Pamuk ekiminde mekanik esaslar ve ekim organları üzerinde bir araştırma /
Yazar: İSMET ÖNAL
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Derece: Doktora, 1971
Konu: Ziraat = Agriculture

Özet:
-127- 8 - ÖZET Bu çalışmanın amacı a)kontrollu laboratuvar şartlarında toprak sıkınmasının, toprak granülasyonunun ve toprak kaymak tabakasının pamuk tohumu çimlenmesine etkisini tespit etmek, b)toprak sıkışması ve toprak granülasyonunun, kuruma katsayısı K ya etkisini bulmak, c)pamuk ekim makinasının parformansını ıslah etmek için makina parçalarının fonksiyonel istekleri hakkında bilgi elde etmektir. Ekim mekaniğiyle ilgili olan araştırmalar klima odasında yapıldı. Odanın nem ve sıcaklığı termohigrostat vasıtasıyla kontrol edildi.Yetiştirme sandıklarının ürerinde 1,86 m/s rüzgar hızı temin edebilmek için klima odasında meydana getirilen vantilatör ve kanal düzeninden faydalanıldı. Denemeler sırasında klima odası havasının sıcaklık ve nisbi nemi meteografla kaydedildi. Balta ve tok diskli gömücü ayakların (Ph) yatay kuvvetleri (çeki kuvveti) elektronik tek komponent ölçü düzeni ile tesbit edildi.Gömücü ayakların toprakta açtığı çizilerin profillerinin çıkarılmasında toprak profilografı kullanıldı.Kuvvet ölçmeleri ve Çizi profillerinin çıkarılması toprak kanalında yapıldı. Tarla denemelerinde prototip pamuk ekim makinasının organlarından olan paralelogram sistemi.derinlik ayar tekerledi ve baskı tekerleği ile ekim sırasında sadece tohum yatağını şerit halinde işleyen küçük toprak frezesinin çimlenmeye etkileri incelendi.Tarla denemeleri E.Ü.Z.F. Araştırma ve Uygulama çiftliğinde yapıldı.Toprak direncinin asri olarak tesbit edilmesinde penetrometreler elektronik kesme halkalı test cihazı ve kanatlı burgu ünitesi kullanıldı.Toprak kaymak.tabakasının kırılma direnci,kırılma modülü ölçü cihazıyla ölçüldü.Toprakların konsistans karakteristiklerinin tesbiti ve mekanik analizleri laboratuvarda yapıldı. Sıkıştırma basıncının ve granül irilirinin toprağın kuruma değeri üzerine etkisinin karakterize edilmesinde Newton denkleminden faydalanıldı. Toprak nemi yüzde oranları laboratuvarda tartma ve fırında kurutma metodu ile bulundu.Seri ölçmelere ihtiyaç olduğunda bu metod yerine alkolle yakma metodu kullanıldı.-128- Araştırma sonuçları kısaca şöyle özetlenebilir 1.Simitle edilmiş tarla martlarında toprak sıkışmasının pamuk: tohumlarının çimlenmesine etkisi,toprağın nem oranına ve basıncın uygulanma seviyesine göre değişti.Toprak neminin uygun olduğu deneme martlarında(yetiştirme odasındaki denemeI),yüksek basınçlar (0,35 ve 0,70 kp/cm2) çimlenmeyi engellerken,en yüksek çimlenme oranı yüzey "basıncının uygulanmadığı bölmelerde elde edildi.Bunun nedeni,basilmiş olan toprak şartlarında yeteri kadar oksijen bulunmaması ve sıkışmış toprağa tohum sürgünlerinin nüfuz edememesi veya her iki faktörün müşterek etkisi olabilir. Çimlenme için gerekli olan toprak nemi minimum seviyede bulunduğu ve taban.suyundan nem temin olanağı olmadığı zaman,toprağın O, 70 kp/cm2 yüzey basıncına kadar sıkıştırılması çimlenmeyi arttırmadı(deneme IV).Bununla beraber (deneme II ve III),alt katlardan kapillarite ile nem temin olanağı olduğunda,O,70 kp/cm basınçta daha hızlı çimlenme saklandı.Bu sonuçlar,toprağın bastırılmasının ancak tohumun aşağısında faydalanılabilir no.m bulunduğu zaman çimlenmeyi arttıracağını göstermektedir. Toprağın ekim derinliği seviyesinden bastırılması ve üzerinin kabarık toprakla ört ölmesiyle yüzey sıkışmasının olumsuz etkisi azaltıldı.Ekim derinliği seviyesinden sıkıştırma çimlenmeyi teşvik etti.Bunun nedeni,ekim derinliği seviyesinde tohumun sıkıştırılması ve üzerinin kabarık toprakla örtülmesiyle,toprak yüzeyindeki mekaniksel direncin dolayısıyla çimlenme için lüzumlu enerji miktarının azalmış olmasıdır. 