نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه آموزشی مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشیار گروه آموزشی مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

3 استاد گروه آموزشی مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

4 دانشیار گروه آموزشی مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

استفاده از تراکتورهای چهارچرخ محرک و چرخ عقب محرک در عملیات کشاورزی رایج است. برای بررسی اثر نوع سیستم حرکتی بر تراکم خاک و لغزش چرخ­های محرک، آزمایش­هایی مزرعه‌ای در خاک لومی و در قالب طرح کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. تیمارها شامل سطوح مختلف سرعت (26/1، 96/3 و 78/6 کیلومتر بر ساعت)، فشار باد تایر (170، 200 و 230 کیلوپاسکال)، وزنۀ بالاست (0، 150 و 300 کیلوگرم)، سیستم­های حرکت تراکتور (دیفرانسیل جلو، دیفرانسیل عقب و جفت دیفرانسیل) و عمق (10، 20، 30 و  40 سانتی­متر) بودند. جرم مخصوص ظاهری خاک به عنوان شاخصی از تراکم خاک در عمق‌های مختلف و لغزش چرخ­های محرک نیز در شرایط مختلف اندازه‌گیری شد. در این آزمایش­ها از تراکتور چهارچرخ محرک گلدونی 240 استفاده شد. آزمایش­ها در شرایط کنترل شده در کانالی به طول 3 متر ، عرض و عمق 1 و 6/0 متر اجرا شد و نتایج به ­دست ­آمده، پس از تجزیه و تحلیل با نرم‌­افزار SPSS22، نشان داد که با تغییر سیستم حرک چهارچرخ محرک به دوچرخ محرک عقب و دوچرخ محرک جلو، تغییر قابل توجهی در تراکم خاک ایجاد می­شود که کمترین تراکم در حالت چهارچرخ محرک و بیشترین آن در حالت دو چرخ محرک جلو بوده ­است. علت افزایش تراکم با تغییر سیستم حرکتی را می­توان به سطوح لغزش متفاوت در هر یک از این حالت­ها  نسبت داد. با توجه به درصد لغزش کمتر در سیستم چهارچرخ محرک، نسبت به دو حالت دیگر، تراکم ایجاد شده در اثر استفاده از این سیستم نسبت به دو حالت دیگر کمتر بوده ­است. افزایش بار محوری باعث افزایش تراکم خاک شد. نکتۀ قابل توجه این است که با افزایش بار محوری، تراکم از خاک سطحی به خاک زیرین نیز منتقل و معلوم شد هرچه بار محوری بیشتر شود، جرم مخصوص ظاهری خاک زیرین به خاک سطحی نزدیک‌تر می­شود. افزایش بار محوری و کاهش فشار باد تایرها  باعث کاهش لغزش چرخ محرک شدند. مدل رگرسیون گام به گام با ضریب تعیین 92/0 و با توجه به ضرایب استاندارد محاسبه شده نشان می­دهد که بار محوری، عمق، نوع سیستم حرکتی، سرعت، و فشار باد تایرها به ترتیب دارای بیشترین تاثیر بر جرم مخصوص ظاهری خاک هستند.

کلیدواژه‌ها

Aliev, K. (2001). Current problems with regard to mechanization and greening of farming in Azerbaijan. Mezhdunarodnyi Sel’skokhozyaistvennyi Zhurnal, 5, 57-61.
 
Arvidsson, J. (1999). Subsoil compaction research in Sweden-A review. In: van den Akker, J. J. H., Horn, R., & Arvidsson, J. (Eds.) Experiences with the impact and prevention of subsoil compaction in the European Community. Wageningen: Staring Center; 44-49. (Report 168. DLO).
Arvidsson, J., Westlin, H., Keller, T., & Gilbertsson, M. (2011). Rubber track systems for conventional tractors–Effects on soil compaction and traction. Soil and Tillage Research, 117, 103-109.
 
Battiato, A., & Diserens, E. (2013). Influence of tyre inflation pressure and wheel load on the traction performance of a 65 kW MFWD tractor on a cohesive soil. Journal of Agricultural Science, 5(8), 197-215.
 
Battiato, A., Alaoui, A., & Diserens, E. (2015). Impact of normal and shear stresses due to wheel slip on hydrological properties of an agricultural clay loam: Experimental and new computerized approach. Journal of Agricultural Science, 7(4), 1-19.
 
Blaszkiewicz, Z. (1998). Study on the distribution of penetration resistance of the light soil affected by agricultural tractor tyres. Problemy Inzynierii Rolniczej, 6, 5-14.
 
Boguzas, V., & Hakansson, I. (2001). Barley yield losses simulation under Lithuanian conditions using the Swedish soil compaction model. Soil Management Department, Lithuanian University of Agriculture, Student 11, Akademija, Kaunas LT-4324, Lithuania.
 
