طراحی، ساخت و ارزیابی یك كودپاش مایع نرخ متغیر با استفاده از روش مدیریت موضعی در کشاورزی دقیق
چکیده
مسائل اقتصادی و زیست محیطی در كنار مسائل فنی، تولیدكنندگان محصولات كشاورزی را وادار كرده است روش‌های جدید را در مدیریت تولید محصولات كشاورزی بكار گیرند. در روش‌های متداول تولید محصولات كود شیمیایی به طور یكنواخت در سطح مزرعه توزیع می‌گردد. این در حالی است كه حاصلخیزی خاك در سطح مزرعه یكنواخت نیست و در بعضی نقاط موادغذایی خاك ممكن است بیش از نیاز گیاه باشد و در جاهای دیگر شاید كمبود عناصر موردنیاز گیاه در حدی باشد كه حتی بعد از كوددهی نیز این كمبود اصلاح نشود. در این تحقیق ابتدا داده های مكانی مربوط به میزان نیتروژن خاك به صورت نقشه درآورده شد. در نقشه مورد نظر تنها مكان هایی كه از لحاظ میزان ازت مورد نیاز گیاه فقیر بوده مورد پاشش قرار خواهند گرفت و در مكان های دارای میزان مناسب ازت نازل های كودپاش غیر فعال بوده و هیچگونه پاششی ندارند. نرخ پاشش در مکان هایی که از لحاظ میزان ازت فقیرند متغیر خواهد بود. براین اساس وبا بکار گیری انکودر شافت، مدار الکترونیکی و یک شیر نرخ متغیر، کودپاشی صورت گرفت. مزرعه مورد نظر به 12 کرت به اندازه 5×2 متر مربع تقسیم بندی شد که 6 کرت برای اعمال ویژه مکانی و 6 کرت برای اعمال یکنواخت کود در نظر گرفته شد.هر کدام از کرت های مورد نظر نیز به صورت مربع های 2×2 متر مربع شبکه بندی شد. دستگاه مورد نظر به دو صورت آزمایشگاهی (روی زمین آسفالت) و مزرعه ای ارزیابی شد. اندازه کرت ها در تست آزمایشگاهی و مزرعه ای یکسان است.داده های بدست آمده کاهش 36/58 درصدی را در مصرف کود نسبت به روش متداول (توزیع یکنواخت) نشان می دهد. همچنین میزان خطای پاشش در تست آزمایشگاهی 32/1 درصد و در تست مزرعه ای 58/1 درصد بود. داده های بدست آمده خطی بودن رابطه میان درصد باز بودن دریچه خروجی شیر نرخ متغیر با دبی خروجی از آن را به احتمال 87/0 نشان می دهد. از آنجایی که در کشور ما کودپاشی بدون در نظر گرفتن تغییرات در مزرعه صورت می گیرد. این روش راهکاری جدید است که میتوان تحول بنیادینی در کاهش مصرف کود ایجاد نماید.
کلیدواژه: سیستم اطلاعات جغرافیای، فناوری نرخ‌متغیر، سیستم مكان‌یابی جهانی، توزیع یكنواخت كود، توزیع دقیق كود
مقدمه:
فلسفه كشاورزی دقیق این است كه نهاده‌های كشاورزی نظیر سم و كود و غیره متناسب با نیاز هر بخش از كشتزار به كار برده شود. در این نوع كشاورزی امكان محاسبه و برآورد اختلافات بین كوچك‌ترین سطوح ممكن عملی شده و سپس ورودی‌های مختلف به تناسب اختلافات اعمال می‌شود. فن آوری نرخ متغیر(VRT) یك راهكار مدیریتی برای پرداختن به تغییر پذیری مكانی درون كشتزار میباشد. به بیان دیگر VRT عبارت از تخصیص بهینه نهاده های تولید است . در روش متداول استفاده از كودها ، مزرعه و محصول آن یكنواخت در نظر گرفته می شود و برای استفاده از كودها برای حاصلخیزی خاك با توجه به متوسط نیاز مزرعه و با یك درصد اضافی به عنوان ضریب اطمینان، آهنگ كودپاشی (مقدار كود در هكتار) تعیین می گردد و بطور یكنواخت در مزرعه توزیع می شود.( 3 )
پخش غیر اصولی كودهای شیمیایی در سطح مزرعه اثرات مخرب دارد و نگرانی‌های اجتماعی و زیست محیطی و اقتصادی را افزایش می‌دهد. بسیاری از كودهای شیمیایی بدون آنكه جذب گیاه شوند وارد آب‌های سطحی و زیرزمینی می‌گردند و سبب مسمومیت و آلودگی محیط زیست می‌شوند (6).