ضرورت وجود بستر سخت خاك در اراضي شاليزاري براي مكانيزه نمودن كشت برنج و روش‌هاي مراقبت از آن

ضرورت وجود بستر سخت خاك در اراضي شاليزاري براي مكانيزه نمودن كشت برنج و روش‌هاي مراقبت از آن

1393/5/19

نام نویسنده مهندس حمید آقاگل زاده كارشناس‌ ارشد مكانيك ماشين‌هاي كشاورزي

وجود لايه سخت شخم در كف زمينهاي شاليزاري، جهت تردد انواع ماشينهاي كشاورزي ، امري ضروري و اجتناب ناپذير است. اين لايه سخت با تحمل نيروي وزن ماشين ، مانع از فرو رفتن آن در داخل زمين و همچنين با اعمال نيروي عكس العمل در مقابل نيروي كششي ماشين، امكان حركت و جابجا شدن ماشين را فراهم مي نمايد، در صورت عدم وجود اين لايه، ماشين در داخل خاك فرو رفته قادر به حركت نخواهد بود. اين لايه سخت ممكن است بهنگام اجراي تسطيح و يكپارچه سازي يا پس از آن ايجاد گردد، و گاهي اوقات نيز ممكن است از قبل وجود داشته باشد. دستيابي به لايه‌اي سخت با شرايط مطلوب ( عمق يكنواخت و ضخامت مناسب ) در حين اجراي عمليات تسطيح و يكپارچه سازي، بخاطر تسلط بيشتر بر فاكتورهاي موثر در ايجاد آن، امكان پذيرتر است

موقعيت قرارگيري لايه سخت خاك و تاثير آن بر ساير عوامل 
در اراضي خشكه‌زاري وجود لايه‌اي سخت از خاك در عمق زراعي سبب ممانعت از زهكشي مطلوب، ريشه دواني گياه و در نتيجه كاهش عملكرد مي‌گردد ولي با توجه به شرايط محيط رشد برنج و خصوصيات فيزيولوژيكي آن ريشه دواني در عمق كم براي اين گياه امكان پذير بوده چندان مشكلي جهت دستيابي به ميزان عملكرد مطلوب ايجاد نمي‌نمايد. محافظت و نگهداري اين لايه سخت در حين اجراي كليه عمليات مربوط به كشت مكانيزه، بويژه در هنگام اجراي عمليات خاك ورزي امري ضروري است و عدم رعايت نكات اصولي ممكن است سبب تخريب يا بطور كلي حذف اين بستر گردد
نكته قابل ذكر اين است كه اين لايه سخت در عمل تا حدودي از ميزان ريشه‌دواني و همچنين ميزان عملكرد آن مي‌كاهد ولي بخاطر لزوم سازگار سازي شرايط مزرعه با شرايط ماشيني، ايجاد آن در اراضي شاليزاري امري ضروري و اجتناب ناپذير است.

از بين كليه عمليات كشاورزي ، عمليات خاك ورزي سنگين ترين عمليات از لحاظ ميزان توان مصرفي، صرف هزينه و تاثير گذاري بر زمين مي باشد. چنانچه روابط بين شرايط مزرعه‌اي و ماشيني ، براي اجراي اين عمليات زراعي كه در واقع سخت ترين شرايط كاري براي ماشين محسوب مي‌گردد، بطور دقيق مورد بررسي قرار گيرد، قطعا اطلاعات بدست آمده براي ساير عمليات كافي و قابل استفاده خواهد بود. جهت ارائه راهكارهايي در جهت حفظ و نگهداري لايه سخت خاك ايجاد شده در شاليزار ( چه در حين اجرا و چه پس از اجراي عمليات تسطيح و يكپارچه سازي )، نياز است كه شناختي كافي نسبت به ماهيت و شرايط مزارع شاليزاري و روابط بين ماشين و خاك حاصل گردد

رفتار ديناميكي خاك 
از خواص مهم مهندسي خاك كه ماهيت فيزيكي، مكانيكي و همچنين روابط خاك و ماشين را تعيين مي‌نمايند، به مقادير كه به ترتيب ميزان چسبندگي و ضريب اصطكاك داخلي خاك مي باشند، مي توان اشاره نمود
در مزارع شاليزاري كه داراي خاكي سست و باتلاقي هستند، مقدار چسبندگي خاك بالا ولي ميزان ضريب اصطكاك داخلي بسيار پايين است. با استفاده از رابطه مور – كولمب كه هر دو خواص خاك و همچنين روابط بين ماشين و خاك را در بر دارد، مي توان شرايط مختلف را بررسي نمود.

