امکان‌سنجی عملی استفاده از گرمایش ریزموج در باند ISM برای دفع علف‌ هرز خاکشیر

سیر, داود; بهزادی, میثم; علی اکبریان, هادی

امکان‌سنجی عملی استفاده از گرمایش ریزموج در باند ISM برای دفع علف‌ هرز خاکشیر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

علف‌های هرز یکی از اصلی‌ترین عوامل خسارت در مزارع کشاورزی به حساب می‌آیند. در روش‌های متداول دفع، در مرحله‌ای که علف هرز هنوز گیاهچه بوده و به بذردهی نرسیده است، از بین می‌رود. سالیان متمادی باید از این روش‌های دفع علف هرز استفاده نمود تا بتوان بانک بذور علف‌های هرز موجود در خاک را تهی کرد. علاوه بر این روش‌های شمیایی مورد استفاده برای محیط زیست پرخطر هستند. در روش دفع آفات با استفاده از ریزموج، بذور علف هرز موجود در خاک به طور مستقیم آسیب می‌بینند و قدرت جوانه‌زنی خود را از دست می‌دهند. این روش مبتنی بر گرمایش الکترومغناطیسی می‌باشد. از آنجایی که بذور به گرما حساس‌اند لذا با رساندن دمای آن‌ها به 60 درجه سانتی‌گراد می‌توان قدرت جوانه‌زنی آن‌ها را از بین برد. برای بررسی تاثیر ریزموج روی بذر خاکشیر، بذور خاکشیر مدفون در خاک را طی چهار مرحله آزمایش با زمان‌های متفاوت تحت تابش ریزموج تولید شده توسط اجاق ماکروویو، که در باند ISM و با توان اسمی W 1000 کار می‌کند، قرار دادیم. بذر علف هرز خاکشیر در بازه‌های زمانی مختلف تحت تابش قرار گرفته و میزان جوانه‌زنی در هر کدام بهدست آمد. سپس با استفاده ازشبیه‌سازی میدان الکتریکی تابش شده در این تست‌ها، مقدار توان جذب شده مورد نیاز برای از بین بردن جوانه‌زنی علف هرز به دست آمد. میانگین اندازه میدان اعمال شده در عمق cm 1 خاک حدود V/m 5700 و مقدار انرژی لازم برای از بین بردن قدرت جوانه‌زنی بذر خاکشیر موجود در خاک J/cm3 200 برآورد شده است.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.26455153.1394.3.3.3.2

عنوان مقاله [English]

Practical Feasibility of Using ISM Band Microwave Heating Treatment for Sisymbrium Irio Weeds

چکیده [English]

Weed control is one of the most important problems of agriculture industry due to the reduction of productivity of the fields. Traditional, chemical, and biological weed management alternatives have their own drawbacks such as environmental issues. This opens the doors for new technologies such as microwave treatment of weeds which directly target the weeds using electromagnetic heating. Due to their sensitivity, by increasing weed seeds temperature to about 60 degrees, they will lose their germination potential. The effects of microwave on a famous type of weed named Sisymbrium Irio have been investigated. Ready to germinate, buried weed seeds are exposed to microwave power in different exposure times. The results of our experiments and simulation show that the average electric field in the depth of 1cm in soil is around 5700 V/m and the amount of dissipated energy that is necessary for destroying Sisymbrium Irio seeds germination is around 200 J/cm3.

کلیدواژه‌ها [English]

Weed management
Sisymbrium Irio seeds
Microwave
Electromagnetic
Magnetron

مراجع

[1] H. Aliakbarian, A. Enayati, H. Ameri, M. A. soltani, and M. Moghavvemi, “Electromagnetic solutions for the agricultural problems,” in Advanced microwave circuits and systems, 1^st ed., vol. 1, V. Zhurbenko, Ed. Shanghai: InTech., pp. 471-490, 2010.##

[2] F. S. Davis, J. R. Wayland, and M. G. Merkle, “Phitotoxcity of UHF electromagnetic field,” nature, vol. 241, Issue 5387, pp. 291-292, 1973.##

[3] S. O. Nelson, “A review and assessment of microwave energy for soil treatment to control pests,” Transactions of the ASAE, vol. 39, no. 1, pp. 281-289, 1996.##

[4] O. C. Burnside, R. S. Moomaw, F. W. Roeth, G. A. Wicks, and R. G. Wilson, “Weed seed demise in soil in weed-free corn (Zea mays) production across Nabraska,” Weed Science, vol. 34, no. 2, pp. 248-251, 1986.##

[5] R. J. Kremer, “Management of Weed Seed Banks with Microorganisms,” Ecol. Appl., vol. 3, no. 1, pp. 42-58, 1993.##

[6] R. S. Ferriss, “Effects of microwave oven treatment on microorganisms in soil,” Phytopathology, vol. 74, no. 1, pp. 121-126, 1984.##

[7] G. Brodie, C. Ryan, and C. Lancaster, “Microwave technologies as a part of integrated weed management strategy: a review,” International journal of agronomy, vol. 2012, no. 1, pp. 1-14, 2012.##

[8] D. Siyar, “Practical feasiblity of using microwave for weeds killing,” B. S. thesis, ECE Dep., K. N. Toosi Univ., Tehran, 2016.##

[9] D. D. Bushler and M. L.Hoffman, “Anderson’s guide to practical methods of propagating weeds and other plants,” WSSA, The special publication of the weed science society of america, p. 248, 1999.##

[10] M. Vidmar, “An improved microwave weed killer,” Microwave J., vol. 48, no. 10, pp. 116-120, 2005.##