Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Sadeghi,Abbas Hemmat,Rasoul AmirFattahi,Aminolah Masoumi
مرتضی صادقی (استاد مشاور) عباس همت (استاد راهنما) رسول امیر فتاحی ورنوسفادرانی (استاد مشاور) امین اله معصومی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Azar Khorsandi
آذر خورسندی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Design, Construction and Evaluation of On-the-go Sensors for Soil Mechanical Resistance and Water Content Measurements
Variability of soil physical and chemical properties in different locations within a field is generally regarded as the main causes contributing to variability in crop yield. Soil strength/compaction has been recognized as an important factor in crop growth and yield. By measuring spatially continuous estimates of bulk soil strength by means of sensors; the soil compaction map of a field can be obtained. Soil mechanical resistance measures, such as cone penetration resistance, can be used as an indicator of soil strength and compaction. Measurement of soil mechanical resistance by cone pentrometer is basically a stop-and-go insertion method which is not fast enough to obtain valid data in intensive sampling situations. Generally, this problem has been addressed by obtaining a large number of measurements, a process that is time-consuming and labor-intensive. In this research, a system capable of rapid determination of soil strength at discrete depths was designed, constructed and field evaluated. The sensor is equipped with a 30° prismatic tip and has a cross-sectional base area of 324 mm 2 . The prismatic tip attached horizontally to an S-shape load cell housed inside a shank. Applied force to the load cell is recorded in a data acquisition system with a rate of 10 Hz. Soil mechanical resistance can also be affected by water content. For measuring soil water content simultaneously, a capacitance-base moisture sensor is designed and developed. The sensors were tested in a field with silty clay loam soil in three depths of 20, 25 and 30 cm. Cone Index and soil gravimetrical water content were measured in the same plots. Results showed that the measured soil mechanical resistance depends on soil failure type in front of prismatic tip as well as soil compactness. Average soil horizontal resistance indices (SHRI) for both depths of 20 and 25 cm were similar due to the same failure type which the sensor shank induced in front of prismatic tip. However, when the tip was operating at 30 cm depth, the value of SHRI was increased by three times as compared to 20 or 25 cm depth values. This was due to change in failure type from brittle to compressive
یکی از دلایل عمده تغییر پذیری مکانی عملکرد محصول در نواحی مختلف یک مزرعه، تغییرات خواص فیزیکی و شیمیایی خاک از ناحیه ای به ناحیه دیگر می باشد. تراکم یا مقاومت خاک عامل تأثیر گذار بر رشد گیاه و عملکرد محصولات کشاورزی شناخته شده است. در کشاورزی دقیق با اندازه گیری پیوسته تغییرات مکانی مقاومت خاک می توان نقشه تغییر پذیری مکانی تراکم یا مقاومت خاک در مزرعه را تهیه نمود. برای تعیین درجه تراکم خاک می توان مقاومت مکانیکی خاک را اندازه گیری نمود. یکی از روش های اندازه گیری مقاومت مکانیکی خاک، استفاده از فروسنج مخروطی و تعیین شاخصی با عنوان شاخص مخروطی می باشد. تهیه نقشه تغییرپذیری مقاومت خاک با استفاده از فروسنج مخروطی، یک روش ایستگاهی، ناپیوسته، زمان بر و کارگربر است. برای رفع این مشکل و به دست آوردن اطلاعات پیوسته از تغییرپذیری مقاومت مکانیکی خاک در مزرعه، در این تحقیق حسگری طراحی و ساخته شد که قادر به اندازه گیری مقاومت مکانیکی خاک به طور پیوسته در جهت افقی می باشد. با تعیین رابطه ای بین مقاومت افقی و شاخص مخروطی خاک، می توان مقاومت مکانیکی عمودی خاک را تخمین زد. حسگر، مجهز به منشوری با زاویه 30 درجه و سطح مقطع 324 میلی مترمربع است و می تواند به صورت افقی در خاک حرکت کند. نیروی وارد به نوک منشور توسط میله رابط به یک لودسل S-شکل که در پشت منشور و در داخل محفظه بسته ای قرار گرفته، منتقل می شود. نرخ تغییرات نیروی وارد به لودسل با سرعت 10 نمونه بر ثانیه در یک ثبت کننده اطلاعات ثبت می شود. از طرف دیگر، مقاومت مکانیکی با محتوای رطوبتی خاک رابطه معکوس دارد. برای اندازه گیری محتوای رطوبتی خاک به طور هم زمان، یک حسگر رطوبت خازن-مبناء طراحی و ساخته شد. با استفاده از این دو حسگر می توان نقشه تغییر پذیری مکانی رطوبت و مقاومت مکانیکی خاک مزرعه را تهیه نمود. حسگرها در مزرعه ای با بافت لوم رسی سیلتی در سه عمق 20، 25 و 30 سانتی متر ارزیابی شدند. مقادیر شاخص مخروطی و محتوای رطوبتی خاک به روش وزنی از همان مزرعه، تعیین گردید. نتایج نشان داد که مقادیر مقاومت مکانیکی افقی خاک، اندازه گیری شده توسط حسگر علاوه بر درجه تراکم خاک به نوع گسیختگی که حسگر در خاک اعمال می کند بستگی دارد. میانگین مقاومت خاک در دو عمق 20 و 25 سانتی متری خاک به علت تشابه در نوع گسیختگی اعمال شده در خاک، مشابه بود. ولی در عمق 30 سانتی متری به علت تغییر نوع گسیختگی از ترد به فشاری، میانگین مقاومت افقی خاک نسبت به دو عمق دیگر 3 برابر بود. همبستگی معنی داری (75/0= 2 R) بین مقادیر شاخص مقاومت افقی و شاخص مخروطی در عمق 30 سانتی متر وجود داشت، ولی رابطه معنی داری بین این مقادیر در عمق 20 سانتی متری مشاهده نشد. اگرچه بین مقادیر اندازه گیری شده توسط حسگر رطوبت و روش وزنی به علت تأثیر درجه حرارت بر ظرفیت خازنی خاک تفاوت وجود داشت، ولی همبستگی معنی داری (70/0= 2 R) بین مقادیر اندازه گیری شده با این دو روش مشاهده شد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی