طراحی و ساخت لایسیمتر کوچک وزنی هوشمند قابل حمل به منظور اندازه‌گیری دقیق نیاز آبی گیاه

Abstract

با توجه به افزایش تبخیر-تعرق و کمبود منابع آب، برآورد دقیق نیاز آبی گیاهان ضرورت می‎یابد. پیشرفت‎های موجود و توسعه فناوری ساخت دستگاه‎های خودکار و هوشمند در زمینه کشاورزی، کمک بسیاری به بررسی این متغیر نموده است. در این پژوهش به طراحی، ساخت و واسنجی لایسیمتر کوچک وزنی هوشمند قابل حمل به عنوان ابزاری دقیق در برآورد پارامترهایی نظیر تبخیر-تعرق گیاه، ضرایب گیاهی و همچنین بررسی رفتار ترکیبات شیمیایی در آب و اعماق خاک پرداخته شده است. این مطالعه در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان طی سال‌های 1395 و 1396 به انجام رسیده است. به منظور طراحی میکرولایسیمتر مورد نظر، ابتدا سیلندر داخلی آن با ابعادی به قطر و ارتفاع 30×27 سانتی‎متر از جنس استیل ضد زنگ و جدار خارجی به قطر 40 سانتی‎متر انتخاب گردید. با توجه به این موضوع که میکرولایسیمتر ساخته شده از نوع وزنی الکترونیکی می‎باشد لذا از یک لودسل تک نقطه از جنس آلومینیوم، با نرخ بارگذاری 60 کیلوگرم برای سیستم توزین استفاده گردید. به منظور برداشت داده‎های هواشناسی نظیر بارش، دمای هوا، رطوبت نسبی، فشار هوا، تعداد ساعات آفتابی و شدت تابش، از یک ایستگاه هواشناسی خودکار در مجاورت میکرولایسیمتر و جهت تأمین آب مورد نیاز گیاه، یک سیستم آبیاری خودکار نیز طراحی گردید که قادر است در فواصل زمانی معین، آب گیاه را با توجه به مقادیر ثبت شده توسط سنسور رطوبت موجود در خاک تأمین نماید. مقدار آب مازاد خروجی نیز به واسطه پیمانه‎های خودکار طراحی شده مستقر در زیر سیلندر میکرولایسیمتر به دست می‎آید. اندازه‎گیری رطوبت و دمای خاک در عمق موردنظر و توسط دو سنسور رطوبت‎سنج و دماسنج خاک انجام می‎پذیرد. کلیه‎ی سنسورها مورد واسنجی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که ضریب تبیین بین مقادیر مشخص و وزن میکرولایسیمتر برابر با 9998/0 می‎باشد. در مرحله‎ی آخر میکرولایسیمتر آماده نصب و کشت، در محیط مزرعه گردید.