SUPERVISOR
Aminolah Masoumi,Morteza Sadeghi,Ali Esehaghbeygi,Abbas Hemmat
امین اله معصومی (استاد مشاور) مرتضی صادقی (استاد مشاور) علی اسحق بیگی (استاد راهنما) عباس همت (استاد راهنما)
STUDENT
Mahmood reza Salar
محمودرضا سالار
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Design Development and Evaluation of Doubl Bent-Blade Sub-Surface Tillage Tool for Conservation Tillage
Intensive soil loosening and moldboard plowing expose the soil to severe erosion. Conservative tillage is defined as any tillage and planting system that maintains at least 30 percent surface residue cover after planting. In this research, the field performance of a conservation sub-surface tillage tool named double bent-blade sub-surface tillage tool was evaluated. Forward and backward double bent-blade sub-surface tillage tools with two bend angles (10 and 20 degrees) and two rake angles (7.5 and 15 degrees) were designed and constructed. The sub-surface tillage tools were evaluated and compared with a winged chisel tine (control) in a clay loam soil at two water contents (0.7 PL and 0.9 PL; plastic limit) using a randomized complete block design at Isfahan University of Technology Research Farm. Draft, specific draft, cross-sectional area of disturbed soil, soil up-heaving area, clod mean weight diameter (MWD), surface residue cover, after tillage were measured or calculated. Soil water had a significant effect on draft, specific draft, MWD and surface residue cover of the control treatment while no significant effect on measured parameters of the double bent-blade sub-surface tillage tools was observed. Draft was increased as the bend and rake angles increased. The lowest draft value was obtained with the backward double bent-blade sub-surface tillage tool having a 10-degree bend angle and a 7.5-degree rake angle. The draft of the control was significantly higher than the sub-surface tillage tools. In double bent-blade sub-surface tillage tools, the soil failure was initiated from the side edges of the blades and therefore was perpendicular to the direction of the travel. This resulted in wider soil disturbance area as compared with the control. The highest area of the disturbed soil was obtained with the forward sub-surface tillage tool having a 10-degree bend angle and a 15-degree rake angle. The specific draft was affected by the bend angle and it increased with an increase in bend angle. The least specific draft, which means more soil loosening efficiency, was occurred in both types of sub-surface tillage tools with a 10-degree bend angle and a 15-degree rake angle. The specific draft of the control tool was significantly higher than the sub-surface tillage tools. The tool type and its rake angle had significantly effects on MWD. The MWD in forward sub-surface tillage tools was significantly less than the backward ones. Increasing the rake angle resulted in lower MWD. The lowest MWD was occurred in forward sub-surface tillage tool with a rake angle of 7.5 degree and a bend angle of 10 degree. The MWD of all sub-surface tillage tools was significantly lower than the control. The surface residue cover with the control tool was significantly lower than the sub-surface tillage tools. The rake angle of sub-surface tillage tools had a significant effect on soil up-heaving. The soil up-heaving increased with increasing rake angle. The forward sub-surface tillage tool with a 10-degree bend angle and a 7.5-degree rake angle having significantly lower draft and MWD and higher surface residue cover could be suggested as the best alternative for the winged chisel tool in conservation tillage system.
