مقدمه

1- مقدمه
جنگل یک بوم­سازگان طبیعی است. بوم­سازگان طبیعی به منطقه­ای ناهمگن گفته می­شود که اجزاء تشکیل­دهنده آن در زمان و مکان متنوع­اند. در حفظ چنین شرایطی، هر گونه دخالت باید با درک صحیح از آن مجموعه و شناخت کامل انجام پذیرد (عابدی، 1385؛ نمیرانیان، 1375).
جنگل­های شمال کشور که به جنگل­های ناحیه رویشی هیرکانی یا خزری- جنگلهای مرطوب شهرت یافته­اند، همچون نواری سبز حاشیه جنوبی دریای خزر و نیم­رخ شمالی رشته کوه البرز از آستارا تا گلیداغی را به طول تقریبی 800 کیلومتر و عرض 20 تا 70 کیلومتر و تا ارتفاع 2800 متری از سطح دریا پوشانده­اند و دارای بیش از 80 گونه درختی و 50 گونه درختچه­ای می­باشد (مروی مهاجر، 1384؛ ثابتی، 1373).
جاده­های جنگلی از الزامات مدیریت واحد جنگل محسوب می­شوند که در حمل و نقل چوب و استفاده از سایر خدمات جنگل نقش ویژه­ای را ایفا می­ کنند (مجنونیان و همکاران، 1387 ؛ پارندس و جونز[1]، 2000؛ گلبارد و بلناپ[2]، 2003). در طراحی و ساخت جاده­های جنگلی باید توجه داشت که به بوم­سازگان و محیط زیست جنگل آسیب کمتری وارد شود (اکبری و همکاران، 1387). توسعه پایدار و اجرای بهینه طرح­های جنگل­داری مستلزم ایجاد شبکه­هایی از جاده­های اصلی و فرعی می­باشد (جمشیدی­کوهساری و همکاران، 1387). خاک عمده­ترین مصالح ساختمانی راه­های جنگلی بوده و در عین حال بستر آن را تشکیل می­دهد. پوشش گیاهی استقرار یافته بر روی خاک هر منطقه نشان­دهنده پایداری خصوصیات مطلوب فیزیکی و شیمیایی خاک و نیز مساعد شدن شرایط اقلیمی می­باشد (کرمی، 1364؛ سهرابی، 1383). احداث جاده در یک منطقه جنگلی کوهستانی در واقع یک دخالت عمده در طبیعت دست نخورده و ناشناخته جنگل بوده و منجر به بهم زدن تعادل طبیعی می­شود. به همین خاطر شناخت و آگاهی از ویژگی­های زمین­شناسی­، ریخت­شناسی و خاک­شناسی منطقه­ای که جاده از آن عبور می­ کند از مهمترین عوامل موثر در اتخاذ تصمیم­های مناسب به منظور کاهش هزینه­ های سنگین ساخت جاده و گزینش شیوه ­های اصولی در نگهداری و نیز بازسازی راه­های جنگلی می­باشد (جمشیدی­کوهساری و همکاران، 1387؛ مجنونیان و همکاران، 1387). در قسمت تعاریف و مفاهیم در رابطه با جاده جنگلی، گونه توسکا و خاک جنگلی توضیحات کاملتری ارائه می­شود.
 
1-2- مسأله
در بسیاری از مطالعاتی که در کشور ایران انجام شده، رویش درختان مورد بررسی قرار گرفته است. این تحقیق به بررسی ویژگی­های خاک جاده و خصوصیات رویشی درختان توسکای موجود در حاشیه جاده و توده داخل عرصه و نیز بالادست و پایین دست جاده و رو و پشت درختان به جاده می ­پردازد و همبستگی خصوصیات خاک و پارامترهای رویشی نیز بررسی شد. تلاش این تحقیق در جهت یافتن پاسخ برای سوالات زیر می­باشد:
1- آیا بین رویش (ارتفاع کل، قطر برابر سینه، شروع شاخه دوانی، تقارن تاج و شادابی) گونه توسکای ییلاقی در حاشیه جاده­های جنگلی درجه 1 نسبت به درجه 2 تفاوت معنی­داری وجود دارد؟
2- آیا تفاوت معنی­داری بین اثر ویژگی­های خاک اطراف جاده و درون عرصه بر رویش درختان توسکا وجود دارد؟
 
1-3- فرضیات
1- بین تغییر عرض جاده و میزان رویش درختان توسکا حاشیه جاده رابطه معنی­داری وجود دارد.
2- اثر تغییرات فیزیکی و شیمیایی خاک در حاشیه جاده بر رویش توسکا معنی­دار است.
1-4- اهداف
1- شناسایی مشخصات فیزیکی (بافت، وزن مخصوص، رطوبت) و شیمیائی (pH ،Ec ، آهک، کلسیم، منیزیم، نیتروژن، فسفر و پتاسیم) خاک در منطقه دارابکلا-مازندران
2- شناسایی وضعیت رویش درخت توسکا در حاشیه جاده
 
