توسعه يك سامانه مزرعه اي پايش عملكرد كمّي و تعيين برخي از خصوصيات كيفيت تغذيه اي محصول يونجه با استفاده از انرژي برشي و فشردگي محصول

Developing an in-field yield monitoring system and predicting some nutritional quality properties of Alfalfa using shear and compressive energy

كشاورزي دقيق همواره به دنبال بيان علل و عوامل وجود تغييرات و اتخاذ تصميمات مناسب در مزرعه است. يكي از زمينه هاي مورد تحقيق در سه دهه اخير ارايه راهكار هايي براي تهيه نقشه هاي تغييرپذيري عملكرد كمّي محصول بوده است. در اين پژوهش با توجه به اهميت تهيه اين نقشه ها تلاش شد تا با اندازه‌گيري پيوسته ضخامت لايه علوفه افزوده شده در هر مرحله از پرس علوفه درحين عمليات بسته بندي به‌وسيله يك چرخ ستاره اي جديد و تلفيق آن با داده هاي موقعيت مكاني دستگاه بيلر كه از سامانه مكان‌يابي جهاني دريافت مي‌شد، نقشه عملكرد محصول ترسيم شود. همچنين پژوهشگران پيشگام در علم كشاورزي دقيق توجه به شاخص هاي كيفيت محصول و مطالعه عوامل تاثيرگذار بر آن را نيز با اهميت مي‌دانند. بدين منظور تلاش شد تا در اين تحقيق، علاوه بر نقشه عملكرد، روشي غير مخرب و بلادرنگ براي تخمين برخي از شاخص هاي كيفيت تغذيه اي محصول يونجه در مزرعه ارايه و ارزيابي شود. بدين منظور اندازه گيري انرژي برشي ويژه وارد بر تيغه و انرژي فشردگي ويژه در سر پلانجر يك دستگاه بيلر در شرايط مزرعه اي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج آناليز رگرسيون و آزمون همبستگي سامانه اندازه گيري عملكرد كمّي، رابطه خطي بسيار خوب روش پيشنهادي با جرم محصول را نشان داد (96/0 =r و 92/0 =R2). نتايج استفاده از انرژي برشي ويژه در تخمين شاخص هاي فيبر خام و شاخص تجمعي RFV با‌ توجه به شرايط مزرعه اي نتايج قابل قبولي داشت. استفاده از انرژي فشردگي ويژه تنها در تخمين شاخص ماده خشك مناسب بود. هيچ يك از دو روش پيشنهادي اندازه گيري انرژي برشي ويژه و انرژي فشردگي ويژه، نتوانست شاخص تغذيه اي پروتيين خام را تخمين بزند. مطالعات بيشتر در شرايط وسيع‌تري از تغييرات شاخص هاي كيفيت و رقم هاي يونجه پيشنهاد مي‌گردد.

Precision Agriculture is continuously trying to address the sources and factors affecting the in-field variability and taking appropriate managerial decisions. One of the popular research focuses in the recent three decades has been on the development of new approaches to making yield variability maps. Advancement in development of sensors and the importance of quality factor in high value crops has motivated scientists to investigate real-time and nondestructive testing methods. This study tried to introduce and evaluate a new approach to concurrent yield mapping and to estimate some nutritional qualitative factors of alfalfa production. In this study, yield quantity was determined by measurement of added hay slice in every hay compression cycle by employing a new star wheel and integrating its output with positioning data from Global Positioning System. To predict some nutritional quality properties, measurement of specific shear energy applied on the cutting blade and compressive energy on plunger head of a hay baler in field conditions were also evaluated. The results of statistical analysis of yield quantity measurement data showed a very good correlation between the suggested approach and yield mass (r=0.96 and R2=0.92). The results of using specific shear energy for estimation of crude fiber and cumulative index RFV with regard to field conditions were rated as acceptable. Using specific compression energy was suitable only for estimating the dry matter. None of the suggested methods was able to estimate the hay crude protein. Further investigations at more extensive variations of quality indices and alfalfa varieties are suggested.