تحقیق مقاله ارائه مشخصات فنی ماشین های مورد نیاز برای کشت مکانیزه برنج

مقدمه :

یکی از دلایل اصلی کند بودن روند رشد مکانیزاسیون برنج در کشور، عدم دسترسی کشاورزان به ماشینها و تکنولوژیهای مناسب است. در حال حاضر کشت برنج در کشور، بصورت نیمه مکانیزه می باشد، بطوریکه برخی از عملیات در کشت و کار این محصول، با کمک ماشین و برخی دیگر بصورت دستی اجرا می گردند. با کمی تعمق در این مساله می توان پی برد که عملیات زراعی همچون آماده سازی زمین و خرمنکوبی که انجام آن با دست بسیار سخت و طاقت فرساست، با کمک ماشین و کارهایی همچون درو و نشاکاری که کمی آسانتر از آنها هستند ولی در عوض نیاز به دقت بیشتری دارند یا بعبارتی دیگر باید با گیاه مدارا یا تیمار داری نمود، توسط دست صورت می گیرند. 

 این مساله موید آنست که کشاورزان به اهمیت و نقش ماشین در امر کشت برنج ( از لحاظ کاهش صعوبت کاری و کاهش نیروی انسانی مورد نیاز و کاهش هزینه تولید ) پی برده اند. در ورای این مسائل، عدم استفاده اکثر کشاورزان از ماشین برای برخی عملیات، بیانگر آنست که ماشینهای موجود جهت انجام این کار، مناسب نبوده و سبب افت کمی و کیفی محصول می گردند . گرچه برخی از کشاورزان از ماشین برای انجام این کار استفاده می نمایند، صرفا بمنظور کاهش سختی کار و برداشت بموقع محصول می باشد. استفاده از ماشینها و تکنولوژیهای نامناسب، علاوه بر وارد نمودن خسارتهای کمی و کیفی به محصول، خسارتهایی به مزرعه وارد می نمایند که اثر آنها در دراز مدت نمایان خواهند گردید. در این مقاله سعی گردیده است تا مشخصه های فنی لازم برای ماشینهای شالیزاری متناسب با شرایط موجود در کشور، جهت اطلاع کشاورزان عزیز بعنوان مصرف کننده و دست اندرکاران محترم وزارت جهاد کشاورزی، بعنوان مروجان و متولیان در امر تامین ماشین آلات مورد نیاز، بمنظور تصمیم گیری صحیح در انتخاب آنها ( چه وارداتی و چه داخلی ) ، ارائه گردد.

کلمات کلیدی: کوبنده جریان محوری ، مقاومت به ریزش ، ورس یا خوابیدن، سیستم کنترل تراز عرضی، شعاع فرمانگیری، قدرت ویژه، چرخ زنجیری، دو دیفرانسیل،

بررسی منابع:

در حال حاضر در کشور ما بیش از 95%  از عملیات تهیه زمین در مزارع شالیزاری ( شخم ، گل آب نمودن و تسطیح نهایی ) با کمک ماشین و در حدود کمتر از 2% از عملیات نشاکاری با کمک ماشین و بقیه با دست صورت می پذیرد. عمل وجین ، تقریبا در تمام مزارع بصورت دستی و با استفاده توام علف کشها انجام می گیرد. عمده عملیات درو بصورت دستی و تقریبا تمام عملیات خرمنکوبی با استفاده از خرمنکوبهای پشت تراکتوری ، کمباینهای غلات و خرمنکوبهای دستی صورت می گیرد. عمل سمپاشی با کمک سمپاشهای نوع پشتی موتور دار و بدون موتور و برخی با کمک سمپاشهای پشت تراکتوری انجام می گیرد. از مشکلاتی را که در اثر استفاده از ماشینهای موجود، با آن مواجه هستیم، به بالا بودن میزان تلفات برنج ( بین 16 – 21 در صد)، گود شدن زمینها در اثر تخریب لایه سخت خاک و عدم امکان بکار گیری ماشینهای مخصوص مزارع شالیزاری که دارای ظرافت خاصی می باشند، اشاره نمود.  

مواد و روشها:

برای انتخاب ماشینها و تکنولوژیهای مناسب برای کشت مکانیزه برنج، نیاز است که مطالعات وسیعی از جنبه های مختلف مدیریتی و فنی همچون جنبه های اقتصادی ، فرهنگی، جغرافیایی، شرایط مزرعه ای و گیاهی صورت گیرد. تا ماشین یا تکنولوژی انتخاب گردد که با شرایط موجود همخوانی یا بعبارتی دیگر سازگاری داشته باشد.  در زیر، ابتدا بطور مختصر به اهمیت این موارد پرداخته و سپس جنبه های فنی ماشینها بطور مفصل تر مورد بررسی قرار خواهد گرفت.

1-     وضعیت اقتصادی کشاورزان منطقه ؛ در صورت برخوردار بودن کشاورزان از وضعیت اقتصادی مطلوب و به تبع آن، بالا بودن قدرت خرید آنها، که آنهم منوط به کسب در آمد بیشتر از اراضی زراعی است، قادر به تهیه ماشین با تکنولوژی برتر (که قطعا هزینه اولیه بیشتری را بهمراه دارد ) و تامین هزینه های سرویس ونگهداری بموقع آنها خواهند بود و بالعکس.