2.Toprak sıkışmasının toprağın kuruma delerine etkisi toprak nem oranına,basıncın uygulama seviyesine ve granül ölçülerine göre değişti(deneme VII). Herhangi bir granül iriliğindeki toprağın yüzeyden sıkıştırılması halinde,sıkışmanın artmasıyla birlikte toprağın kuruma der.eri arttı.Toprağın ekim derinliği seviyesinden bastırılmasıyla,:herhangi bir granül irilirinde,sıkışmanın artması kuruma değerinin azalmasına sebep oldu.-129- Elde nem oranının artması toprağın kuruma değerine büyült ölçüde etki yaptı.İlk nem oranı düşük olduğunda, toprak sıkıştırma işleminin toprağın kuruma değerine etkisi çok azdı. Herhangi bir sıkıştırma basıncında,granül irilirinin artması, toprağın kuruma değerinin artmasına sebep oldu(daha büyük K). 3. Tohum yatanının nem oranı çimlenme için uygun olduğu zaman, granül iriliğinin artması yüksek kümülatif çimlenmeye sebep oldu (deneme I),Toprak nemi çimlenme için uygun değişken ve ekim derin- ligi seviyesi altından nem temin olanağı yokken, granül irilimi çimlenmeye etkili olmadı.doneme IV).Bununla beraber,ekim derinliği seviyesi altından kapillarite ile nem temin olanağı olduğu zaman (deneme. II ve III),küçük granüllü toprakta daha yüksek kümülatif çimlenme elde edildi. 4. Toprağın kuruması kaymak tabakasının direncini arttırdı.Kaymak tabakasının direncine toprak sıkıştırma basıncı,granül iriliği ve sıkıştırma zamanındaki nem oranı da etki etti(deneme VI).Yüzey sıkıştırma basıncı arttıkça,toprağın kaymak tabakasının mekanik direncini yenmek için çimlenmede gerekli enerjinin artacağı tabiidir. Ekim derinlimi seviyesinden bastırılan tohum yatağının kaymak tabakasının direnci daha azdı.Bu bakımdan,ekim derinliği seviyesin¬ den bastırılmış toprakta elde edilen kaymak tabakası kırılma değerleri, çimlenme için yüzeyden bastırılan toprağa nazaran daha elverişlidir. Granül irilimi arttıkça,kaymak tabakası direnci(R deleri) azaldı.Herhangi bir granül irilirinde ise,toprak nam oranı azaldıkça kaymak tabakasının direnci arttı. 5. Paralelogram sistemi,derinlik ayar tekerledi vs tohumu ekim derinliği seviyesinde bastıran baskı tekerledi gibi ekici organlara sahip ekim makinası(makina I),günümüzde kullanılmakta olan ekim makinasına(makina II) göre. çimlenmeye istatistiki olarak önemli derecede (F= 15,6X)olumlu yönde etki etti. Paralelogram sistemi v-3 derinlik avar tekerledi tohumların toprağa üniform olarak yerleştirilmesine yardım etti.-130- 6. İlkbahar Sürümünden sonra, -pamuk tohum yata/anın. toprak frezesiyle (yüzeysel olarak) hazırlanması hal inde, günümüzde kullanılan tohum yatağı hazırlama metoduna göre daha iyi sonuç alındı(F=4,17x). Bu sonuç asıl tohum yat atfının dışında olan tohum sıra aralıklarını vs kök bölgesini tohum yatağı hazırlanması sırasında ayni işleme tabi tutmanın gerekli olmadıkını göstermektedir. Yüzeysel olarak sadece asıl tohum yatağının işlenmesi, tohum yatanından nem kaybını azaltma ve rüzgâr erozyonunu önleniş bakımından önemlidir. Bu metodun pamuğun üretim masrafını azaltacağı da söylenebilir. 7. Balta tipi ve tek diskli gömücü ayakların kim derinliği arttırıldığı zaman gerekli çeki kuvveti hemen hemen lineer olarak arttı(şekil 84 ve 85). Toprak bünyesi, 2 cm iş derinlimi hariç bal ta tipi gömücü ayamın çeki kuvveti ihtiyacına etki etmedi. Tek diskli gömücü ayak denemeli rinde ise kanal A toprağında kanal B ye göre daha yüksek çeki kuvveti tespit edildi. 8. Herhangi bir ekim derinliği, için, çalınma hızı 1,14 m/s den 1,90 m/s ye çıkarıldığı zaman çeki kuvveti üssi olarak artma eğilimi gösterdi( şekil 86 ve 87). 3. Çalışma hızı, de formasyon alanının büyümesine iş derinliği kadar etkili olmadı. Ancak gömücü ayakların çalıma hızı artınca daha temiz çizi elde edildi. 10. Balta tipi gömücü ayağın toprağı örseleme etkisi, tek diskli gömücül ayağa göre daha azdı.