1-5- تعاریف و مفاهیم
1-5-1- دوایر سالانه
ویژگی­های رویشگاه به شکل متناسبی در پوشش گیاهی منعکس می­شود و شاخص­های کیفیت را می­توان در پوشش گیاهی یافت نمود (بارنس[3]، 1998). رشد درخت ترکیبی از عوامل محیطی شامل انسان و طبیعت می­باشد که الگوی رویش درخت را در طول زمان تغییر می­دهد. با شناخت شرایط محیطی که توسط حلقه­های رویشی درختان نشان داده می­شود بهتر می­توان شرایط محیطی را در آینده پیش ­بینی کرد (عابدینی و همکاران، 1387 ؛ حبیبی بی بالانی، 1387). چوب نتیجه یک فرآیند بیولوژیکی می­باشد که تحت تاثیر دامنه گسترده­ای از عوامل ژنتیکی و محیطی رشد می­ کند و ویژگی­های متفاوتی دارد. درک فرایندی که سبب رشد درختان می­شود، به درک چگونگی پدید آمدن خصوصیات متفاوت چوب کمک می­ کند (پانچس[4] ، 2004). تنش گیاهان در روی حلقه­های رویش بسته به نوع گونه، شکل رشد، موقعیت رویشگاه، نوع خاک، مبدا ژئولوژیکی و وقوع تنشهایی مانند مسمومیت، هجوم انگل ها، پای کوبی و فشرده شدن خاک متفاوت می­باشد (والتر[5] ، 1973).
 
1-5-2- جاده­های جنگلی
جاده­های جنگلی یکی از مهمترین مجراهای پراکنش گونه­های بومی بیگانه و مهاجم در جنگل بشمار می­روند (حسینی و همکاران، 1387؛ شاهنظری، 1385). جاد­ه­ها ب
عنوان شاهرگ­های حیاتی یک جامعه و نیز بعنوان مورد بسیار مهمی در مدیریت حفظ منظر محسوب می­گردند و در صورت عدم توسعه و گسترش آنها، حیات و توسعه اقتصادی و اجتماعی جامعه مختل خواهد شد (نکویی مهر و همکاران، 1385؛ بدراقی، 1387 ؛ لوگو[6]، 2000). احداث جاده اثرات منفی زیست- محیطی از جمله کاهش سطح جنگل در میکروکلیما، تخریب زهکشی طبیعی، تخریب خاک و رسوب آب رودخانه­ای و تغییر رژیم نوری، اسیدیته، رطوبت و غیره را در پی دارد (ایگان و همکاران[7]، 1998 ؛ وینکترام و همکاران[8]، 2007؛ کریم و ملک[9]، 2008)، اما جاده جنگلی، تنها راه دسترسی به جنگل و استفاده بهینه از مواهب آن می­باشد (ساریخانی، 1380). از طرفی جاده عاملی برای ارتباط درست با طبیعت است که اثرات منفی آن را می توان با یک طراحی مناسب به اثرات مثبت تبدیل نمود. در اثر ساخت جاده­ها، خاک منطقه زیر و رو شده و تغییرات فیزیکی و شیمیایی قابل توجهی در آن بوجود می آید که منجر به ایجاد شرایط رویشگاهی خاص در منطقه می­شود (ثابتی، 1373). علاوه براین، با ساخت جاده­های جنگلی، نور بیشتری نیز وارد توده جنگلی شده و سبب رویش گونه­های نورپسند و سریع­الرشد نظیر توسکا، تمشک، کلهو و . در حاشیه جاده­ها می­شود (شاهنظری، 1385؛ جانسون و همکاران[10]، 1975 ؛ لامونت و همکاران[11]، a 1994 ؛ پارندیس و جونز، 2000). درختان حاشیه جاده­ها در اثر برخورداری از نور اغلب افزایش رشد دارند. عرض جاده هم در این تغییرات تاثیرگذار می­باشد (شاهنظری، 1385 ). درختان در محیط باز زیتوده بیشتری تولید می­ کنند و حجم درختانی که بصورت توده­ای زیست می­ کنند کمتر از درختانی است که در محیط باز به تنهایی رشد می­ کنند (مصدق، 1375 )، درحالی که به دلیل اختصاص یافتن سطحی از رویشگاه تعدادی از درختان قطع شده و مقداری از توان تولیدی کاهش می­یابد (فورنیس و همکاران[12]، 1991). تاثیرگذاری بوم­شناختی ناشی از ساخت جاده در سطحی بیشتر از عرض جاده جنگلی به وقوع می­پیوندد (فورنیس و همکاران، 1991 ؛ فورمن و دبلینگر[13] ، 2000)، این احتمال وجود دارد که بدلیل زیر و رو شدن خاک و فراوانی ازت و همچنین ایجاد آرایشی پیوسته از حفرات در امتداد راه­های جنگلی و در نتیجه افزایش تعداد برگ­های درختان و توانایی فتوسنتز، تا حدودی تنوع زیستی اندازه و ابعاد درختان و موجودی حجمی توده­های جنگلی اطراف جاده افزایش یافته و بدین ترتیب بخشی از کاهش توان تولیدی رویشگاه (در اثر احداث جاده) بسته به جهت دامنه و گونه­های مختلف درختی جبران می­شود. درحقیقت جهت جغرافیایی و شیب دامنه با تاثیری که بر مشخصات بوم­شناختی منطقه (خصوصیات خاک و اقلیم) موجب ایجاد تنوع در گونه­های درختی و تغییر تراکم و بیوماس آنها می­شود (ساکایی[14] و همکاران، 2003). شبکه جاده­های جنگلی از عوامل مهم تقسیم­بندی جنگل به سری­ها، پارسلها و از امور مقدماتی تهیه طرحهای جنگل­داری بشمار می­رود. با توجه به مراتب فوق، در صورتیکه مدیریت و بهره ­برداری اصولی از جنگل با آینده­نگری­های لازم همراه باشد، لذا احداث جاده­های جنگلی از اولویت و اهمیت ویژه­ای برخوردار می­گردد (ساریخانی، 1380). راه­های جنگلی را باید در قالب طرح­های جنگلداری و برنامه ­های جنگلشناسی و متناسب با روش بهره ­برداری از جنگل و مدیریت سر زمین­، بعنوان عضو یا وسیله ارائه دهنده خدمات منظور نمود (ساریخانی، 1378).
 

