تأثير رطوبة التربة وعمق الحراثة في بعض المؤشرات الفنية لاداء الوحدة المكنية عند استعمال المحراث الحفار .

المقدمة :-

منذ ان بدء الانسان في زراعة ما يحتاجه من محاصيل كانت المحاريث من أوائل العدد والآلات التي استعملها لإعداد الارض للزراعة وكانت المحاريث في العصور القديمة تصنع من الخشب ثم تطورت على مر العصور الى ان وصلت الى صورتها الحاليه . وان اختيار نوع المحراث المناسب ذو اهمية كبيره في تحديد جودة الحرث وتحسين صفات التربة ومن ثم زيادة الانتاجية اما الخطأ في اختيار الآلة المناسبة وعملها وظروف غير مثالية تؤدي الى نتائج سلبية.

ان المحراث الحفار هو نوع من انواع معدات تهيئة التربة الاولية الزاحفة حيث يحتاج الى نصف مايحتاجه المحراث المطرحي من قوة سحب وهذه ميزة تجعله اسرع واكثر اقتصادية وان اساس عمل هذا المحراث هو عمل شق للتربة بهدف الحصول على تفكيك موضعي وتفتيت نسبي دون ان يكون هنالك قلب لمقطع التربة

(البنا,1990)

وينصح باستخدامه في معاملة الترب في وسط العراق وبعض المناطق الجنوبية . كما ان طريقة عمل المحاريث الحفارة هي اقرب الى معدات الحراثة شبها بالمحراث الخشبي حيث يثير التربة الى الاعلى            (zoz,frank M. 1972). وقد عرف عمق الحراثة بأنها المسافة العمودية من سطح التربة العلوي الى النقطة المحددة من اختراق سلاح الالة للتربة

( ASAE EP.291,2004). وان لعمق الحراثة تأثير مباشر في النسبة المئوية للانزلاق واستهلاك الوقود وهذا ما أكده (Mari et al,2011). أن المحتوى الرطوبي للتربة يعد عاملا مؤثر في مقاومة قوة السحب حيث وجد

((Hunt,1979 ان قوة مقاومة السحب تزداد عندما تكون رطوبة التربة مرتفعة أو منخفضة بشكل كبير وان افضل قوة سحب يمكن التوصل اليها عند محتوى رطوبي يتراوح بين 13-20% وهي ما تدعى بنقطة الجلي (scoouling point) اذ تكون التربة ذات قوام هش حيث لا تلتصق بالمحراث وبعجلات الجرار فتقل مقاومتها لسحب الآلة. وبين (العبدلي 2000) ان الرطوبة المثلى لأجراء العمليات الزراعية في التربة الرملية تتراوح بين 8-12% أما في التربة الطينبة تتراوح بين 18-20% .

واكد (Moitazi,2006) ان للانزلاق تأثير أساسيا في استهلاك الوقود فبأنخفاض الانزلاق يؤدي انخفاض استهلاك الوقود وبالعكس.

الهدف من الدراسة :

دراسة تاثير رطوبة التربة وعمق الحراثة في بعض مؤشرات الاداء للوحدة المكنية (الساحبة + المحراث)

وتشمل النسبة المئوية للانزلاق واستهلاك الوقود وقوة السحب وقدرة السحب

المواد وطرائق العمل :-

تم اجراء التجربة في حقول كلية الزراعة / جامعة بغداد في ابوغريب للعام 2011-2012 على قطعة ارض مساحتها                           (2 دونم) غير مزروعة في الموسم السابق وتم تقدير نسجة التربة فوجد انها مزيجيه طينيه غرينيه ، وتم استخدام الجرار نيوهولند ذو قدرة حصانية (80 حصان) مع محراث حفار مصنع من قبل الشركة العامة للصناعات الميكانيكية ،

نفذ البحث بتجربة عاملية  بتصميم القطاعات العشوائية الكاملة  RCBD  اذ قسمت ارض الحقل الى ثلاث قطاعات مثلت مكررات التجربة واستخدم عاملين الاول المحتوى الرطوبي للتربة وبثلاث مستويات (11-13%) (14-16%) (17-19%) اما العامل الثاني فكان عمق الحراثة بثلاث مستويات (12-15سم) (17-20سم) (22-25سم) وتم حساب الصفات المدروسة في التجربة كالاتي :

1-      النسبة المئوية للانزلاق:- تم حساب النسبة المئوية للانزلاق حسب المعادلة التالية    (1972) Zoz

S% :- النسبة المئوية للانزلاق ( %).