بهم زدن بیش از حد و انجام شخم با گاوآهن برگرداندار، خاک را در معرض فرسایش شدیدی قرار می دهد. سامانه خاک ورزی حفاظتی به هر نوع سامانه خاک ورزی و کاشتی اطلاق می شود که در آن پس از انجام عملیات کاشت، حداقل 30 درصد از سطح مزرعه با بقایای گیاهی پوشیده باقی بماند. در این پژوهش عملکرد مزرعه ای یک نوع ابزار خاک ورز حفاظتی سطحی کار به نام سطح- خاک ورز تیغه مورب دوبل موردارزیابی قرار گرفت. بدین منظور چهار نوع سطح- خاک ورز تیغه مورب دوبل با تیغه رو به جلو و رو به عقب با زوایای حمله 5/7 و 15 درجه و زوایای تمایل به پهلو 10 و 20 درجه (مشابه یک گاوآهن کج ساق) طراحی و ساخته شد. سطح- خاک ورز های ساخته شده در یک خاک با بافت لوم رسی در مزرعه پژوهشی دانشگاه صنعتی اصفهان با یک ابزار خاک ورز قلمی بالدار (ساخت شرکت آمازون) به عنوان تیمار شاهد در دو سطح رطوبتی (PL7/0 و PL9/0) و در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی مورد مقایسه قرار گرفتند. مقاومت کششی، سطح مقطع بهم خورده خاک، مقاومت ویژه، قطر متوسط وزنی کلوخه ای، مقدار بقایای مانده در سطح خاک ومساحت بالاآمدگی خاک پس از خاک ورزی اندازه گیری شدند. رطوبت خاک بر مقاومت کششی، مقاومت ویژه، قطر متوسط وزنی کلوخه ای و مقدار بقایای مانده خاک ورز شاهد معنی دار بود در حالیکه بر هیچ کدام از متغیرهای آزمایشی سطح- خاک ورزها تاثیر معنی دار نداشت. کمترین میانگین مقاومت کششی سطح- خاک ورز تیغه مورب دوبل در نوع رو به عقب با زاویه حمله 5/7 درجه و زاویه تمایل 10 درجه حاصل شد. با افزایش زاویه حمله و تمایل تیغه، مقاومت کششی سطح- خاک ورزها افزایش یافت. مقاومت کششی خاک ورز شاهد به طور معنی داری از همه تیمارها بیشتر بود. گسیختگی خاک توسط سطح- خاک ورز، در جهت عمود بر مسیر حرکت اتفاق افتاد که موجب افزایش سطح بهم خوردگی خاک نسبت به خاک ورز شاهد شد. زاویه حمله تیغه و نوع سطح- خاک ورز بر سطح بهم خوردگی خاک تأثیر معنی داری داشت. بیشترین سطح مقطع بهم خوردگی خاک در خاک ورز رو به جلو با زاویه حمله 15 درجه و زاویه تمایل 10 درجه بود. مقاومت ویژه سطح- خاک ورز متأثر از زاویه تمایل تیغه بود و با افزایش زاویه تمایل، مقاومت ویژه افزایش یافت. کمترین مقدار مقاومت ویژه سطح- خاک ورز که معادل بیشترین راندمان بهم خوردگی خاک می باشد، در زاویه حمله 15 و زاویه تمایل 10 درجه در هر دو نوع سطح- خاک ورز بود. مقاومت ویژه خاک ورز شاهد به طور معنی داری بیشترین بود. زاویه حمله تیغه و نوع سطح- خاک ورز بر قطر متوسط وزنی کلوخه ای معنی دار بود. قطر متوسط وزنی کلوخه ای در سطح- خاک ورز رو به جلو به طور معنی داری کمتر از سطح- خاک ورز رو به عقب بود. با کاهش زاویه حمله، قطر متوسط وزنی کلوخه ای کاهش یافت. بیشترین میزان خردشدگی خاک در سطح- خاک ورز رو به جلو با زاویه تمایل 10 و زاویه حمله 5/7 درجه بود. قطر متوسط وزنی کلوخه ای در همه سطح- خاک ورزها نسبت به خاک ورز شاهد به طور معنی داری کمتر بود. بقایای باقی مانده بر روی سطح خاک توسط خاک ورز شاهد به طور معنی داری کمتر از همه تیمارهای سطح- خاک ورز بود. اثر زاویه حمله سطح- خاک ورز بر مساحت بالاآمدگی خاک معنی دار بود و با افزایش زاویه حمله افزایش یافت. سطح- خاک ورز رو به جلو در زاویه تمایل 10 و زاویه حمله 5/7 با مقاومت کششی کم، خردشدگی زیاد خاک و درصد زیادی از بقایای مانده در سطح خاک را می توان به عنوان جایگزین مناسب برای خاک ورز های قلمی بالدار در عملیات خاک ورزی حفاظتی پیشنهاد نمود. واژه های کلیدی: سطح- خاک ورز ، خاک ورز قلمی بالدار، خاک ورزی سطحی، خاک ورزی حفاظتی، مقاومت کششی، مقاومت ویژه، قطر متوسط وزنی کلوخه ای.