1-5-2-1 ضرورت احداث جاده­های جنگلی
 

ضرورت احداث جاده­های جنگلی به طور خلاصه شامل حفاظت موثر از جنگل، امکان دخالت­های عملی مدیریتی در امر پرورش و جوان­سازی جنگل، توسعه جنگل وجنگل­داری، اکوتوریسم، به حداکثر رساندن ارزش افزوده تولیدات و جلوگیری از ضایعات محصولات جنگلی و نگه داشتن اکوسیستم و به حداقل رساندن تخریب می­باشد (ساریخانی 1380).
 

1-5-2-2 انواع جاده­های جنگلی:
 

جاده­های جنگلی به دو دسته جاده­های اصلی جنگلی و جاده­های فرعی جنگلی تقسیم می­شوند. جاده­های اصلی جنگلی خود به سه دسته تقسیم می­شوند:
_ جاده اصلی جنگلی درجه یک: این جاده­ها اتصال حوزه­های آبخیز به جاده­های اصلی و فرعی عام­المنفعه را فراهم می­ کند. عرض این جاده­ها 5/5 متر می­باشد. این نوع جاده پر ترافیک­ترین نوع جاده­های جنگلی است که می ­تواند براحتی تا میزان 20000 وسیله نقلیه در سال را تحمل نمایند و در تمام طول سال قابل عبور و مرور می­باشند. تناژ قابل تحمل بر روی این جاده 40 تن می­باشد (ساریخانی 1380).
_ جاده درجه دو جنگلی: این جاده­ها یک طرفه بوده و داخل سری ایجاد ارتباط نموده گاهی هم سری­های مختلف را به یکدیگر مرتبط می­نمایند. عرض این جاده­ها 5/4متر می­باشد میزان حجم ترافیک قابل تحمل این جادهها بیش از 10000 و کمتر از 20000 در سال می­باشد و در تمام فصول سال مگر در شرایط نامناسب قابل استفاده می­باشد. تناژ قابل تحمل بر روی آن 30 تن می­باشد (ساریخانی 1380).
­_ جاده درجه سه جنگلی: این جاده­ها به جاده­های شبکه­بندی نیز معروف هستند و یک­بانده اند. میزان حجم ترافیک قابل تحمل در این جاده حدوداً تا 10000 وسیله نقلیه در سال می­باشد. در این جاده در شرایط مناسب در تمام فصول سال باز است و تناژ قابل تحمل بر روی این جاده 25 تن می­باشد (ساریخانی 1380).
 
1-5-3- مشخصات گیاه­شناسی درخت توسکا
توسکای ییلاقی (Alnus subcordata) یکی از گونه­هایی است که معمولا بعنوان گونه پیشگام آغاز کننده توالی ثانویه عمده در مناطق باز و اطراف جادهها و روی خاکهای واریزه­ای می­روید و از طریق تثبیت ازت بتدریج شرایط را برای حضور سایر گونه­ها در مراحل بعدی توالی فراهم می­سازد (ثابتی، 1373 ؛ زارع و حبشی، 1378؛ حسینی و جلیلوند 2007). این گونه در اثر رقابت نوری بهترین هرس طبیعی را در قیاس با سایر گونه­ها انجام داده و سبب افزایش طول تنه بدون شاخه و قیمت تجاری چوب می­شود (دانشور و همکاران، 1386؛ پارساخو و همکاران، 1387). درخت توسکا، درختی است از تیره توس (Betulaceae) و نیز از درختان سریع­الرشد جنگلهای شمال می­باشد. دیرزیستی این درخت کمتر از صد سال عمر و رشد حداکثر آنها تا 50 سالگی ادامه می­یابد. درختان توسکا اگر بطور منفرد و تک برویند در 20-15 سالگی و در جنگل­های انبوه از 35 سالگی بارور می­شوند. این گونه بذر سبک دارد که به سادگی پراکنده شده و امکان زادآوری را افزایش می­دهد. بیشتر زادآوری این گونه از طریق زادآوری با بذر می­باشد و این درختان جست و ریشه جوش تولید نمی­کنند ولی دارای جستهای ساقه سریع­­الرشد می­باشند. توسکا در ایران دارای دو گونه است که در جنگل­های خزری روییده و هر دو نام­های محلی واحدی دارند. ارتفاع گونه توسکای ییلاقی (Alnus subcordata) از چهل متر متجاوز است. این گونه برای حفظ بوم­سازگان مناطق مردابی وزهکشی خاک، گونه­ای ارزشمند و مهم است. درخت توسکای ییلاقی نورپسند، طالب خاک مرطوب و تاحدی غنی است ولی رطوبت خاک برایش مهمتر است و حتی در زمین­های ماسه­ای کنار دریا نیز می­روید. قدرت جذب آب زیاد است و مثل گونه اکالیپتوس یکی از مصارف عمده آن، کم کردن آب در زمین­های بسیار مرطوب و پرآب است. توسکا اغلب در کنار رودخانه­ها، نزدیکی ساحل دریا و جاده­های جنگلی بیشتر از داخل توده­های جنگلی دیده می­شود. این درخت بومی اروپا و خاورمیانه است و در اغلب جنگل­های شمال ایران در جنگل­های خزری در نقاط مرطوب و دره ها وجود دارد و از قسمت­های ساحلی و جلگه تا ارتفاع 2000متر بالا می­رود (ثابتی، 1373).
 
