تهیة نقشة رقومی مدیریتی کاربرد علف‌کش با استفاده از GPS جهت به‌کارگیری در سامانۀ سمپاشی میزان متغیر (VRA)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

2 دانشیار گروه مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد گروه مکانیک ماشین‌های کشاورزی دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی

4 استاد گروه مکانیزاسیون دانشکده کشاورزی دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران

5 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران- سازه دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان

چکیده

در این مقاله، روش تهیة نقشة رقومی مدیریتی به منظور به­کارگیری در سامانة کاربرد میزان متغیر (VRA) علف­کش  پیش رویشی سیانازین (بلادکس) ارائه شده است.  هدف از این تحقیق، توسعة روشی دقیق برای تهیة نقشه­های رقومی مدیریتی کاربرد علف­کش­ها به صورت موضعی است که به کاهش میزان مصرف علف­کش­ها و نیز کاهش خطرهای زیست محیطی می‌انجامد.  بدین منظور، ابتدا مختصات محلی (Local) و جهانی (UTM) نقاط مزرعه­ای به مساحت یک هکتار با استفاده از یک دوربین نقشه‌برداری Total Station و چهار گیرنده GPS استاتیک که روی چهار ایستگاه مستقر شدند، به دست آمد.  داده­های حاصل از گیرنده­های GPS با رایانة شخصی و با استفاده از نرم­افزار Compass پردازش شد.  سپس در محیط نرم‌افزار Land، شبکه­ای از سلول­ها به ابعاد 8/14×8/14 متر ایجاد و به کمک دوربین Total Station روی مزرعه پیاده‌سازی شد.  با استفاده از روش نقطه شبکه، از مرکز هر سلول نمونه­ای به عمق 20 سانتی­متر انتخاب و نمونه­ها به منظور تعیین درصد مادة آلی و بافت خاک به آزمایشگاه خاکشناسی ارسال شد.  از نتایج تجزیه و تحلیل نمونه‌ها مشخص شد که دامنة تغییرات (R) مادة آلی خاک مزرعه 82/0 درصد، با کمینه و بیشینه 43/0 و 25/1 درصد است.  مادة آلی خاک دارای توزیع نرمال با میانگین 86/0 درصد و انحراف معیار 18/0 درصد است.  بافت خاک نیز در محدوده لومی، لومی شنی، و شنی لومی قرار دارد.  برای بسط مقادیر به سایر نقاط شبکه از روش میان­یابی کریجینگ استفاده شد.  با توجه به مقادیر توصیه شده در دستورالعمل کاربرد علف­کش سیانازین (بلادکس) بر اساس تغییرات درصد مادة آلی و بافت خاک، چهار ناحیة مجزا در مزرعه برای کاربرد علف­کش با مقادیر 4/1، 7/1، 9/2 و 5/3 لیتر مادة مؤثر در هکتار مشخص شد و نقشة رقومی مدیریتی مزرعه به دست آمد.  با استفاده از این نقشه، مشخص شد که کل مزرعه به میزان 61/1 لیتر علف­کش نیاز دارد و در صورت کاربرد دقیق علف­کش بر اساس مقادیر توصیه شده توسط نقشه در مقایسه با میزان کاربرد 9/2 لیتر مادة مؤثر در هکتار که برای 9/67 درصد سطح مزرعه توصیه شده است، به طور متوسط 13 درصد در مصرف علف­کش صرفه­جویی خواهد شد.  با توجه به مختصات نقاط مزرعه، این نقشه قابلیت به­کارگیری را به عنوان مقادیر ورودی مطلوب در کنترلگر الکترونیکی سمپاش بوم­دار پشت تراکتوری خواهد داشت. 

کلیدواژه‌ها


Al-Gaadi, K. A. and Ayers, P. D. 1999. Integrating GIS and GPS into a spatially variable rate herbicide application system. Trans. ASAE. 15(4): 255-262.

Anon.   1996. Crop Protection Chemical Reference. 12th Ed. New York.N.Y: Chemical & Pharmaceutical Press.

Anon. 2006. Brochure of X20 GPS Integrated L1 GPS. Hauce Company. China.

