توسعه و ارزیابی مزرعه ای یک حسگر نیوماتیکی افقی مجهز به چند نازل برای اندازه گیری مقاومت مکانیکی خاک در حال حرکت

فشردگی خاکهای کشاورزی محدودیت اصلی رشد ریشه گیاهان است و منجر به کاهش عملکرد اکثر محصولات زراعی میشود. تراکم خاک ساختار خاک را تغییر میدهد و نفوذ آب و هوا را محدود میکند. نفوذسنج عمودی به شیوهی رایج برای اندازهگیری مقاومت خاک استفاده میشود ولی بسیار وقتگیر، هزینه بر و طاقتفرساست که باعث ایجاد محدودیت استفاده از نفوذسنجهای عمودی در پهنهبندی فشردگی خاک مزارع شده است. یکی از روش های معرفی شده در دهه گذشته روشی پیوسته و در حال حرکت برای تعیین لایه فشرده خاک است. هدف از این تحقیق، اندازهگیری مقاومت مکانیکی خاک در لایههای فشرده مختلف با استفاده از یک حسگر نیوماتیکی افقی چند نازلی در حال حرکت بود. در ابتدا تنش ایجاد شده بر روی تیغه حسگر محاسبه و سپس ساقه حسگر مورد نظر در محیط نرمافزار ANSYS مدلسازی و تحلیل تنش شد. پس از طراحی، سه نازل مخروطی در سه عمق متفاوت (۱۵، ۳۰ و ۴۵ سانتیمتر) برای تزریق جریان هوا به خاک بر روی حسگر نیوماتیکی نصب شد و مقاومت در برابر نفوذپذیری هوا به داخل خاک بوسیله سه فشارسنج اندازه گیری شد. نتایج این حسگر با نتایج نفوذسنج عمودی استاندارد در طول مسیر موردنظر در سه تکرار ارزیابی و مقایسه گردید. نتایج نشان داد که حسگر توانایی نشان دادن تغییرات مقاومت مکانیکی خاک را در عمقهای مختلف حتی در مکانهایی که نفوذسنج عمودی امکان ورود در خاک را نداشت، دارد. رابطه معنیداری بین مقاومت به نفوذ هوا در خاک با مقاومت به نفوذ عمودی (R۲=۰.۷۳) در عمق صفر تا ۳۰ سانتیمتر بدست آمد. مقدار مقاومت به نفوذ هوا در خاک با افزایش عمق افزایش یافت.

Keywords:

حسگر پنوماتیکی , لایه خاک فشرده , مقاومت خاک در برابر نفوذ هوا , نفوذپذیری هوا , مقاومت در برابر نفوذ عمودی