in sampling sites were determined. For determining the predominant factors influencing spatial ECa measurements two approaches were used: (i) simple statistical correlation and (ii) Regressions. Results showed that the clay percentage was the most dominant factor which influences ECa values in the field. Moisture content (w.b.) was another factor which related with ECa. As moisture content values had an acceptable correlation with clay percentage so the relation between ECa and moisture content was rational. Farm soil was not saline so no relation was detected between ECa and ECe
