طراحي، ساخت و ارزيابي سامانه پاشش نرخ متغير براي كنترل علف هرز

Design, Construction and Evaluation of Variable Rate Spraying System for Weed Controlling

در دهه ­هاي گذشته، بدون توجه به­تنوع مكاني علف­ هاي هرز، علف­كش ­ها در همه جاي مزرعه به ­طور يكسان پخش مي‌شدند. كاربرد يكسان علف ­كش­ها موجب بروز مشكلات زيست محيطي مانند آلودگي خاك و آ ب­هاي زيرزميني و مشكلات اقتصادي مي­ شود. نگراني­ هاي عمومي مربوط به عوارض جانبي منفي استفاده از علف­ كش­ها، منجر به ­توسعه سامانه كاربرد علف‌كش­ها شده است. فناوري سمپاشي نرخ جريان متغير يكي از فناوري هايي است كه امروزه دركشاورزي دقيق به ­طور گسترده استفاده مي­شود. ليكن در كشور ما هنوز به ­طور كامل توسعه نيافته است. در اين تحقيق دو نوع سامانه به­منظور دست‌يابي به پاشش نرخ متغير طراحي و ساخته شد. در سامانه نوع اول، از شير موتوردار استفاده گرديد. تست ­هاي آزمايشگاهي روي نازلTeeJet از نوع مدل 11006 در سه فشار كاري 3،2 و 4 بار و چهار وضعيت چرخش سروو موتور 30، 45، 60 و 80 درجه با سه بار تكرار انجام شد. يكي از معايب اين سامانه، تغييرات فشار است كه باعث كاهش عملكرد دستگاه پاشش مي ­شود. چرا كه تغييرات فشار باعث غير‌‌يك­نواخت شدن الگوي پاشش شده و اندازه قطرات را تحت تاثير قرار مي­دهد. در سامانه نوع دوم از شيرهاي سولونوئيدي استفاده شد كه از مدولاسيون عرض پالس (PWM) ايجاد شده توسط ميكروكنترلر براي كنترل اين شيرها بهره گرفته شد. اثر چرخه كار و فشار به­ عنوان فاكتورهاي موثر بر روي زاويه پاشش مورد بررسي قرار گرفت. آزمايش­ها به­­صورت فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي با سه تكرار انجام شد. تركيب­ هاي تيماري در پنج سطح چرخه كار (20% ،30%،50%،70% و 90%) و فشار در سه سطح (3،2 و 4 بار) انجام شد. فاكتور چرخه كار و فشار بر زاويه پاشش و نرخ جريان اثر افزايشي داشتند. ميانگين زاويه پاشش بر اساس چرخه كار و فشار به­وسيله آزمون دانكن مقايسه شد. مطابق نتايج به­دست آمده، زاويه پاشش در چرخه كار%90 و فشار 4باراز چرخه ­هاي كار ديگر و ساير فشارها بيش­تر مي ­باشد.

In the past decades, herbicides were generally applied at a uniform rate to the entire field. But uniform application causes environmental problems such as soil and groundwater pollution and economic problems. General concern about the negative effects of using herbicide was resulted to the development of a new herbicide application system. Variable flow rate technology is being used extensively in precision agriculture. But, it is not developed sufficiently in our country. In this study two types of systems were designed to achieve a suitable variable rate spraying system. For the first step, motorized valve was utilized. Laboratory tests were conducted with TeeJet nozzle at three different operating pressure levels (2 to 4 bar) and four rotational positions of a servo motor ( 30 , 45, 60, 80 degrees). The performance reduction of the machine due to the pressure variations is one of the disadvantages of this system. The pressure variations caused the spray pattern to be non-uniformed and it also affected the droplet size. For the second tests, a solenoid valve was used which was controlled by pulse width modulation. The duty cycle and operating pressure as effective factors were examined on the spraying angel. The experiments were performed in the form of factorial based on completely randomized design in three replications. The spraying angel measured at five levels in the combined treatment of the duty cycle (20%,30%,50%,70%,90%) and operating pressure at three levels (2,3,4 bar).The duty cycle and pressure had a positive effect on spraying angel and flow rate as well. The spraying angle variation was just 3% when the duty cycle was changed from 20% to 90%.