در اين رابطه
s = مقاومت برشي خاك c = نيروي چسبندگي خاك 
تنش عمودي وارد بر خاك زاويه اصطكاك داخلي خاك 
چنانچه در اين رابطه نيروي كششي ماشين در حال حركت
را برابر مقاومت برشي خاك در نظر بگيريم، خواهيم داشت

در اين رابطه:
=a سطح تماس ماشين با خاك
=w وزن ماشين 

بر اساس رابطه ( 2 )، قابليت كشش ماشين روي خاك را با دو مولفه يكي نيروي ناشي از چسبندگي خاك كه در اثر تماس ماشين با خاك و ديگري ناشي از وزن ماشين ( كه در اثر نيروي اصطكاك داخلي خاك ظاهر مي گردند ) مي توان بيان نمود
نقش مولفه وزن ماشين: با توجه به ناچيز بودن مقدار زاويه اصطكاك داخلي خاك‌هاي شاليزاري، مولفه حاصل از تاثير وزن ماشين كه وابسته به زاويه اصطكاك داخلي است، نيز ناچيز و قابل اغماض است. با اين شرايط، با افزايش وزن ماشين در مزرعه شاليزاري، نه تنها درگيري با خاك افزايش نخواهد يافت بلكه حتي سبب فرو رفتن ماشين در زمين و در نهايت آسيب رساندن به بستر خاك كه در عمق cm 10 – 15 واقع شده است، مي گردد
نقش نيروي چسبندگي خاك : در خاكهاي شاليزاري يا باتلاقي، ميزان نيروي چسبندگي بمراتب بيشتر از ساير خاكها مي باشد. مي توان از همين خصوصيت آن ، بمنظور افزايش درگيري و كاهش صدمات وارده به بستر زيرين خاك بهره گرفت. با استفاده از رابطه ( 2 ) مولفه ناشي از نيروي چسبندگي با افزايش سطح درگيري قسمت حركتي ماشين افزايش مي يابد. در اينصورت ماشين مي تواند از آن بعنوان تامين كننده نيروي عكس العمل افقي جهت بحركت در آوردن خودش استفاده نمايد
امروزه استفاده از تراكتورها و كمباين‌هاي مجهز به چرخ‌هاي زنجيري لاستيكي در مزارع شاليزاري به همين دلايل صورت مي‌گيرد. زيرا در چرخهاي زنجيري سطح تماس آنها يا خاك بمراتب بيشتر بوده در نتيجه مولفه حاصل از نيروي چسبندگي خاك افزايش مي‌يابد و بالعكس مولفه تنش عمودي ( فشار ) وارده بر خاك كه حاصل از نيروي وزن آن مي‌باشد بمراتب كاهش مي‌يابد

توصيه هاي ايمني در جهت جلوگيري از آسيب رساندن به لايه سخت خاك زيرين
1) استفاده از تراكتور و ادوات با وزن كم؛
با بررسي مولفه وزن ماشين دريافتيم كه در خاكهاي باتلاقي و شاليزاري، افزايش هرگونه وزن نقش چندان مؤثري در افزايش ميزان كشش نداشته و جزء افزايش قيمت اوليه ماشين، وارد نمودن بار اضافي به ماشين و در نتيجه آسيب رساندن به لايه سخت خاك هيچ مزيتي را در پي نخواهد داشت. بنابر اين استفاده از ادوات مختلف كشاورزي سبك و تراكتورهاي با قدرت ويژه بالا ( داراي نسبت قدرت به وزن بالا ) توصيه مي گردد.

2) افزايش سطح تماس چرخهاي محرك با زمين؛ 
با افزايش سطح تماس چرخهاي محرك ماشين با زمين، مولفه ناشي از نيروي چسبندگي خاك و در نتيجه قابليت كشش ماشين افزايش مي‌يابد. علاوه بر آن با افزايش آن نيروي وزن ماشين بر سطح وسيعتري وارد ميگردد كه اين عمل سبب كاهش فشار وارده بر زمين و در نتيجه مانع از فرو رفتن ماشين در زمين و در نتيجه مانع از آسيب رساندن به بستر زيرين خاك مي گردد.

