콤바인 논에서 논잔재물을 도마하는 잔재물 관리장치

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 5077(2023) 이 기사 인용

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요즘 콤바인 수확기는 작물 수확에 가장 일반적으로 사용되는 장치입니다. 그 결과, 다량의 식물 재료와 작물 잔재물이 콤바인에서 나오는 좁은 식물 재료 띠로 집중되어 잔재물 관리 작업이 어려워집니다. 본 논문에서는 논잔재물을 잘게 썰어 합수 논의 흙과 혼합할 수 있는 작물잔재물 관리 기계를 개발하는 것을 목표로 한다. 이를 위해 개발된 기계에는 절단 장치와 통합 장치라는 두 가지 중요한 장치가 부착되어 있습니다. 트랙터는 약 55.95kW의 출력 범위로 이 기계를 주 전원으로 작동합니다. 연구를 위해 선택된 4개의 독립적 매개변수는 회전 속도(R1 = 900 & R2 = 1100 rpm), 전진 속도(F1 = 2.1 & F2 = 3.0 Kmph), 수평 조정(H1 = 550 & H2 = 650 mm) 및 수직이었습니다. 짚초퍼축과 회전타베이터 축 사이의 조정(V1 = 100 & V2 = 200mm)과 그 효과는 통입 효율, 파쇄 효율 및 다진 벼 찌꺼기의 쓰레기 크기 감소에 미치는 것으로 나타났습니다. 잔류물의 혼입 및 파쇄 효율은 V1H2F1R2(95.31%) 및 V1H2F1R2(61.92%) 배열에서 가장 높았습니다. 다진 벼 찌꺼기의 쓰레기 감소는 V1H2F2R2(40.58%)에서 최대로 기록되었습니다. 따라서 본 연구에서는 복합수확논의 논잔류물 문제를 극복하기 위해 동력 전달을 일부 수정한 개발된 잔재물 관리 기계가 농민들에게 제안될 수 있다고 결론지었다.

작물 수확으로 인해 수세기 동안 부산물로 짚이 생산되어 중요한 농업 자원이 되었습니다1. 천연 자원에도 불구하고, 수확 후 짚은 토양 비옥도 및 구조 강화제로서 엄청난 가치를 지닙니다2. 보존 농업의 두 번째 원칙은 토양의 건강에 기여하고 토양 침식을 줄이며 토양의 수분 함량을 향상시켜 토양 유기 함량을 향상시켜 작물 수확량과 에너지 사용을 증가시키는 잔류물을 보유하는 것입니다3. 작물, 토양, 기후, 경사 및 잔류물 관리 관행을 포함한 다양한 요인이 현장 잔류물 보유에 영향을 미칩니다.

1949~50년부터 2017~18년까지 주요 작물의 수확량이 엄청나게 증가했습니다. 이는 벼에서 약 379.8%, 밀에서 1460.4%, 옥수수에서 1337.6%, 콩류에서 209.9%, 유지종자에서 388.7%, 사탕수수에서 669.3%였습니다4. 대부분의 작물 잔재물은 농촌 공급 및 개발을 위한 바이오 에너지로 활용될 수 있음에도 불구하고 동물 사료, 영양 퇴비 만들기 또는 버섯 재배에 사용되는 대신 들판에서 태워집니다5,6. 농업 생산에서 작물 생산성과 전력 가용성 사이에는 직접적인 상관관계가 있습니다. 인도에서는 매년 약 3억 7,100만 톤의 작물 잔류물이 생산되는데, 그 중 밀 잔류물이 27~36%를 차지하고, 논 잔류물이 51~57%를 차지합니다7,8. 인도 북서부(NW) 지역, 즉 펀자브(Punjab), 하리아나(Haryana), 우타르프라데시(Uttar Pradesh)에서는 벼 작물의 잔류물을 현장에서 소각하는데, 이는 또 다른 일반적인 관리 관행입니다. 연소 잔류물은 인도 북서부의 농업 폐기물 연소 배출 예산의 최대 20%를 차지합니다9. 짚(쌀과 밀) 1톤을 태울 때마다 특정 물질 3kg, CO 60kg, CO2 1460kg, 재 199kg, SO210 2kg이 배출되어 심각한 지구 온난화와 산성비를 유발합니다. 그리고 연소로 인해 스트로급의 약 32~67%와 질소의 27~73%가 손실됩니다1,11. 2000년 인도에서 벼와 밀짚을 태울 때 각각 110, 2306, 2, 84기가그램(Gg)의 CH4, CO, NOx가 배출될 것으로 예상됩니다12. 따라서 국가는 식량 생산과 삶의 질을 위해 농업 기계화를 강화해야 합니다. 많은 농업 관행에서는 농장 운영의 다양한 측면에 투입되는 노동 강도로 인해 생산 비용이 상당히 높습니다. 반면, 같은 기간 기계 및 전기 동력원의 비중은 7%에서 약 90%로 증가했습니다. 인도 농업에는 주로 농업 운영에 사용되는 소규모 운영 소유주가 우세합니다. 이는 농업 기계화의 혜택을 누리기 위해서는 토지 보유의 통합이 필요하다는 것을 의미합니다13.