2. خاک، آب و هوا و روزهای کاری Soil, weather and workdays
تهیه‏کننده:
امیر رهبر

3. مقدمه
روز کاری:
اگر شرایط آب و هوایی و شرایط مزرعه طوری باشد که امکان ورود به مزرعه را بدهد آن روز را یک روز مناسب کاری می‏دانیم. در غیر این صورت که امکان ورود به مزرعه وجود نداشته باشد (روز بارانی با بارندگی > 0 میلی‏متر و یا روزهای برفی با بارش > 0 میلی‏متر ) آن روز را روز غیر کاری می‏نامند.

4. مقدمه
میزان رطوبت خاک و آب و هوا دو فاکتور عمده‏ هستند که میزان زمان در دسترس سراسر سال برای عملیات مزرعه‏ای تحت تاثیر قرار می‏دهند
تغییرات گسترده در زمان قابل استفاده، از سالی به سال دیگر یک مشکل عمده در انتخاب اندازه صحیح ماشین‏آلات ایجاد می‏کند

5. مقدمه
آب وهوا
خاک‏ورزی
کاشت
داشت
برداشت

6. مقدمه
اکثر تلاش‏های که برای مدل کردن روزهای مناسب برای کار در مزرعه صورت گرفته، از روش‏های مشابه استفاده کرده‏اند.
آن‏ها در نظر گرفته‏اند که روزهای کاری تابعی از محتوای رطوبتی خاک هستند که تحت تأثیر عوامل آب و هوایی می‏باشد.
روتز و هریگان (2005)
روزنبرگ (1982)
دایر و بایر (1979)
ایرز (1975)

7. permanent wilting point field capacity مقدمه
 ظرفیت مزرعه
میزان رطوبت خاک در 0/3 اتمسفر کشش آب خاک پیش از آن‏که جریان زهکشی به طور موثر متوقف شود می‏باشد.

8. مقدمه
مهم‌ترين عامل محدود كننده خاك‌ورزي و کاشت: رطوبت خاك
امكان انجام عمليات مورد نظر با عنوان كارپذيري (workability) بيان مي‌گردد
افزايش تراكم و آسيب به ساختمان خاك
خاك‌ورزي در زمين مرطوب
تشكيل كلوخه‌هاي بزرگ و
افزايش انرژي مورد نياز براي انجام عمليات
خاك‌ورزي در زمين خشك
كارپذيري در خاک‏ورزی : شرايطي است كه با انجام عمليات خاك‌ورزي، ساختمان مطلوب و شكل مناسب سطح به‌دست مي‌آيد (هوگمد و همكاران، 2003).

9. حدود و گستره كارپذيري مقدمه
قابلیت کارپذیری خاک ازخاکی به خاک دیگر، ماشینی به ماشین دیگر و مدیریت مزرعه‏ای به مدیریت مزرعه‏ای دیگر متغیراست. اتخاذ یک میزان رطوبت منحصر بفرد بین قابلیت کارپذیری خاک و عدم قابلیت کاری خاک امری غیر واقعی است
الف- حد بالاي كارپذيري
ب- حد پايين كارپذيري
به فاصله ميان اين دو حد، گستره كارپذيري(θRange ) گويند.
رطوبت بهينه خاك‌ورزي: رطوبتي كه در آن بهترين عملكرد عمليات خاك‌ورزي روي مي‌دهد.

10. مقدمه
حد پايين كارپذيري: رطوبتي كه در آن مقاومت خاك دو برابر مقاومت در رطوبت بهينه خاك‌ورزي گردد (دكستر و بيرد، 2001). اين حد از طريق نظريه تنش مؤثر تعيين مي‌گردد.
معمولاً حد بالاي كارپذيري برابر با رطوبت خاك در حد خميري (θPL) در نظر گرفته مي‌شود (دتورو و هانسون، 2003).