3) استفاده از چرخهاي فلزي مناسب :
استفاده از چرخهاي فلزي در كنار چرخهاي لاستيكي در تراكتورها و بكارگيري آنها بجاي چرخ لاستيكي در تيلرها، بمنظور گل آب نمودن، دفن علفهاي هرز و بقاياي گياهي سطح مزرعه و همچنين بعنوان يك وسيله كمكي در افزايش قابليت كشش آنها مي باشد. پره هاي اين چرخها با نفوذ در خاك ، در حين پيشروي سطح رويي آن را به عقب هل مي دهند و نيروي عكس العمل آن سبب هدايت ماشين به سمت جلو مي گردد. تجربيات نشان دادند بكارگيري چرخهاي فلزي متداول در كشور ( متشكل از تعدادي تيغه نازك صاف يا تسمه فولادي است كه در پيرامون دو عدد حلقه محيطي چرخ قرار گرفته اند ) به اصطلاح كشاورزان، استفاده از اين نوع چرخ‌هاي فلزي سبب گود نمودن زمين مي‌گردد. در واقع، اين گود نمودن همان فرو رفتن بيش از حد چرخ در داخل زمين مي باشد كه سبب شكستن لايه سخت خاك مي گردد
حال اگر بجاي اين تسمه هاي فولادي از نبشي هايي پهن استفاده شود، بطوريكه در حين حركت، دو تا وجه بيروني نيشي ها وارد زمين گردند ( همانند گوه ، با افزايش سطح تماس با خاك نه تنها نيروي چسبندگي و در پي آن قابليت كشش افزايش مي يابد بلكه سبب كاهش فشار وارده بر سطح زمين و مانع از فرو رفتن چرخ ماشين در داخل گل و بالاخره مانع از شكسته شدن لايه سخت زيرين خاك مي گردد. چنانچه علاوه بر استفاده از تيغه هاي نبشي شكل، فاصله بين نبشي هاي مجاور هم كاهش داده شود يا بعبارتي ديگر تعداد اين نبشي ها افزايش داده شود، در اينصورت نبشي‌ها ضمن فرو رفتن در داخل گل، همانند گوه‌هايي سبب فشرده شدن خاك بين آنها مي‌گردند. در اينصورت، قسمتي ‌از گل‌ كه بين آنها واقع مي‌شوند، فشرده شده و تحكيم مي‌يابند. در نتيجه قابليت كشش ماشين نيز بهبود چشمگيري خواهد يافت

4) استفاده از تراكتورهاي چرخ زنجيري

در اين تراكتورها بعلت افزايش سطح تماس چرخها با زمين، فشار كمتري به زمين وارد شده در نتيجه كمتر در داخل زمين فرو مي روند و به بستر سخت خاك كمتر آسيب وارد مي‌گردد. در تراكتورهاي چرخ زنجيري سنگين وزن با زنجيرهاي فلزي مجهز به زنجيرهاي ويژه باتلاقي ( با كفشكهايي با سطح مقطع مثلثي )، در حين حركت هم سبب تحكيم خاكهاي سطحي واقع شده بين كفشكها و در نتيجه مانع از فرو رفتن در زمين و همچنين سبب افزايش قابليت كشش تراكتور مي گردد. زيرا درگيري آن با زمين به مثابه درگيري چرخدنده‌ها مي باشد كه اين امر سبب افزايش قابليت كشش تراكتور بخصوص به هنگام حركت در سربالايي‌هاي لغزنده و بالا رفتن از روي مرزها مي‌گردد.

5) عدم استفاده از گاو آهنهاي با عمق شخم زياد
به منظور جلوگيري از تخريب اين لايه سخت خاك، استفاده از ادواتي كه در عمق بيش از cm 12 – 10 كار مي كنند ( بخصوص گاوآهنهاي برگرداندار متداول در كشور ) ، در مزارع شاليزاري توصيه نمي گردند

6) عدم كشت محصولات ريشه‌اي و غده‌اي 
كشت محصولاتي همچون سيب زميني، هويج و ... كه جهت كشت آنها نياز به شخم عميق است، بعنوان كشت دوم پس از برداشت برنج توصيه نمي گردد. در صورت تصميم به كشت، لازم است كه بصورت جوي و پشته اي كشت گردد، تا عمق خاك مورد نياز از طريق ايجاد پشته ها حاصل گردد و نيازي به شخم عميق نباشد.