Anon. 2007. http://www.agri-jahad.ir. Statistics of Ministry of Jihad-e-Agriculture. Iran

Bauer, W. D. and Schefcik, M. 1994. Using differential GPS to improve crop yields. GPS World. 38-41.

Blumhorst, M. R., Weber, J. B. and Swain, L. R. 1990. Efficacy of selected herbicides as influenced by soil properties. Weed Technol. 4(2):279-283.

Carrara, M. Comparetti, A. Febo, P. and Orlando, S. 2004. Spatially variable rate herbicide application on durum wheat in sicily. Biosys. Eng. 87(4): 387–392.

Ebne-Jalal, R. 2007. GPS Satellite Surveying. Shahid Chamran University Press. Ahvaz. Iran. (in Farsi)

Ferguson, R. B. and Hergert, G. W. 2000. Soil Sampling for Precision Agriculture.Cooperative Extension Institute of Agriculture and Natural Resources. University of Nebraska.

Fisher, K. B., Shropshire, G. J., Peterson, C. L. and Dowding, E. A. 1993. A spatially variable liquid fertilizer applicator for wheat. ASAE Paper No. 93-1074. St. Joseph. Mich.

Jafari Haghighi, M. 2003. Methods of Soil Analysis, Sampling and Important Physical & Chemical Analysis with Emphasis on the Theoretical & Applied Principles.Compilation.  Nedaye Zahi Pub. Sari. Iran. (in Farsi)

Lamastus-Stanford, F. E. and Shaw, D. R. 2004. Evaluation of site-specific weed management implementing the herbicide application decision support system (HADSS). Precision Agric. 5, 411-426.

Loghavi, M. 2004. The Precision Farming Guide for Agriculturists. Rendition. Agricultural Research and Education Organization. Iran. (in Farsi)

Medlin, C. R. and Shaw, D. R. 2000. Economic comparison of broadcast and site-specific herbicide application in nontransgenic and glyphosate-tolerant glysine max. Weed Sci. 48, 653-661.

Millette, J. A., Raju, G. S. and Wang, C. 1992. Spatial variability of selected herbicide residues in soils. ASAE Paper No. 92-3609. St. Joseph, Mich.

Nishiwaki, K., Amaha, K. and Otani, R. 2004. Development of positioning system for precision sprayer. Automation Technology for Off-Road Equipment. Proceedings of the Oct. 7-8 Conference (Kyoto, Japan). ASAE Pub No. 701P1004.

Ollila, D. G., Schumacher, J. A. and Frochlich, D. P. 1990. Integrating field grid sense system with direct injection technology. ASAE Paper No. 90-1628. St. Joseph, Mich. USA.

Qiu, W., Watkins, G. A.,  Sobolik, C. J. and  Shearer, S. A. 1998. A feasibility study of direct injection variable-rate herbicide application. Trans. ASAE. 4(2):291-299.

Rastgar, M. 2000. Herbicides and Control Methods. Compilation. 2nd Edition. Academic Pub Center. Tehran. Iran. (in Farsi)

Sudduth, K. A., Kitchen, N. R., Wiebold, W. J., Batchelor, W. D., Bollero, G. A., Bullock, D. G., Clay, D.E., Palm, H. L., Pierce, F. J., Schuler, R. T. and Thelen, K. D. 2005. Relating apparent electrical conductivity to soil properties across the North-Central USA. Computers and Electronics in Agriculture. 46, 263-283.

Tyler, W., Rider-Jeffrey, W., Vogel. J., Anita Dille-Kevin, C. and Dhuyvetter-Terry, L. 2006. An economic evaluation of site-specific herbicide application. Precision Agric. 7, 379-392.

Weber, J. B., Tucker, M. R. and Isaac, R. A. 1987. Making herbicide rate recommendations based on soil tests. Weed Technol. 1(1):41-45.

West, C. P., Mallarino, A. P., Weider, W. F. and Marx, D. B. 1989. Spatial variability of soil chemical properties in grazed pastures. Soil Sci. Soc. Ame. 53, 784-789.

Zand, E. 2008. Evaluation of agricultural inputs conditions in Iran. The 3th Congress of Agricultural Ecology. University of Shahid Beheshti. Tehran. Iran. (in Farsi)