Abstract:
SUMMARY The purposes of this research work were a) to determine the effects of soil compact ion, soil granulation and soil crusting on emergence of cotton seedlings under controlled laboratory conditions, b) to evaluate the effects of soil compaction and soil granule size on the rate of soil drying (K) and;c) to proTfids accurate informations on the functional requirements of the maschine components to improve the performance of the cotton planter* In relation with the plant mechanics, the experiments were made in the growth room, The humidity and temperature of the room were controlled by the thermo-hygrostat.The growth room was equippeft with a fan and duct system to move air across the top of the boxes at a velocity of 1,86 m/s, simulating a wind blowing across a field, During the experiments the temperature and humidity of the room were recorded by the meteograph. The draft to operate the shoe (runner) and single disk opener in soil was measured by the electronic dynamometer and than recorded on -ân ossiloport E chart »The profil of the furrows were obtained by soil profilograph in the soil bin. Field experiments were made to provide accurate informations on the parallel linkage and an 1x10 in (2,5x25 cm) zero- pressure whell of a prototype cotton planter. and strip tillage method, j?or the determination of sdil strength, penetromet ers,. electronic ring shear tost device and wing shear unit were used for quick measurements »Rupture strength of a soil crust was measured by the modulus of rupture apparatus «Consistency characteristics and mechanical analysis of soils were determined in the laborat ory. To characterize the effects of compaction levels and soil granule size on soil drying, Newton' s equation was used»The moisture content of the soil was dstermined by weighting and oven drying in the laboratory. When :â quick measurement was needed to drive off the contained water the gravimetric method with drying by burning ' alcohol was employed i-13*- îhe results of this work can "be summarized as follows! 1- The effect of soil compaction on emergence of cotton seedlings under simulated field conditions varied with the soil moisture content and the point of application of the pressure. When the soil moisture was adequate for emergence (Experiment l,in the growth room), higher surface pres sure (0,35 to 0, 70 kp/cra2 ) suppressed emergence «This may have been due to a)poor aeration,b)tIie inability Of the seedling to ponetrate the compacted soil, or c)a combination of this. When the soil moisture was not suitable for emergence and lacked a supply of moisture from below the seed level, packing the p soil with surface pressures up to 0,70 kp/cm did not improve emergence (Experiment IV) »In experiments H and III, however, when a supply of capillary moisture was available below the seed, a 2 surface pressure of 0,70 kp/cm induced faster emergence than a pressure of o kp/cm2 »These results indicated that packing the soil will improve emergence only when adequate moisture is available below the seed. By packing the soil at the seed level and covering the seed with loose soil the adverse effects of surface compaction./ore minimized. Packing at the seed level actually enhanced rapid emergence. When the compaction pressure applied at seed level and P the seed was co^vered with loose soil^the development of mechanical strength of the surface layer was retarded and less energy was required for emergence» 2- The effect of soil compaction on soil drying rate varied also with the soil moisture content »the point of application of the pressure and the granule s ize (Experiment VII) o In compacting a soil layer at surface level, for any granule size, increasing the compaction caused an increased soil, drying rato.f v Compacting a soil layer at seed level, for any granule size, increasing the compaction caused a reduction in drying rate. Increased initial soil moisture content greatly affected soil drying rates. The soil compaction treatments had little-133- effect on drying rates when the initial soil moisture was low, For any soil compaction pressure, increasing' the soil granule size caused an increased drying rates (higher K*s). 