VT :- السرعة النظرية (كم/ساعة).

Vp  :- السرعة العملية (كم/ساعة).

استهلاك الوقود :- تم حساب نسبة استهلاك الوقود حسب المعادلة التالية الجراح ) 1998)

Voc  :- كمية الوقود المستهلكة (لتر/هكتار).

V :- كمية الوقود المستهلكة في المعاملة (ملم).

St :- طول المعاملة (م).

Bp :- العرض الفعلي للحرث (م).

2-      قوة السحب :- تم حساب قوة السحب باستخدام جهاز الداينموميتر النابضي نوع (Dillon) و حسب المعادلة التالية Barger (1963)

Ft :- قوة السحب للمحراث (كيلو.نيوتن).

P :- قوة الدفع الكلية والمحراث أثناء عملية الحرث (كيلو.نيوتن).

R :- القوة اللازمة لسحب الجرارو المحراث(دون حمل) (كيلو.نيوتن).

3-      قدرة السحب :- تم حساب القدرة الحصانية على ذراع السحب حسب المعادلة التالية فارس (2000)

Pft :- القدرة اللازمة لسحب المحراث (حصان ميكانيكي).

Ft :-  قوة السحب (كغم).

Vp :- السرعة العملية (كغم/ساعة).

النتائج والمناقشة :–

يوضح الجدول رقم (1) تأثير المحتوى الرطوبي للتربة وعمق الحراثة في النسبة المئوية للانزلاق.اذ نلاحظ وجود فرق معنوي عند انخفاض المحتوى الرطوبي من (17-19) الى (14-16) ثم الى (11-13) اذ انخفضت النسبة المئوية للانزلاق من 14.4 الى 12 ثم الى 8.66 على التوالي حيث يعود سبب ذلك الى ظروف التماسك بين العجلات القائدة للجرار والتربة أي يزداد التماسك مابين العجلات القائدة للجرار و التربة فتقل النسبة المئوية للانزلاق وتتفق هذه النتائج التي حصل عليها (هلال, 2010) و (احمد,2012) و(Marielal,2011).

ومن الجدول نفسه يظهر هنالك وجود فروق معنوية عند زيادة عمق الحراثة من (12-15) ثم الى (22-25) اذ ازدادت النسبة المئوية للانزلاق من 6.9% الى 11.1% ثم ال %17 على التوالي ويعزى سبب ذلك الى ان زيادة عمق الحراثة يزيد من الحمل الواقع على المحراث نتيجة زيادة المقاومة الناتجة عن زيادة سطح التعرض المواجهة للسلاح مما يؤدي الى زيادة في قوة مقاومة السحب ومن ثم زيادة في معدل النسبة المئوية للانزلاق وتتفق هذه النتائج مع النتائج التي حصل عليها (جاسم ,والسعدي 2012) و(كاظم, وجبر 2012) و(Mohamed,Dahab,2002).

اما التداخل بين كل من المحتوى الرطوبي للتربة وعمق الحراثة فكان معنويا في النسبة المئوية للانزلاق اذ سجل اعلى قيمة مقدارها 20,9% الناتجة من تداخل عمق (22-25) مع المحتوى الرطوبي (17-19).