2-     وضعیت اجتماعی کشاورزان ؛ نوع روابط و بافت اجتماعی کشاورزان یک منطقه، نقش مهمی را در تعیین نظامهای بهره برداری ماشینها، خواهد داشت. با توجه به نظامهای  بهره برداری ماشینها ( تامین ماشین بصورت خصوصی ، تعاونی و خدماتی )، چنانچه روابط و بافت اجتماعی کشاورزان یک منطقه بهم وابسته تر و نزدیکتر باشد، در صورت بر خورداری از سطوح کوچک مزارع ، تامین ماشین بصورت تعاونی و استفاده اشتراکی،صرفه اقتصادی بیشتری خواهد داشت. لازم به یادآوری است که نظام بهره برداری ماشینها، نقش اساسی را در تعیین نوع و اندازه ماشینها دارد.

3-     وضعیت فرهنگی کشاورزان؛ برخورداری از سطح آگاهی و دانش بالاتر، امکان آموزش تکنولوژیهای جدیدتر را در پی خواهد داشت.

4-     شرایط مزرعه ای؛ از دیدگاه ماشینی شرایط مزرعه ای شالیزارها، کاملا متفاوت از خشکه زاریهاست که در زیر به برخی از آنها اشاره می گردد؛

1) کشت برنج بر خلاف سایر محصولات  در مزارع غرقابی و باتلاقی یا همواره اشباع از آب صورت می گیرد . از دیدگاه مکانیکی، خاک سطحی آن سست و با تحمل پذیری کم می باشد. و اکثر عملیات کشاورزی و بخصوص عملیات تهیه زمین در شرایطی صورت می پذیرد که خاک آن در وضعیت خمیری یا چسبنده می باشد، در حالیکه در مزارع خشکه زاری، خاک باید در وضعیت شکل پذیر یا نسبتا خشک باشد وگرنه سبب آسیب رساندن به ساختمان خاک می گردد.

2 )  خاک مزارع شالیزاری، از لحاظ بافت ، عمدتاً از نوع سنگین و نیمه سنگین میباشند که از مشخصه های مهم آن ، می توان به بالا بودن میزان چسبندگی و پایین بودن مقدار اصطکاک داخلی ، اشاره نمود.

3)  در خاکهای شالیزاری، بخاطر سست بودن خاک سطحی، بمنظور فراهم نمودن بستری مقاوم جهت تحمل وزن ماشین و فراهم نمودن امکان تردد ماشین در خاک، به یک لایه خاک سخت و مقاوم در عمق بین 15 – 10 سانتیمتری نیاز است. در حالیکه در مزارع خشکه زاری، لایه سختی از خاک، که در اثر تردد مکرر ماشینها و تجمع مواد معدنی و املاح ( در اثر آبشویی )  در عمق خاک زراعی تشکیل می گردد، مانع از ریشه دوانی گیاه می گردد، که در اینصورت، هرچند سال یکبار باید با استفاده از شخم عمیق یا زیر شکن زنی از بین برده شود. باید با استفاده از شخم عمیق یا زیرشکن زنی ،از بین برده شود .

5-     بهنگام اجرای عملیات تهیه زمین در اراضی شالیزاری، بخاطر شرایط مناسب اقلیمی و خصوصیت خاص محصول برنج که پس از برداشت، رشد زایشی مجدد دارد، در اکثر مواقع سطح مزرعه دارای پوشش گیاهی است که این عمل تاثیر بسزایی در بکارگیری ماشینها و نحوه تنظیمات آنها همچون کاهش میزان گیرایی بین چرخهای ماشین وزمین، کیفیت خاک ورزی و کیفیت نشاکاری دارد.

6-     در حین اجرای عملیات تهیه زمین در اراضی خشکه زاری،حفظ ساختمان خاک بسیار حائز اهمیت است، بطوریکه تا حد ممکن باید از خردشدن زیاده از حد خاک اجتناب نمود و اجرای عملیات خاک ورزی باید تحت رطوبت خاصی از خاک مزرعه صورت گیرد، در حالیکه در اراضی شالیزاری در حین خاک ورزی، ساختمان آن بطور کامل در هم شکسته می شود ، بطوریکه ایجاد حالت گل آب، وضعیتی مطلوب است.

1-4- رفتار فیزیکی خاک در مقابل حرکت ماشین :

رابطه بین خاک و ماشین را می توان با استفاده از رابطه کولمب بصورت زیر بیان نمود.