1-5-4- خاک­شناسی جنگل
خاک بعنوان بخش مهمی از اکوسیستم شناخته شده و نقش مهمی در توسعه پوشش گیاهی جنگل دارد و منبع مواد غذایی از جمله آب و مواد آلی و معدنی برای رشد گیاهان می­باشد (اسکون هولتز[15] و همکاران، 2000 ؛ معروفی، 1379؛ کارن و همکاران[16]، 1997). توسعه خاک و پوشش گیاهی مستقر بر روی آن فرایندی پیچیده است که روی رشد گیاهان تاثیر مستقیم می­گذارد (مصدق، 1357). وزن مخصوص خاک در اثر فشردگی افزایش می­یابد (جعفری حقیقی، a-b1382؛ کوچ، 1386؛ برایس[17]، 2001). بهم فشردگی خاک یکی از عوامل موثر در اکثر عملیات­های جنگل می­باشد که در نتیجه ساخت جاده­ها و مسیرهای چوبکشی، تردد ماشین آلات جنگلی، برخورد مستقیم قطرات باران و انبساط خاک، تردد انسان و دام، وزن لایه­های خاک و درختان و درختچه­ها، بهره ­برداری بی­رویه و . بوجود می­آید و یکی از علل عمده کاهش ارزش خاک جنگلی و از هم پاشیدگی آن در نتیجه عملیات مختلف خاکی در جاده­های جنگلی می­باشد (برایس، 2001). مقاومت درخت در مقابل فشردگی خاک متناسب با خصوصیات همان گونه است و درختان در درجات مختلف فشردگی خاک، واکنش­های متفاوتی از رویش را بروز می­ دهند (واسترلوند[18]، 1985). واکنش در بعضی موارد باعث تاخیر در زادآوری و کاهش رشد درختان می­شود (­مرادمند جلالی و بهمنی، 1387). آگاهی از ویژگی­های فیزیکی و مکانیکی خاک و تعیین مشخصات فنی آن، برای انجام عملیات جاده­سازی و تضمین پایداری آنها ضروری است (مجنونیان و همکاران، 1387).
 
1-5-5- تعریف اصطلاحات بکار گرفته شده در پژوهش:
حاشیه جاده: فاصله حداکثر یک متری از لبه جاده
توده داخل عرصه: فاصله 5/1 برابری ارتفاع درختان اندازه گیری شده در حاشیه جاده در داخل جنگل که مکان انداره گیری
درختان توسکا برای آمارگیری از درختان داخل توده می باشند.
بالا دست و پایین دست جاده: دو طرف جاده که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفتند.
سمت رو به جاده درختان: سمتی از درختان که از طرف جاده قابل دید است.
سمت پشت به جاده درختان: سمتی از درختان که عکس طرف رو به جاده است.
[1]-Parendes & Jones
[2]-Gelbard & Belnap
[3]-Barnes
[4]-Punches
[5]-Walter
[6]-Lugo & sky
[7]-Egan et al
[8]-Venkatram et al
[9]-Karim & Mallik
[10]-Johnson et al
[11]-Lamont et al
[12]-Furniss
[13]-Forman & Deblinger
[14]-Sakai
[15]-Schoenholtz
[16]-Karen
[17]-Brais
[18]-Wasterlund
تعداد صفحه : 78
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

مقطع کارشناسی ارشد
 

رشته : مهندسی صنایع- مهندسی سیستم­های اقتصادی اجتماعی
 

عنوان: طراحی الگوریتم فراابتکاری برای زمانبندی ماشین­های موازی نامرتبط با تابع هدف چندگانه در محیط تولید بهنگام
 

اساتید راهنما: دکتر جواد رضائیان
 

دکتر ایرج مهدوی
 

(بهار 1393)
 