جدول رقم (1) تأثير المحتوى الرطوبي للتربة وعمق الحراثة في النسبة المئوية للانزلاق (%)

يبين الجدول رقم (2) تأثير المحتوى الرطوبي للتربة وعمق الحراثة في استهلاك الوقود اذ نلاحظ وجود فرق معنوي عند انخفاض المحتوى الرطوبي من (17-19) الى (14-16) ثم الى (11-13) اذ انخفض استهلاك الوقود من 61.8 الى 59.1 ثم الى 56.8 لتر/هكتار أي بنيبة انخفاض مقدارها 0,27 ثم 0,23 على التوالي ويعود سبب ذلك الى انخفاض النسبة المئوية للانزلاق بالاضافة الى ان مقدار استهلاك الوقود يتغير تبعا لنوع التربة حيث يزداد في الترب الناعمة ويقل في الترب الخشنة وهذه النتيجة تتفق مع النتائج التي حصل عليها (هلال .2010) و(احمد .2012).

هذا ويظهر من الجدول نفسه وجود فرق معنوي عند زيادة عمق الحراثة من (12-15) الى (17-20) ثم الى (22-25) اذ ازدادت كمية استهلاك الوقود من 53 الى 58.6 ثم الى 66.1 لتر/هكتار  أي بنسبة زيادة مقدارها 0,05 ثم 0,07 على التوالي ويعود السبب الى زيادة عمق الحراثة تعني اثارة كمية اكبر من التربة وهذه الاثارة تعني انجاز عمل اكبر ومن ثم استهلاك كمية اكبر من الوقود. وتتفق هذه النتائج مع النتائج التي حصل عليها (الشجيري ,2008) و(كاظم وجبر,2012).

اما التداخل بين كل من المحتوى الرطوبي وعمق الحراثة فلم يكن معنويا في استهلاك الوقود.

جدول رقم (2) تأثير المحتوى الرطوبي وعمق الحراثة في استهلاك الوقود (لتر/هكتار)

يبين الجدول رقم (3) تأثير المحتوى الرطوبي للتربة وعمق الحراثة في قوة السحب اذ اظهرت النتائج وجود فرق معنوي عند انخفاض المحتوى الرطوبي من (17-19) الى (14-16) ثم الى (11-13) اذ انخفضت قوة السحب من 1480.2 الى 1413.5 ثم الى 1350.1 كغم .قوة. أي بنسبة انخفاض مقدارها 0,667 ثم 0,634 على التوالي ويعود سبب ذلك إلى انخفاض قوة التصاق التربة عند انخفاض المحتوى الرطوبي مما يؤدي الى انخفاض قوة السحب وتتفق هذه النتائج مع النتائج التي حصل عليها (رجب,2005) و(احمد,2012) و  (Aljalil et al 2001,Aday et al,2001).

كذلك تشير النتائج الى وجود فرق معنوي عند زيادة عمق الحراثة من (12-15) الى (17-20)   ثم  الى

(23-25) سم. إذ ازدادت قوة السحب من 970.5 إلى 1483.4 ثم الى 1780.3 كغم.قوة أي بنسبة زيادة مقدارها 5,12 ثم الى  2,96 على التوالي ويعود سبب ذلك الى زيادة عمق الحراثة تؤدي الى زيادة الحمل الواقع على المحراث مما يزيد من قيمة المقاومة التي يلاقيها المحراث فتزداد قوة السحب وتتفق هذه النتائج مع النتائج التي حصل عليها (الشجيري,2008) و(كاظم وجبر,2012) و (Mava Koglu and Qavman,2009).

كذلك التداخل بين المحتوى الرطوبي وعمق الحراثة فقد كان معنويا اذ سجل اقل قوة سحب والتي قيمتها 940.1 كغم.قوة والناتجة من التداخل بين المحتوى الرطوبي (11-13) مع عمق الحراثة (12-15) وسجل اعلى قيمة لقوة السحب والتي قيمتها 1810.5 كغم.قوة والناتجة من التداخل بين المحتوى الرطوبي للتربة (17-19) مع عمق الحراثة (22-25) سم.