11. روش‌هاي تعيين احتمال روز كاري براي عمليات خاك‌ورزي
مقدمه
روش‌هاي تعيين احتمال روز كاري براي عمليات خاك‌ورزي
1- آمارگيري از شرايط واقعي
بررسی مستقیم امكان انجام عمليات خاك‌ورزي در زمین و آمارگیری از چند سال
دقت بالاي داده‌ها
مزيت
عدم تعميم‏پذيري به شرايط ديگر و نياز به بررسي جداگانه براي محصول، عمليات، اقليم و خاك‏های مختلف
عيب

12. روش‌هاي تعيين احتمال روز كاري براي عمليات خاك‌ورزي
مقدمه
روش‌هاي تعيين احتمال روز كاري براي عمليات خاك‌ورزي
2- استفاده از مدل‌هاي بیلان آب خاك
اين مدل‌ها با استفاده از داده‌هاي هواشناسي، ورودي‌ و خروجي‌ رطوبت به خاك را محاسبه مي‌كنند.
در اين روش با برآورد رطوبت خاك و مقايسه با حدود كارپذيري، امكان انجام عمليات خاك‌ورزي و احتمال روز كاري تعيين مي‌شود.
ميزان صحت و قابليت اعتماد نتايج به‌دست آمده به كارايي مدل و دقت ورودي‌هاي مدل بستگي دارد.

13. تدوين مدل مقدمه زهکشی تبخیر بارندگی تبخير توزيع مجدد
رطوبت خاك در هر لايه
مقايسه با حدود كارپذيري
داده‌هاي هواشناسي، خاك، حدود كارپذيري و رطوبت اوليه
امكان انجام عمليات
تعداد روزهاي كاري
انتقال رطوبت

14. انتقال رطوبت هدایت هیدرولیکی پتانسیل ماتریک تبخير مقدمه
براي تعيين انتقال رطوبت ميان لايه‌هاي مختلف از معادله ريچاردز
هدایت هیدرولیکی
براي تعيين هدايت هيدروليكي از معادله ون گنوختن (1980)
پتانسیل ماتریک
براي تعيين هدايت پتانسیل ماتریک از ديگر معادله ون گنوختن (1980)
تبخير
براي برآورد تبخير، از معادله پنمن- مانتيث

15. کوپر و همكاران (1997) نيز با استفاده از مدل‌هاي بیلان آب خاك و داده‌هاي هواشناسي 10 ساله در اسكاتلند، تعداد روزهاي كاري را برآورد كردند
نتایج و بحث

16. روز کاری و نوع خاک‏ نتایج و بحث برایان (1988)
انتخاب و کاربرد ماشین‏ها کشاورزی

17. نمودار جریان برای رطوبت خاک و پیش بینی ترددپذیری خاک
نمودار جریان برای رطوبت خاک و پیش بینی ترددپذیری خاک
(سیمالنگا و هوت، 1992)

18. جدول روزهای برآورد شده و مشاهده شده
معادل ماه‏های دی، بهمن و اسفند
نتایج و بحث
(سیمالنگا و هوت، 1992)

19. نتایج و بحث
انجمن علوم خاک کانادا تعریفی برای قابلیت کشش (tractability) ارائه کرده است که عبارتست از :
زمانی یک خاک را کشش‏پذیر (tractable) گوییم که تراکتور یا سایر ماشین‏ها بتوانند روی آن خاک به طور رضایت‏بخش و بدون ایجاد آسیب چشمگیر برای خاک به انجام عملیات بپردازند (حسان و بریگتون، 1975؛ بابیر و مارلی، 1986).
این خصوصیت تا حد زیادی به محتوای رطوبتی بستگی دارد که رطوبت زیاد این ویژگی را کاهش و آسیب به خاک را تا حد زیادی افزایش می‏دهد. که محتوای رطوبتی متأثر از شرایط آب و هوایی و خصوصیات خاک است( رونسیول و جونز، 1993).

