گزارش جامع پروژه مقایسه روش‌های آبیاری در کشت ذرت
پروژه هوشمند سازی آبیاری ذرت در مزرعه آموزشی دانشگاه تهران توسط دانشجو علی آدینه با راهنمایی استاد دکتر سهرابی پیاده سازی شد.
مقدمه
این پروژه به‌عنوان بخشی از پایان‌نامه کارشناسی ارشد علی آدینه، تحت راهنمایی دکتر سهرابی، استاد پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، و با مشاوره مهندس اکبر زاجکانی و داوری دکتر لیاقت اجرا شد. هدف این مطالعه، مقایسه چهار روش آبیاری (سنتی غرقابی، تیپی با مدیریت دستی، تایمری برنامه‌ریزی‌شده، و هوشمند مبتنی بر سنسور رطوبت خاک) برای بهینه‌سازی مصرف آب و افزایش بهره‌وری در کشت ذرت بود. این پروژه در مزرعه آموزشی دانشگاه تهران و در زمینی به مساحت تقریبی نیم هکتار به‌صورت پایلوت پیاده‌سازی شد.
اهداف پروژه
- مقایسه کارایی مصرف آب در روش‌های مختلف آبیاری.
- ارزیابی تأثیر روش‌های آبیاری بر عملکرد محصول ذرت.
- توسعه و آزمایش سامانه آبیاری هوشمند مبتنی بر سنسور رطوبت خاک.
- ارائه الگویی برای کشاورزی پایدار و مدیریت هوشمند منابع آب.
روش‌ها
۱. آبیاری سنتی غرقابی
این روش شامل توزیع یکنواخت آب در سطح مزرعه بدون استفاده از فناوری‌های کنترلی بود. این روش به دلیل سادگی، در بسیاری از مزارع ایران رایج است، اما هدررفت آب بالایی دارد.
۲. آبیاری تیپی با مدیریت دستی
در این روش، از نوارهای تیپ برای توزیع آب استفاده شد، اما مدیریت آبیاری به‌صورت دستی و بدون برنامه‌ریزی خودکار انجام گرفت. این روش نسبت به روش غرقابی بهبودهایی داشت، اما همچنان به تصمیم‌گیری انسانی وابسته بود.
۳. آبیاری تایمری برنامه‌ریزی‌شده
این روش با استفاده از تایمرهای خودکار، آبیاری را بر اساس زمان‌بندی مشخص انجام داد. اگرچه این روش مصرف آب را تا حدی کاهش داد، اما قادر به تنظیم آبیاری بر اساس نیاز لحظه‌ای گیاه نبود.
۴. آبیاری هوشمند با سنسور رطوبت خاک
این روش با استفاده از سامانه سوواران و سنسورهای رطوبت خاک، آبیاری را بر اساس داده‌های لحظه‌ای رطوبت خاک تنظیم کرد. این روش امکان آبیاری دقیق و کاهش هدررفت آب را فراهم کرد.
مواد و تجهیزات
- زمین آزمایش: مزرعه‌ای به مساحت ۰.۵ هکتار در پردیس کشاورزی دانشگاه تهران.
- تجهیزات زیرساختی: لوله‌کشی پیشرفته، کنتورهای آب، شیرهای برقی، و سامانه هوشمند سوواران.
- سنسورها: سنسورهای رطوبت خاک نصب‌شده در نقاط مختلف مزرعه، کالیبره‌شده با سنسور پورتابل.
- نرم‌افزار تحلیل: نرم‌افزارهای آماری برای تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده.
مراحل اجرا
- طراحی و نصب زیرساخت: لوله‌کشی، کنتورهای آب، و شیرهای برقی در مزرعه نصب شدند.
- نصب سامانه هوشمند: سامانه سوواران و سنسورهای رطوبت خاک راه‌اندازی و کالیبره شدند.
- آزمایش روش‌ها: هر روش آبیاری به‌صورت مجزا در طول یک فصل زراعی آزمایش شد.
- جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها: داده‌های رطوبت خاک، مصرف آب، و عملکرد محصول ثبت و تحلیل شدند.
- مشاوره و نظارت: مهندس زاجکانی و دکتر سهرابی در تمام مراحل نظارت و مشاوره ارائه دادند.
نتایج و یافته‌ها
نتایج این مطالعه نشان داد که روش آبیاری هوشمند با سنسور رطوبت خاک، به دلیل تنظیم دقیق آبیاری بر اساس نیاز گیاه، تا ۳۰ درصد مصرف آب را کاهش داد و عملکرد محصول را تا ۲۰ درصد افزایش داد. روش تایمری نیز نسبت به روش‌های سنتی و تیپی دستی بهبودهایی داشت، اما روش هوشمند به‌طور قابل‌توجهی کارآمدتر بود. این یافته‌ها در قالب مقاله‌ای برای انتشار در ژورنال ISI آماده شده است.
تیم پروژه
- علی آدینه: دانشجوی کارشناسی ارشد، مجری اصلی پروژه.
- دکتر سهرابی: استاد راهنما، ارائه‌دهنده راهنمایی‌های علمی و عملی.
- مهندس اکبر زاجکانی: مشاور پروژه، ارائه‌دهنده راهکارهای فنی و پایش داده‌ها.
- دکتر لیاقت: استاد داور، بازبین علمی پروژه.
نتیجه‌گیری
این پروژه نشان‌دهنده پتانسیل بالای آبیاری هوشمند در بهبود بهره‌وری کشاورزی و کاهش مصرف آب است. نتایج این مطالعه می‌تواند به‌عنوان الگویی برای توسعه سامانه‌های آبیاری هوشمند در مزارع ایران مورد استفاده قرار گیرد. همچنین، این پروژه بر اهمیت همکاری بین دانشجویان، اساتید، و متخصصان صنعت در پیشبرد تحقیقات کاربردی تأکید دارد.
پیشنهادات
- گسترش این مطالعه به مزارع بزرگ‌تر و محصولات متنوع‌تر.
- توسعه اپلیکیشن‌های موبایلی برای پایش و کنترل سامانه‌های آبیاری هوشمند.
- ترویج استفاده از فناوری‌های هوشمند در کشاورزی از طریق آموزش کشاورزان.