3- When the soil moisture content of the seed-bed was suitable for emergence, an increase in granule size resulted in a higher accunnilative emergence (Experiment I).When the soil moisture was not suitable for emergence and lacked a supply of moisture from below the seed level, the granule size did aot improve emergence (Experiment IV), Howe very when a supply of capillary moisture was available below the seed level (Experiment II and III), a decrease in granule size resulted in higher accumulative emergence. 4- Drying of the soil was one of the factors responsible for the development of mechanical strength of soil crust. The strength of soil crust also depended upon soil compaction, soil granule size and initial soil moisture content at time of compact i on (Experiment VI), The emergence energy to overcome the mechanical strength of soil crust increased with surface compaction pressure. When the seed compacted at seed level, lower strength of soil erust was measured.The results obtained after breaking the crust indicated that, compacting a soil at seed level was more favorable for emergence of seedlings than the soil surface lâvel.An increase in granule size resulted in a lower modulus of rupture of soil erust^ lower R's).Eor any granule size, a decrease in soil moisture an content was associated with increase of modulus of rupture of soil crust» 5- In field, experiments, the two planters tested were s I) the new prototype cotton planter(MawChine I),2) conventional planter. They were compared for earliness of emergence and total seedling emergence.Early and higher emergence were obtained with the new prototype cotton planter (Majchine I) which has a parallel linkage, a de pth( gauge )wheil and a pressure wheal which compacts the soil at seed level (JklÇ, 6*). Parallel linkage and depth wheal asisted a uniform nlaeement of the seed in soil»-134> 6- Aftv-r the spring tillage, when the cotton seed-bod was prepared "by rotovator(bystrip tillage mothod)better results/ \*?ce obtained than by conventional seed-bed prcperation( Er4,17) «This result shows that, it is not ne-ccssary to till interrow and root- zone areas to the samft degree as required for the seed-zone,3?he seed-zone preperations by shallow strip-tillage is particularly important for decreasing the drying of soil and wind erosion.This may also redtice the cost of the cotton production. 7- When the- planting depth of runner and single disk openers were increased, the draft requirement increased almost linearly (Fig 34 and 85), The kind of soil did not effect the draft requirement of runner furrow opener, except 2 cm planting depth conditions «But for a single disk opener, the draft requirements in the soil bin A were higher than in the soil bin B, 8- When the operating speed was increased from 1,14 m/s to 1,90 m/sffor any one planting depth, the draft requirement increased almost exponent ially( Fig 86 and 87). "9- Operating speed did not effect the deformation area of openers as working depth»But when the operating speed of tho openers was increased, clearer furrows W.e.re. obtained..î*3#~ (Ene runner furrow opener resulted in the least amount of soil disturbaneo.