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده
در طول دهه گذشته، گسترش الگوریتم­های فراابتکاری بهینه سازی چند معیاره توجه بسیاری را به خود جلب کرد. مسائل برنامه ریزی تولید بهنگام به عنوان مهمترین مسئله برنامه ­ریزی بهینه سازی نیز مستثنی نبود. البته بسیاری از الگوریتم­های بهینه سازی که برای مسائل گوناگون به کار برده می­شدند رویکردی نامناسب داشتند. به زبان دیگر بسیاری از آنها هدف­ ها را ترکیب می­کردند و مسائل را با رویکرد تک هدفه حل می­کردند. البته بعضی از محققان الگوریتم­های پارتویی به کار می­برند. در این تحقیق یک برنامه ریزی ماشین­های موازی نامرتبط با زمان آماده سازی وابسته به توالی، زمان دسترسی پویا به کارها، زمان تحویل متفاوت کارها و محدودیت مجموعه پردازشی نشان داده شده است. توابع هدف مورد نظر، مجموع وزنی زمانهای زودکرد و دیرکرد کارها و همچنین مجموع زمان تکمیل کارها را کمینه می­ کنند. برای حل مدل و اعتبار سنجی آن از الگوریتم­ مجموع وزنی و الگوریتم محدودیت اپسیلون استفاده شده است. همچنین نشان داده شده است که الگوریتم­هایی که از روش شاخه و کران برای حل استفاده می­ کنند قادر به حل مسائل بزرگ در زمان معقول نمی­باشند. بنابراین برای حل این مسئله برنامه ریزی چند معیاره که از نوع چند جمله­ای سخت (NP-Hard) می­باشد الگوربتم فراابتکاری (CENSGA)معرفی شده است. الگوریتم ارائه شده را با بهره گرفتن از شاخص­های آماری با الگوریتم فراابتکاری (NSGA-II) مورد مقایسه و تحلیل قرار داده شده است که نتایج نشان دهنده کارایی بهتر الگوریتم فراابتکاری (CENSGA) می­باشد.
کلمات کلیدی: تولید بهنگام; زمان آماده­سازی وابسته به توالی; کنترل نخبه­گرایی; بهینه سازی چند هدفه; الگوریتم مرتب سازی نامغلوب.
 
فهرست

فصل اول مقدمه و کلیات 1
1-1.        مقدمه. 2
1-2. تعریف مسأله زمانبندی 5
1-3. ضرورت انجام تحقیق 7
1-4. اهداف تحقیق 8
1-5. مفروضات مسئله. 9
1-6. جنبه های نوآوری تحقیق 10
1-7. محتوای تحقیق 10

فصل دوم ادبیات و پیشینه تحقیق 11
2-1. مقدمه. 12
2-2. طبقه بندی محیط های زمانبندی 15
2-3. مسائل ماشینهای موازی 19
2-3-1. زمان نصب و آماده سازی 20
2-3-2. دسترسی محدود به ماشینها 26
2-3-3. زمان دسترسی متفاوت به کارها 27
2-4. مسائل با تمرکز بر موعد تحویل برای کارها 27
2-4-1. زمان تکمیل کارها 29
2-4-2. زمانهای زودکرد و دیرکرد. 29
2-5. مروری بر رویکرد و اصول سیستم تولیدی بهنگام. 31
2-6. توالی ماشینﻫای موازی با معیارهای زودکرد و دیرکرد. 33
2-7. جمع بندی 34

فصل سوم مدل ریاضی و بهینه سازی چند هدفه. 36
3-1. مقدمه. 37
3-2. تعریف مسئله. 37
3-2-1. مفروضات مسئله. 39
3-3. مدل پیشنهادی 39
3-3-1.نمادها، تعاریف، پارامترها و متغیر های تصمیم. 40
3-3-2. پارامترهای ورودی 40
3-3-3. توابع هدف 41
3-3-4. محدودیتها 41
3-4. اعتبارسنجی مدل. 43
3-5. پیچیدگی مسئله. 45
3-6 بهینه سازی چند معیاره. 47
3-6-1. ارتباط غالب 47
3-6-2. نقاط بهینه موضعی 48
3-6-3. نقاط بهینه سراسری 48
3-6-4. مرز بهینه. 48
3-7. روش های بهینه سازی 49
3-7-1. روش های اسکالر. 49
3-7-2. روش مجموع وزنی 51
3-7-2-1. طراحی روش مجموع وزنی برای حل مسأله مورد نظر. 54
3-7-3. روش محدودیت- . 55
3-7-3-1. طراحی روش محدودیت – برای حل مسأله. 57
3-7-4. روش های عکس العملی 57
3-7-5. روش های مبتنی بر منطق فازی 58
3-7-6. روش های فرا ابتکاری 59
3-7-7. الگوریتم NSGA-II. 60
3-7-7-1. مرتب سازی سریع. 61
3-7-7-2. عملگر گزینش تورنمنت تراکمی 63
3-7-7-3. فاصله تراکمی 63
3-7-8. طراحی روش فراابتکاری NSGA-II برای حل مسأله. 65
3-7-9. طراحی روش فراابتکاری CENSGA برای حل مسأله. 70
3-8. مقایسه روش های بهینه سازی چند هدفه. 71
3-8-1. شاخص متوسط فاصله از نقطه ایدهآل. 73
3-8-2. شاخص نرخ دستیابی به توابع هدف 74
3-8-3. شاخص گستردگی جواب های غیر مغلوب (SNS) 74
3-8-4. شاخص یکنواختی فضا 74
3-9. جمعﺑندی 75

فصل چهارم محاسبات و نتایج تحقیق 77
4‐1. مقدمه. 78
4‐2. تنطیمات پارامترها و شرایط اجرای الگوریتم ها 79
4-3. الگوریتمهای NSGA-II,CENSGA 80
4-4. روش مجموع وزنی 80
4-5. روش محدودیت- . 81
4‐6. ساختار مسائل 82
4‐7. معیارهای ارزیابی الگوریتمها 83
4‐8. مسائل با ابعاد کوچک و متوسط 83
4-8-1. نتایج آزمایشات مسائل کوچک و متوسط 83
4‐9. مسائل با ابعاد بزرگ 90
4‐10. نتایج محاسباتی 90
4‐11. جمعﺑندی 96