در این رابطه :

F  = نیروی لازم برای کشش ماشین (N)                                    (1)        

A = سطح تماس بین چرخ ماشین و زمین (m2)

 W= وزن ماشین (N)

  = زاویه اصطکاک داخلی خاک

C = نیروی چسبندگی خاک ( N/cm2)

بر اساس این رابطه، چون در خاکهای شالیزاری مقدار چسبندگی خاک بالاست، بنابراین افزایش سطح تماس ماشین با خاک، سبب افزایش گیرایی یا نیروی کششی ماشین می گردد. در ماشینهای شالیزاری معمولاً جهت افزایش سطح تماس ماشین با زمین از چرخهای زنجیری ( فلزی یا لاستیکی ) یا چرخهای لاستیکی با آجهای بلند استفاده می گردد. از طرفی دیگر بخاطر پایین بودن مقدار زاویه اصطکاک داخلی، افزایش وزن ماشین تاثیرات چندانی در افزایش کشش یا گیرایی ماشین نداشته، بلکه سبب فرو رفتن ماشین در داخل زمین و در نتیجه سبب شکستن لایه سخت خاک می گردد.

5- شرایط گیاهی :گیاه برنج از دیدگاه ژنتیکی و فیزیولوژیکی تفاوتهای زیادی با سایر غلات دارد که در زیر به برخی از این تفاوتها که در عملکرد یا بکارگیری ماشینها تاثیر گذار می باشند، اشاره می گردد :

1) ساقه باقیمانده برنج پس از درو، دارای رشد زایشی و حتی رتون دهی است در حالیکه در سایر غلات یا چنین ویژگی وجود ندارد یا در آنها بسیار ضعیف است .افزایش رشد زایشی پس از عمل درو، سبب افزایش بقایای گیاهی در سطح مزرعه می گردد که تا حد زیادی در کارکرد ماشینهای مختلف، بخصوص ماشینهای تهیه زمین ونشاکارها تاثیر دارد.

2) برنج در سه نوع Japonica،  Javanica ،    Indica تقسیم بندی می گردند. انواع Japonica  از لحاظ شکل ظاهری، دارای دانه هایی با طول کوتاه و تقریباً گرد و انواع Indica  ،دارای طول بلند و نازک و با کرویت کم و انواع  Javanica  دارای طول و میزان کرویت حد وسط بین دو نوع دیگر است . تحقیقات نشان دادند که دانه های کوتاه تر و با درصد کرویت بالاتر، مقاومت بیشتری در مقابل ضربات مکانیکی می باشند .

3) گیاه برنج در مقایسه با سایر غلات مقاومت کمتری در مقابل ورس یا خوابیدگی دارد. برنجهای ارقام بومی، که دارای طول ساقه بیشتری هستند، مقاومت کمتری در برابر ورس یا خوابیدگی دارند، ولی ارقام پر محصول که طول ساقه کمتری دارند، مقاومت بیشتری دارند. این خصوصیات در برنج تعیین کننده نوع مکانیزم بردارنده وهدایت کننده محصول به قسمت درو وخرمنکوبی در کمباین می باشد.

4)  در برنج رسیده، نیروی مورد نیاز جهت جدا کردن دانه ها از خوشه در مقایسه با سایر غلات کمتر است. در برنجهای ارقام بومی مقدار این نیرو در حد متوسط و در ارقام پر محصول حدودا پایین است. این خصوصیات در تعیین زمان برداشت محصول با ماشین وهمچنین نوع مکانیزم خرمنکوب کمباین، نقشی اساسی دارد .

بحث و نتیجه گیری:

انتخاب ماشین؛

الف ) انتخاب تراکتور: معیارهای فنی اساسی که در انتخاب تراکتور دخیل هستند عبارتند از،تک منظوره یا چند منظوره بودن تراکتور، نوع سیستم حرکتی، میزان قدرت مالبندی، میزان قدرت محور تواندهی، وزن کل تراکتور، قدرت ویژه، نوع سیستم فرمان و  ... .

1.  با توجه به پایین بودن میزان درآمد کشاورزان و ضعیف بودن بنیه مالی آنها، انتخاب تراکتوری تک منظوره یا با قابلیت کاربری محدود، که فقط در معدود ساعاتی از سال قابل استفاده باشد، توجیه اقتصادی نخواهد داشت. بنابر این تراکتوری را باید انتخاب نمود که برای اکثر عملیات کشاورزی همچون کشیدن ادوات دنباله بند از قبیل ادوات خاک ورزی، وجین کنها، سمپاشها و همچنین تریلی، جهت حمل و نقل محصولات، قابل استفاده باشد. در اینصورت استفاده از تراکتورهای چرخ زنجیری، علیرغم آنکه دارای بازده کششی بسیار بالا و مطلوبی در مزارع شالیزاری هستند، بخاطر قابل تردد نبودن در جاده ها( جهت انجام امور حمل و نقل )، توصیه نمی گردد.

2. باتوجه به باتلاقی بودن مزارع شالیزاری و شرایط ویژه خواص مهندسی خاک، یعنی بالا بودن مقدار چسبندگی و پایین بودن مقدار زاویه اصطکاک داخلی آن، افزایش سطح تماس چرخهای تراکتور با زمین و کاهش وزن آن، امری الزامی است. بعلت محدودیت استفاده از تراکتورهای چرخ زنجیری، از تراکتورهای چرخ لاستیکی با اندازه آج بلند و با وزن کم و علاوه بر آن بمنظور افزایش میزان توان کششی، استفاده از تراکتور های دو دیفرانسیل، اجتناب ناپذیر است.