7) ممانعت از ورود ماشينهاي سنگين وزن داراي چرخ لاستيكي به مزارع شاليزاري
ورود ماشينهاي سنگين وزن داراي چرخ لاستيكي همچون كمباينهاي غلات موجود در منطقه به داخل شاليزار هرگز توصيه نمي گردد. زيرا بخاطر پايين بودن تحمل پذيري خاك، چرخ آنها داخل خاك فرو رفته و اين لايه سخت را از بين مي‌برند
گاهي اوقات با بررسي‌هاي سطحي، ممكن است تشخيص داده شود كه لايه‌اي سخت در دل زير خاك وجود داشته و امكان تردد ماشين‌هاي سنگين بلامانع باشد، چه بسا در حين تردد ماشين ممكن است مشكل‌ساز باشد. زيرا با توجه به اينكه اين لايه سخت يك لايه غير طبيعي است و چندان استحكامي ندارد وحتي ممكن است در قسمت زيرين آن لايه‌اي خاك سست وجود داشته باشد يا اينكه در طي عملياتهاي قبلي آسيب ديده باشد، به هر حال ممكن است در اثر تردد ماشينهاي سنگين وزن، اين لايه از خاك بشكند
8) استفاده از چرخهاي تثبيت عمق در كليه ادوات خاك ورزي :
اين عمل بمنظور جلوگيري از نفوذ بيش از حد ادوات خاك ورزي در اثر ناهمگن بودن نوع خاك و مطلوب نبودن تنظيمات يا دقت كار ماشين صورت مي‌گيرد.

 


 منابع :
1) آقاگل زاده، حميد و همكاران. 1381. ارائه راهكارهاي اساسي جهت كشت مكانيزه برنج در اراضي تسطيح ويكپارچه سازي شده . اولين سمينار تجهيز و نوسازي اراضي شاليزاري كشور. 20 – 21 آذرماه. دانشگاه آزاد اسلامي واحد قائمشهر.
2) آقاگل زاده، حميد و همكاران. 1381. مقايسه بكارگيري ماشين آلات كشت برنج در اراضي سنتي ويكپارچه شده . اولين سمينار تجهيز و نوسازي اراضي شاليزاري كشور. دانشگاه آزاد اسلامي واحد قائمشهر.
3) آقاگل زاده، حميد و همكاران. 1383. ضرورت و نحوه ايجاد لايه سخت خاك در پروژه‌هاي تسطيح و يكپارچه‌سازي شاليزاري . اولين كارگاه آموزشي مباني طراحي در تجهيز و نوسازي اراضي شاليزاري كشور. 28 تيرماه. دانشگاه گيلان
4) آقاگل‌زاده، حميد و همكاران. 1383. ارائه الگوي مناسب جهت مكانيزه نمودن برنج همخوان با شرايط فعلي كشور. يازدهمين همايش ملي برنج كشور. 19 – 20 بهمن ماه. سازمان جهاد كشاورزي استان قزوين
5) آقاگل‌زاده، حميد و همكاران. 1383. مشخصات فني ماشين‌هاي مورد نياز براي كشت مكانيزه برنج. يازدهمين همايش ملي برنج كشور. 19 – 20 بهمن ماه. سازمان جهاد كشاورزي استان قزوين
6) آقاگل‌زاده، حميد و همكاران. 1383. همسوسازي طراحي يكپارچه سازي مزارع شاليزاري با جنبه‌هاي ماشيني در كشت مكانيزه برنج. يازدهمين همايش ملي برنج كشور. 19 – 20 بهمن ماه. سازمان جهاد كشاورزي استان قزوين
7) آقاگل‌زاده، حميد و همكاران. 1385. تاثير خرده مالكيت بر روند مكانيزاسيون برنج در ايران. اولين همايش ملي نظام بهره‌برداري خرد و دهقاني. 12 – 13 اسفند ماه. معاونت ترويج و نظام‌بهره‌برداري وزارت جهاد كشاورزي


8) kiyoshi, kaga. 1994. soil compaction in agricultural land development. asian institute of technology.
9) m, koike. et all . 1996. introduction to japanese agr. machinery. e31 – e40.
10) masakazu, mizutani. 1999. advanced paddy field engineering,. shizan – sha . sience and technology.

تگ ها