فصل پنجم نتیجه گیری و پیشنهادات 97
5‐1. مقدمه. 98
5‐2. نتیجهﮔیری 99
5‐3. پیشنهادهای آتی 100
فهرست منابع و مراجع. 102

فهرست جداول
جدول 2-1. محیط­های کارگاهی (نماد α) 13
جدول 2-2. توابع هدف رایج در ادبیات 15
جدول 3-1. زمان­های پردازش،موعدهای تحویل و زمان دسترسی44
جدول 3-2. زمان نصب ماشین یک و دو برای کارهای مختلف 44
جدول 4-1. حدهای بالا برای مسائل مختلف 82
جدول 4-2. جوابهای نامغلوب مربوط به مسأله 5j2m به تفکیک روش ها84
جدول 4-3. ارزیابی روش های حل مسئله با شاخصهای کمی برای 5j2m 85
جدول 4-4. جوابهای نامغلوب مربوط به مسأله 5j3m به تفکیک روش ها85
جدول 4-5. ارزیابی روش های حل مسئله با شاخصهای کمی برای 5j3m 86
جدول 4-6. جوابهای نامغلوب مربوط به مسأله 8j2m به تفکیک روش ها87
جدول 4-7. ارزیابی روش های حل مسئله با شاخصهای کمی برای 8j2m88
جدول 4-8 . جوابهای نامغلوب مربوط به مسأله 8j3m به تفکیک روش ها 89
جدول 4-9. ارزیابی روش های حل مسئله با شاخصهای کمی برای 8j3m 90
جدول 4-10 نتایج شاخص­های متریک برای الگوریتم CENSGAوNSGA-II 91
جدول 4- 11. ارزیابی آماری الگوریتم­های فراابتکاری بکار گرفته شده 94
فهرست شکل­ها و نمودارها
شکل 2-1. دسته بندی مسائل زمانبندی بر اساس مسیر تولید 19
شکل 3-1. سلسله­مراتب پیچیدگی محیط­های کارگاهی در مسائل زمان­بندی46
شکل 3-2. سلسله­مراتب پیچیدگی توابع هدف در مسائل زمان­بندی46
شکل 3-3. نقاط بهینه موضعی 48
شکل 3-4. رابطه فضای جواب و ارتباط غالب 48
شکل 3-5. نمایش روش مجموع وزنی با مرز بهینه پارتو محدب 52
شکل 3-6. نمایش روش مجموع وزنی با مرز بهینه پارتو غیر محدب 54
شکل 3-7. روش محدودیت- 56
شکل 3-8. نمایش الگوریتم NSGAII61
شکل 3-9. محاسبه فاصله تراکمی 64
شکل 3-10. ساختار کروموزوم66
شکل 3-11. نحوه ایجاد جمعیت اولیه 67
شکل 3-12. نحوه عملکرد عملگر تقاطع 69

به مقادیر اولیه خود بازگشته و تنش های داخلی نیزکاهش می یابد.
در این پژوهش، برای بررسی تاثیر فشار فشردن مرحله اول بر درجه حرارت بهینه فرآیند آنیل میانی، رنج وسیعی از درجه حرارت آنیل در سه فشار مختلف فشردن اولیه مورد بررسی قرار گرفت. بررسی متالوگرافی نمونه های دو بار فشرده شده نشان می دهد که، تا حدود دمای 800 درجه سانتیگراد تغییرات محسوسی در ریز ساختار دیده نمی شود. با توجه به این نکته که بازیابی هر چه کاملتر در درجه حرارت آنیل بالاتر رخ می دهد؛ لذا می توان انتظار داشت که چگالی خام نمونه ها قبل از فرآیند متراکم سازی ثانویه با افزایش درجه حرارت آنیل، به دلیل حذف هر چه بیشتر کارسختی ناشی از اعمال فشردن اولیه، افزایش یابد. اما از سوی دیگر در مورد فولاد های تف جوشی شده حاوی کربن، انحلال کربن در جریان فرآیند آنیل دمای بالا منجر به تولید فاز های سخت و غیر شکل پذیر می شود که به نوبه خود تراکم پذیری را در جریان فشردن ثانویه محدود می کند. بنابراین تعیین درجه حرارت بهینه آنیل میانی با در نظر گرفتن دو حد مذکور برای حصول قطعاتی با حداکثر چگالی و متعاقبا خواص فیزیکی و مکانیکی مطلوب الزامی است.
 