Botta, G., Tolon-Becerra, A., Lastra-Bravo, X., & Rivero, D. (2012). Tillage and traffic effects (planters and tractors) on soil compaction and soybean (Glycine max L.) yields in Argentinean pampas. Soil and Tillage Research, 120, 92-98.
 
Botta, G. G., Jorajuria, C. D., & Draghi, T. L. (1999). Soil compaction during secondary tillage traffic. Agro-Ciencia, 15, 139-144.
 
Chamen, W. C. T., Moxey, A. P., Towers, W., Balana, B., & Hallett, P. D. (2014). Mitigating arable soil compaction: A review and analysis of available cost and benefit data. Soil and Tillage Research, 146, 10-25.
 
Chan, K. Y., Oates, A., Swan, A. D., Hayes, R. C., Dear, B. S., & Peoples, M. B. (2006). Agronomic consequences of a tractor wheel soil compaction on a clay soil. Soil and Tillage Research, 89, 13-21.
 
Damanauskas, V., Janulevičius, A., & Pupinis, G. (2015). Influence of extra weight and tire pressure on fuel consumption at normal tractor slippage. Journal of Agricultural Science, 7(2), 55-67.
 
Duttmann, R., Schwanebeck, M., Nolde, M., & Horn, R. (2014). Predicting soil compaction risks related to field traffic during silage maize harvest. Soil Science Society of America Journal, 78, 408-821.
 
Etana, A., Larsbo, M., Keller, T., Arvidsson, J., Schjønning, P., Forkman, J., & Jarvis, N. (2013). Persistent subsoil compaction and its effects on preferential flow patterns in a loamy till soil. Geoderma, 192, 430-436.
 
Febo, P., & Planeta, A. (2000). Wheels or tracks for the tractors of the future. Macchine e Motori Agricoli, 58, 50-52.
 
Hetz, E. J. (2001). Soil compaction potential of tractors and other heavy agricultural machines used in Chile. Agricultural Mechanization in Asia, Africa and Latin America, 32, 38-42.
 
Horn, R., Way, T. R., & Rostek, J. (2003). Effect of repeated tractor wheeling on stress/ strain properties and consequences on physical properties in structured arable soils. Soil and Tillage Research, 73, 101-106.
 
Keller, T. (2005). A model for the prediction of the contact area and the distribution of vertical stress below agricultural tyres from readily available tyre parameters. Biosystems Engineering, 92(1), 85-96.
 
Li, H., & Schindler, C. (2013). Analysis of soil compaction and tire mobility with finite element method. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K: Journal of Multi-body Dynamics, 227(3), 275-291.
 
Maziero, J. V. G., Mialhe, L. G., Correa, I. M., Yanai, K., & Menezes, J. F. (1997). Effects of moving tractor wheel slip on soil compaction. Bragantia, 56, 191–197.
 
McBride, R. A., McLaughlin, N. B., & Veenhof, D. W. (2000). Performance of wheel and track running gear on liquid manure spreaders. Canadian Agricultural Engineering, 42, 19-25.
 
Patel, S. K., & Mani, I. (2011). Effect of multiple passes of tractor with varying normal load on subsoil compaction. Journal of Terrramechanics, 48, 277-284.
 
Pravin, J. P., Babasaheb, G., Sachin, W., & Adinath, K. (2013). Effect of ballast and tire inflation pressure on wheel slip. International Journal of Agricultural Engineering, 6(2), 375-379.
 
Raghavan, G. S. V., Mckyes, E., & Chass, M. (1977). Effect of Wheel Slip on Soil Compaction. Journal of Agricultural Engineering Research, 22, 79-83.
 
Ridge, R. (2002). Trends in sugar cane mechanization. International Sugar Journal, 104, 164-166.
 
Shahgholi, G., & Abuali, M. (2015). Measuring soil compaction and soil behavior under the tractor tire using strain transducer. Journal of Terramechanics, 59, 19-25.
 
Soane, B. D., Dickson, J. W., & Campbell, D. J. (1982). Compaction by agricultural vehicles: a review. III. Incidence and control of compaction in crop production. Soil and Tillage Research, 2, 3-36.
 
Stafford, J. V., & Mattos, P. (1981). The effect of forward speed on wheelinduced soil compaction: laboratory simulation and field experiments. Journal of Agricultural Engineering Research, 26, 333-347.
 
Svoboda, M., Brennensthul, M., & Pospíšil, J. (2016). Evaluation of changes in soil compaction due to the passage of combine harvester.  Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brun, 64, 877-882.
 
Kumar Lohan, S., & Aggarwal, S. (2001). Effect of inflation pressure and ballasting on the tractive performance of tractor. AMA, 32(3), 23-26.
 
Janulevičius, A., Damanauskas, V., & Pupinis, G. (2018). Effect of variations in front wheels driving lead on performance of a farm tractor with mechanical front-wheel-drive. Journal of Terramechanics, 77, 23-30.