SUPERVISOR
سیدجلیل رضوی نجف ابادی (استاد مشاور) علی اسحق بیگی (استاد راهنما) محمدرضا سبزعلیان دستجردی (استاد مشاور) عباس همت (استاد راهنما)
STUDENT
Javad Mohammadi
جواد محمدی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Design, Development and Evaluation Of Strip Tillage Implement For Crop Row Production
Protection of the soil against wind and water erosion is inevitable. Conservation tillage is defined as any tillage and seeding system that maintains a minimum of 30 percent surface residue cover on the soil surface after planting to reduce soil erosion by water or wind. In addition to economic benefits of the conservation tillage systems, increase in soil organic matter and fertility, and moisture conservation can be mentioned. The disadvantages of this system are related to the cost of tillage equipment, fighting weeds and emerging plants from the seeds of the previous crop. Recently, no-tillage has been introduced as a conservation tillage system in central Iran with mixed results. The main problem reported with no-till in the soils with low structural stability is poor crop establishment in high residue condition. Strip tillage is an alternate way to improve crop establishment in such conditions. In the strip tillage system, a narrow width of soil where the seeds are planted is shallowly tilled while the residues between the crop rows are left undisturbed. The main objective of the research was to design, develop and evaluate combined strip tillage implements that make a loosened soil layer with a width and depth of 150 and 100 mm, respectively, in one pass. The strip tillage implement was consisted of four units: (a) a row cleaner, (b) two side-cutting disks, (c) a strip tillage tool and (d) a roll packer. Four types of strip tillage implement based on the geometrical shape of its strip tillage tool were developed. These implements were strip tillage implement with: (i) rigid shank equipped with triangular share, (ii) bi-level rigid shank equipped with triangular share, (iii) double bent-blade subsurface tillage tool and (iv) two rippled disks. In this study, the effect of these strip tillage implements working in three residue levels (no residue, standing residue and high residue conditions) and at two water contents (0.7 and 0.9 plastic limit) on row cleaning performance, soil strength, cross sectional area of the disturbed soil, clod mean weight diameter (MWD), percentage of seed emergence, plant establishment and dry matter accumulation in plants were studied. The experiment was conducted in a clay loam soil at the Isfahan University Technology Research Farm. Strip tillage machine with bi-level rigid shank equipped with triangular share has the lowest soil strength and the smallest clod mean weight diameter (MWD) and created the most appropriate tilled strip shape. The benefit of strip tillage machine with bi-level rigid shank equipped with triangular share was that it does not need to use side cutting disks for limiting the width of disturbed soil and so the number of units used in this type of strip tillage machine was lower. There was no significant difference in percentage of emergence and plant establishment among the three levels of residue and indicates that strip tillage implements worked well in all residue conditions. The results showed that, in addition to having benefit of conservation tillage, the stripe tillage system can have acceptable plant establishment in arid and semi-arid areas of central Iran . The advantages of the strip tillage machine with bi-level rigid shank equipped with triangular share can be recommended as a conservation tillage system for these areas.
حفاظت از خاک در برابر فرسایش آبی و یا بادی امری اجتناب ناپذیر است. خاک ورزی حفاظتی به هر نوع سیستم خاک ورزی که حداقل 30% بقایای محصول قبلی را بعد از عملیات کاشت محصول جدید روی سطح خاک باقی گذارد تا از فرسایش آبی و یا بادی خاک جلوگیری کند، گفته می شود. از مزایای مهم سیستم خاک ورزی حفاظتی، علاوه بر مزایای اقتصادی آن می توان به بهبود مواد آلی، حفظ رطوبت و افزایش حاصلخیزی خاک و از معایب آن می توان به هزینه ادوات خاک ورزی مرتبط با این سیستم، مبارزه با علف های هرز و سبز شدن بذور ریخته شده محصول قبلی اشاره نمود. روش مناسب برای تحقق اهداف خاک ورزی حفاظتی و مواجه ی کمتر با مشکلات سیستمهای بی خاک ورزی در خاک های با ساختمان ناپایدار مانند خاک های مناطق مرکزی ایران (خاک های مناطق خشک و نیمه خشک)، خاک ورزی نواری است. در خاک ورزی نواری ضمن حفظ بقایا روی سطح خاک، در محل رشد و نمو ریشه گیاه خاک ورزی انجام می شود. هدف اصلی در این پژوهش، طراحی، ساخت و ارزیابی ماشین ترکیبی است که بتواند یک لایه خاک نرم شده به عرض و عمق به ترتیب 150 و 100 میلی متر با یک بار عبور ایجاد کند. هرماشین مرکب از چهار واحد تشکیل شده است که عبارت بودند از: ردیف تمیزکن، دیسک های کناربر، نوار خاک ورز و غلتک. چهار نوع ماشین خاک ورز نواری طراحی و ساخته شد. این ماشین ها عبارت بودند از: نوار خاک ورز مجهز به کولتیواتور ساقه صلب تیغه مثلثی، نوار خاک ورز مجهز به دو-سطح خاک ورز تیغه مثلثی، نوار خاک ورز مجهز به سطح-خاک ورز تیغه مورب دوبل و نوار خاک ورز مجهز به سطح-خاک ورز دیسکی مواج. در این پژوهش، تاثیر چهار ماشین نوار خاک ورز در سه سطح بقایا (بدون بقایا، بقایای ایستاده، بقایای کامل) و در دو سطح رطوبتی (7/0 و 9/0 حد خمیری) در یک خاک با بافت لوم رسی در مزرعه پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان بر روی مقاومت خاک، شکل، سطح و عرض مقطع خاک ورزی شده، قطر متوسط وزنی کلوخه ها، شاخص تمیزکنندگی در نوارهای خاک ورزی شده، سبز شدن بذر، استقرار و وزن ماده خشک بوته مورد بررسی قرار گرفت. ماشین نوار خاک ورز مجهز به دو-سطح خاک ورز تیغه مثلثی بیشترین درجه نرم شدگی خاک و کوچکترین قطر متوسط وزنی کلوخه ها را ایجاد نمود و متناسب ترین شکل، و نزدیک ترین سطح مقطع و عرض مقطع نوار خاک ورزی شده به هدف را ایجاد کرد. نحوه گسیختگی خاک در ماشین نوار خاک ورز مجهز به دو-سطح خاک ورز تیغه مثلثی به صورتی بود که نیازی به بکارگیری دیسک کناربر برای محدود کردن عرض نوار نبود و لذا تعداد واحدهای بکار رفته در این نوع ماشین نوار خاک ورزکمتر می گردید. تفاوت معنی داری بر سبز شدن بذر و استقرار بوته در بین سه سطح بقایا وجود نداشت که نشان دهنده ضرورت انجام خاک ورزی (نواری) است. تفاوت معنی داری بر سبز شدن بذر، استقرار و وزن ماده خشک بوته در بین انواع ماشین های نوار خاک ورز مشاهده نگردید. با توجه به نتایج، خاک ورزی نواری، علاوه بر حفظ اهداف خاک ورزی حفاظتی و درصد سبزشدن و استقرار بوته، برای مناطق خشک و نیمه خشک پیشنهاد می گردد. با توجه به مزایای نوار خاک ورز مجهز به دو-سطح خاک ورز تیغه مثلثی می توان از آن به عنوان خاک ورز نواری برای این مناطق پیشنهاد نمود. کلمات کلیدی: خاک ورزی حفاظتی، خاک ورزی نواری، نوار خاک ورز، سطح خاک ورز، قطر متوسط وزنی کلوخه .