20. نمودار جریان برای قابلیت کشش در عملیات برداشت علوفه
نتایج و بحث
سئونگ هیوک هوانگ (2007)

21. روز کاری عملیات برداشت و بسته‏بندی علوفه
نتایج و بحث
سئونگ هیوک هوانگ (2007)

22. نتایج و بحث
روتز و هریگان (2004) با استفاده از مدل محتوای رطوبتی خاک که توسط جونز و کینیری پیشنهاد شده، با دنبال کردن میزان بارندگی، رواناب، تبخیر و تعرق، انتقال رطوبت و زهکشی خاک، در طول زمان توانستند میزان محتوای رطوبتی خاک در لایه‏های مختلف از پروفیل خاک و خاک‏های مختلف، وزن مخصوص را برای تعیین ظرفیت نگه‏داری آب در خاک پیش‏بینی کنند. همچنین شرایط مختلف قابلیت کشش را در خاک‏‏ها و عملیات‏های مختلف استفاده کردند.

23. نمودار جریان محاسبه روزهای کاری
بررسی آب‏های سطحی، رواناب
خصوصیات پروفیل خاک، ساختمان، میزان چسبندگی
زهکشی، لوله‏های موئین، زیرشکنی خاک
آب و هوای منطقه: بارندگی، تبخیر و ..
خصوصیات سطحی خاک، بافت، مواد آلی، وزن مخصوص
عمق نفوذپذیری
ظرفیت نگه‏داری آب
ظرفیت مزرعه‏ای
طبقه رطوبتی
روز کاری مناسب برای ماشین
توماسون و جونز، 1992
ارزیابی روزهای کاری

24. نتیجه‏گیری روزهای کاری مزرعه بسیار تحت تاثیر رطوبت خاک است
برای پیش‏بینی روزهای کاری اطلاعات چندین ساله آب و هوایی ضروری است
بافت خاک تاثیری زیادی در روزهای کاری مزرعه دارد

25. انجام آزمایشات بافت خاک مزرعه
بررسی اطلاعات هواشناسی چندین ساله
اطلاع از پیش‏بینی آب و هوا قبل از هر گونه عملیات کشاورزی

26. منابع
Ayres, G. E A Simulation for Predicting Days Suitable for Corn Harvesting. American Society of Agricultural Engineers. Paper No
Babeir, A. S., Colvin T. S. and S.J. Marley Predicting field tractability with a simulation model. Transactions of the ASAE 29(6):
Canadian Agricultural Engineering 21(2):
Cooper1, G., McGechan1, M. B. and Vinten, A. J. A The infuence of a changed climate on soil workability and available workdays in Scotland. Journal of Agricultural Engineering Research. 68:
De Toro, A. and Hansson, P. A Analysis of field machinery performance based on daily soil workability status using discrete event simulation or on average workday probability. Agricultural Systems, 79: 109–129.
Dexter, A. R. and Bird, N. R. A Methods for predicting the optimum and the range of soil water contents for tillage based on the water retention curve. Soil and Tillage Research. 57: 203–212.
Dyer, J. A. and Baier, W Weather-Based estimation of field workdays in fall.”

27. منابع
Hassan, A .E. and Broughton R. S Soil moisture criteria for tractability. Canadian Agricultural Engineering 17(2):
Rosenberg, S.E., Rotz, C. A., Black, J. R. and Muhtar H Prediction of suitable days for field work. Paper presented at the Summer Meeting of American Society of Agricultural Engineers, Madison June.
Rotz, C. A., and Harrigan, T. M., Predicting suitable days for field machinery operations in a whole Farm simulation, Applied Engineering in Agriculture, 21(4):
Rounsevell, M .D .A. and Jones R. J. A A soil and agroclimatic model for estimating machinery work-days: the basic model and climatic sensitivity. Soil & Tillage Research 26:
Simalenga, T. E. and H. Have Estimation of soil tillage workdays in a semiarid area. Journal of Agricultural Engineering Research. 51:
Witiney. B Choosing and using farm machinery. Longman Scientific and Technical. New york. 412 Pages.

28. Questions?