مرور بر منابع

تاریخچه متالورژی پودر
صنعت متالورژی پودر از زمان های خیلی دور، مدت ها قبل از اینکه صنعتگران با ذوب و ریخته گری آهن آشنا شوند مورد استفاده بوده است. به عنوان مثال می توان به این موضوع اشاره کرد که مصریان قدیم تقریباً 3000 سال قبل از میلاد مسیح به کمک روش متالورژی پودر ابزار آلات آهنی تهیه می کرده اند و یا هندیان قدیم که جواهرات و مصنوعات فراوانی را به کمک پودرهای فلزی ساخته بودند [1].
اولین محصول مدرن متالورژی پودر فیلمان های تنگستنی لامپ های الکتریکی بوده که در اوایل قرن نوزدهم تولید شده است. توسعه P/M [1] در دهه ی 30 با تولید کاربیدهای تنگستن جهت ابزارهای برش تداوم یافت و در دهه 60 و 70 با تولید قطعات خودرو و قطعات مربوط به موتورهای هواپیما بیش از پیش با گسترش مواجه شد. تولید قطعات به کمک فرآیندهای آهنگری پودر و قالب گیری تزریقی پودر فلزی در دهه ی 90 از دیگر پیشرفت های صنعتی فرآیند متالورژی پودر محسوب می شود. تا اینکه در دهه اخیر صنعت متالورژی پودر با ورود به عرصه نانوتکنولوژی خود را با علوم و فرآیندهای نوپا و پیشرو در دنیا هماهنگ کرده و همگام با سایر فرآیندهای تولید مواد فلزی تمایل به توسعه و گسترش بیش از پیش از خود نشان داده است [1].
امروزه بسیاری از قطعات تولید شده به کمک متالورژی پودر در موارد گوناگونی نظیر: اتومبیل ها، ابزار آلات آشپزخانه، تجهیزات باغبانی، کامپیوترها، تجهیزات دندانپزشکی و قطعات مربوط به حفاری چاه های نفت و گاز به کار برده می شوند. از کاربردهای رایج روش تولید متالورژی پودر می­توان به ساخت قطعات مکانیکی مورد استفاده در صنعت خودروسازی از قبیل چرخ­دنده، شاتون، میل بادامک، پیستون، شاتون، قطعات خودروانکارمانند بوشهای متخلخل و غیره اشاره نمود. همچنین برای تولید مواد مخصوص،‌ جدید و پیشرفته (فلزات با دمای ذوب بالا، مواد کامپوزیتی با زمینه های فلزی،‌ بین فلزی و سرامیکی،‌ مواد اصطکاکی،‌ مواد مقاوم به خوردگی مانند فولادهای زنگ نزن تف جوشی شده و سوپرآلیاژها، مواد دیرگداز مانند سرامیک ها،‌ مواد متخلخل مانند فیلترها،‌ فوم های فلزی،‌ مواد مورد استفاده در صنایع الکتریکی نظیر اتصالات الکتریکی و‌ المنت‌های گرماساز، مواد مغناطیسی نرم و سخت،‌ مواد ابزار مانند فولادهای تندبر،‌ کاربیدهای سمانته، سرمتها، الماس و نیتریدها، آلیاژهای سنگین،‌ مواد آمورف و نانوکریستالی، مواد هسته ای و .) از روش متالورژی پودر استـفاده می­گـردد [2].
 

روند کلی ساخت قطعات متالورژی پودر
فرآیند متالورژی پودر، فرآیند تولید قطعات با شکلی نزدیک به شکل نهایی و یا شکل نهایی است. هدف اصلی در این فرآیند، تولید توده ای متراکم از پودر های فلزی با استحکام کافی جهت حمل و سپس حرارت‌دهی آن در دمایی کمتر از دمای ذوبش تحت اتمسفر کنترل شده می باشد. در طول این فرآیند که تف جوشی[2] نام دارد، ذرات پودر به یکدیگر جوش خورده و ماده استحکام کافی جهت سرویس‌دهی مورد نظر را می‌یابد [3].
درشکل 1-1 روند کلی تولید قطعات تف جوشی شده نشان داده شده است.
 

شکل 1-1- فلوچارت روند کلی ساخت قطعات متالورژی پودر.
با بهره گرفتن از روش متالورژی پودر می­توان قطعاتی در گستره وسیعی از خواص فیزیکی و مکانیکی تولید کرد [4]. عوامل متعددی جهت دستیابی به خواص مورد نظر در مواد تف جوشی شده وجود دارد، اما در بین آنها میزان دانسیته و مقدار عناصر آلیاژی از پارامترهای مهم محسوب می‌شوند [5]. بطور کلی خواص مکانیکی قطعات متالورژی پودر تابعی از دانسیته یا به عبارت دیگر تخلخل باقیمانده می­باشد. افزایش دانسیته در قطعات متالورژی پودر منجر به بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی آنها خواهد گردید [6]. روش های متداول ساخت و تولید، جهت افزایش دانسیته در صنعت متالورژی پودر شامل تف جوشی در حضور فاز مایع، فلزخورانی یا عبور تدریجی، دوبار پرس / دو بار تف جوشی، فشردن با سرعت بالا، پرس داغ، پرس ایزواستاتیک داغ، پرس ایزواستاتیک سرد، اکستروژن و آهنگری پودر می‌باشند [7].
 

دلایل گسترش متالورژی پودر
دلایل تمایل به سمت قطعات P/M را می توان به صورت زیر دسته بندی نمود:

فرآیند P/M یک روش با بهره اقتصادی برای تولید قطعات فلزی با شکلی دقیق و نزدیک به شکل نهایی می باشد.
 

فرآیند P/M از جمله روش های جدید تولید، برای بهبود کیفیت محصول و بهره وری آن به شمار می رود.
 

محدود کردن عملیات ثانویه پر هزینه ماشینکاری به دلیل تولید قطعاتی با شکلی نزدیک به شکل نهایی.
 

بهبود بهره وری اقتصادی به واسطه محدود کردن مراحل تولید و امکان فراهم آوردن ویژگی های خاص در قطعات نظیر قابلیت خود روغنکاری و امکان فیلتراسیون کنترل شده در قطعات [1].
 