جدول رقم (3) تأثير المحتوى الرطوبي للتربة وعمق الحراثة في قوة السحب (كغم.قوة)

يبين جدول رقم (4) تأثير المحتوى الرطوبي للتربة وعمق الحراثة في قدرة السحب. اذ نلاحظ وجود فرق معنوي عند انخفاض المحتوى الرطوبي من (17-19) الى (14-16) ثم الى (11-13)  اذ انخفضت القدرة على ذراع السحب من 12.1 الى 11.4 ثم الى 10.3 حصان على التوالي  ويعزى سبب ذلك الى انخفاض قوة السحب بانخفاض الرطوبة وبذلك تقل قدرة السحب.

ومن الجدول نفسه يظهر وجود فرق معنوي عند زيادة عمق الحراثة من (12-15) الى (17-20)  ثم  الى  (22-25). اذ ازدادت القدرة على ذراع السحب من 9.3 الى 11.2 ثم 13.2 على التوالي وذلك لان زيادة عمق الحراثة ادت الى انخفاض السرعة العملية التي تمثل احدى مركبات قدرة السحب بالاضافة الى انخفاض قوة السحب بزيادة العمق وتتفق هذه النتائج مع النتائج التي حصل عليها (الحديثي,2012).

اما التداخل بين كل من المحتوى الرطوبي وعمق الحراثة فلم يكن معنويا في القدرة على ذراع السحب.

جدول رقم (4)تأثير المحتوى الرطوبي للتربة وعمق الحراثة في قدرة السحب (حصان ميكانيكي)

الاستنتاجات:-

نستنتج من هذا البحث ان افضل توليفة لاداء الوحدة المكنية هي عند استخدام المحتوى الرطوبي          (11, 13)% مع عمق حراثة (12-15) سم حيث تم الحصول على اقل معدل لقدرة السحب والبالغة 8,4 حصان ميكانيكي واقل قوة سحب والتي مقدارها 940,1 كغم .قوة .

التوصيات:-

1-      نوصي باستخدام الوحدة المكنية (الساحبة + المحراث) عند العمق (12-15 سم) مع محتوى رطوبي (11-13%) .

2-      – اختيار الساحبة ذات القدرة المناسبة للعملية الزراعية وذلك لوجود قدرة فائضة في الساحبات ذات 80 حصان فيمكن استغلالها في عمليات زراعية اخرى مع محاريث تحتاج قدرة عالية.

3- اجراء بحوث اخرى على نسجات ترب مختلفة.

المصادر:-   

1. احمد،عبد احمد.2012. تأثير رطوبة التربة وسرع الجرار في بعض مؤشرات الاداء الميكني في تربة طينية غرينية تحت نظامين للحراثة، المجلة العراقية لعلوم التربة،12(1): 29-39.
2. البنا، عزيز رمو 1990. معدات تهيئة تربة. الجمهورية العراقية. وزارة التعليم العالي والبحث العلمي. جامعة بغداد.
3. الجراح، مثنى عبدالمالك نوري.1998. تحميل الساحبة بنوعين من المحاريث وقياس المؤثرات الخاصة باستهلاك الوقود تحت ظروف الزراعة والغابات.جامعة الموصل. جمهورية العراق.
4. الحديثي ،هاني اسماعيل. 2012. تأيرضغط انتفاخ الاطار وعمق الحراثة بالمحراث الحفار في متطلبات القدرة للساحبة  New holland ، المجلة العراقية لعلوم التربة 12(1): 90-95.
5. الحديثي، هاني اسماعيل عبدالجليل (2004) تاثير التداخل بين ضغط الاطار وعمق الحراثة في اداء الجرار650 –  MF  مع المحراث المطرحي القلاب في بعض الصفات الفيزيائية للتربة ولسرع مختلفة. رسالة ماجستير. كلية الزراعة.جامعة بغداد.
6. الشجيري، تحسين علاوي ضلع.(2008) ، تأثير الاوزان المضافة للاطارات القائدة في الجرار ونوع المحراث وعمق الخراثة في بعض مؤشرات الاداء للوحدة المكنية بعض الصفات الفيزيائية للتربة. رسالة ماجستير.قسم المكننة الزراعية.كلية الزراعة. جامعة بغداد.
7. العبدلي،عمرعنة ،2000 ، اداء الجرار ماسي فوركن 4260 مع المحراث المطرحي الرباعي القلاب 134 وتأثير تداخلها في بعض الصفات الفيزيائية للتربة، رسالة ماجستير، كلية الزراعة، جامعة بغداد.
8. جاسم، عبد الرزاق عبد اللطيف وعلي خليفة جعفر السعدي. 2012. تقييم كفاءة اداء المحراث التحتي المحور محليا ومقارنته مع المحراث المطرحي ،المجلة العراقية لعلوم التربة 12(1): 64-73.
9. رجب عادل احمد عبدالله. 2005 تطوير المحراث الحفار الصنع محليا. اطروحة دكتوراه، قسم المكننة الزراعية، كلية الزراعة والغابات، جامعة الموصل.العراق. ع ص 225.
10. كاظم،نصير سلملن وعلاء كامل جبر. 2012. تأثير سرعة وعمق الحراثة ورفع الاوزان القياسية في بعض المؤشرات الفنية للوحدة المكنية، المجلة العراقية لعلوم التربة 12(1): 96-104.
11. هلال،عدنان عبد احمد. 2010. دراسة تأثير وزن الوحدة المكنية في مقدار التربة لثلاث مستويات من السرع ومستويين من الرطوبة، رسالة ماجستير، قسم المكائن والالات الزراعية، كلية الزراعة ، جامعة بغداد. العراق. ع ص 121.
    1. Aday , S.H.,K.A. hamid and R.F.salman.2001. energy requirement and energy utilization efficiency of tow plow types for pulverization of heavy soil. Iraqi J.Agric.6(1):137-146.
    2. Aday, S.H. , S.A. Najim and M.S hmood . 2008 Tractor fuel consumption per unit area as related to tractor engine speed, forward speed and plowing depth. Iraqi J.Agric. 13(1):168-180.
    3. AL-Jalil, H.F,Khdair, A.and Mukahal , W.2001.Design and performance of an adjustable three-point hitch dynamometer soil and Tillage Research 62(3-4):153-156.
    4. ASAE EP291.2.2004. ASAE Standerd EP291.2.Terminology and definitions for soil tillage and soil tool relationships. St.Joseph,Mich:ASAE.
    5. Friedrich, T.2005. FAO, Rome, Italy.
    6. Hant,D.1979. Farm powr and machinery management, lowa state university press, USA.
    7. Kathirvel,K.,M.Bala Subramanian and R. Manian. 2001. Tractive performance of power tiller tyres. Agricultural Mechanization Asia 32(2):32-36.
    8. Marakoglu T.and K.Qarmar. 2009. Effects of Design parameters of a Cultivator share on Draft force and soil Loosening in a soil Bin. Journal of Agronomy 8(1):21-26.
    9. Mari G.R.  F.A. Chandio, N. Leghari A.G. Raj per A.R. shah.2011. performance Evaluation of selectd tillage Implements under saline. Sadic solils. American-Eurasian J.Agric. and soils. American-Eurasian J.Agric. and Environ sci., 10(1):42-48.
    10. Mari G.R.,F.A.chandio , N.Leghari. A.G Rajper A.R shah.2011. performance Evaluation of sllected tillage implements under salin-sodic soils. American- Eurasian J.Agric. & Environ sci.,10(1):42:48.
    11. Moitazi, G., weingartmann, H. and J.Boxberger. 2006. Effects of tillage systems and wheel slip on fuel consumption, energy efficiency and Agricultural engineering , international scientific conference , Rousse,Bulgaria:7-9.
    12. Thomas,E.V. and B.singh. performance of tractor implement combination. Agricultural mechanization in asia. Vol.33 No.2:25-28-2002.
    13. ZOZ,Frank M.1972. predicating tractor field performance. Transactions action of the ASAE, 15:249-255.