به کمک فرآیند P/M این امکان وجود دارد که بازده بیش از 97% برای مواد اولیه مصرفی حاصل شود.
 

P/M روشی مناسب برای تولید قطعاتی با نرخ تولید بالا می باشد.
 

P/Mامکان تولید رنج وسیعی از محصولات فلزی را فراهم می آورد؛ مواد متخلخل (فیلترها و یاتاقان های خود روغنکار) ، فلزات سخت (کاربید تنگستن) ، فلزات با نقطه ذوب بالا (فلزات دیرگداز) ، مواد کامپوزیتی، مواد آمورف.
 

امکان تولید قطعاتی با خواص معادل و یا حتی برتر از محصولات مشابه تولید شده از طریق روش های معمول ریختگی و یا آهنگری [8]. به عنوان نمونه در شکل 1-2 برخی از خواص چرخ دنده تولید شده به روش متالورژی پودر با روش معمول تولید مقایسه شده است. همانطور که در شکل دیده می شود استفاده از فرآیند P/M به همراه یک عملیات تکمیلی، سخت کاری سطحی، امکان دسترسی به خواصی برتر از محصول مشابه تولیدی به روش آهنگری و سپس ماشینکاری[3] را فراهم آورده است.
 

 
 
 
شکل 1-2- مقایسه برخی از خواص محصولات P/M با سایر روش های تولید [9].
بنا به دلایل ذکر شده افزایش روز افزون تقاضا برای محصولات متالورژی پودر سبب شده است که صنایع تولید قطعات P/M در شمال آمریکا که شامل شرکت های تولید قطعات معمولی متالورژی پودر و  شرکت های تولید محصولات خاص P/M نظیر سوپر آلیاژها، تولیدات متخلخل، مواد اصطکاکی، ابزارهای برش کاربید تنگستنی و فولادهای ابزار می باشند، فروشی در حدود 5 بلیون دلار در سال داشته باشند. جدول 1-1 میزان رشد محموله های این صنایع را بعد از سال 1996 نشان می دهد [1].
 
جدول 1-1- میزان رشد محموله های صنایع تولید قطعات P/M در شمال آمریکا [1].
 
همانطور که مشهود است در طول سالهای 1992 تا 1994 بازار قطعات تولید شده توسط صنایع تولید قطعات P/M در شمال آمریکا، بزرگترین بازار از نوع خود در دنیا بوده و نرخ رشد 6/18 درصدی را نشان می دهد [1].
 
1-4- متالورژی پودر در صنعت خودروسازی
صنایع خودرو سازی در طی 70 سال گذشته، بیشترین میزان مصرف قطعات متالورژی پودر را به خود اختصاص داده اند. به عنوان نمونه همان طور که در شکل 1-3 نیز نشان داده شده است، می توان اشاره کرد که در اتومبیلهای سواری معمولی در ایالات متحده آمریکا بیش از 43 پوند از قطعات P/M مورد استفاده قرار گرفته است و انتظار می رود در چند سال آینده این میزان با افزایش چشمگیری روبرو    شود [10].
شکل 1-3- میزان مصرف قطعات P/M در خودروهای آمریکایی [10].
 
تکنولوژی متالورژی پودر این امکان را به وجود آورده است تا قطعات اتومبیل از جنس فولادهای        تف جوشی شده،‌ با هزینه تمام شده کمتر، حجم تولیدی زیاد، استفاده بهینه از مواد، صرف کمترین انرژی ممکن برای تولید و دقت ابعادی بسیار زیاد تولید گردند.
با وجود تخلخل ذاتی در قطعات متالورژی پودر، این قطعات نسبت به قطعات مشابه ریخته گری یا آهنگری شده سبک تر می باشند و نهایتا منجر به کاهش وزن اتومبیل خواهند گردید [11]. در کنار سوختهای جایگزین به جای سوختهای فسیلی یکی از اهداف سازندگان خودرو کاهش مصرف اتومبیل ها تا حد سه لیتر برای صدکیلومتر است که برای رسیدن به این هدف کاهش وزن اتومبیل ها به موازات توسعه سیستم موتور و انتقال قدرت ضروری است. با بهره گرفتن از قطعات متالورژی پودر (قطعات فولادی تف جوشی شده) در کنار مواد سبکی مانند تیتانیم، منیزیم، آلومینیوم و پلاستیک های پیشرفته می توان وزن خودروها را کاهش داده و در نهایت باعث کاهش مصرف سوخت خودروها گردید. با استفاده ازتکنولوژی متالورژی پودر، می­توان به دانسیته های متفاوتی بسته به نیازهای کاربردی قطعات دست یافت. بعلاوه، با بهینه‌سازی شرایط تف جوشی، می توان بیشترین نسبت استحکام به وزن را در قطعات متالورژی پودر بدست آورد. تمامی این فاکتورها، گویای این حقیقت هستند که تکنولوژی فولادهای   تف جوشی شده نقش بسیار مهمی در کاهش وزن اتومبیل­ها دارد [12].
 
قطعات P/M در داخل خودرو دارای دو کاربرد اساسی هستند:

کاربردهای موتوری شامل قطعاتی نظیر: پولی ها و چرخ دنده های میل بادامک، میل لنگ، میل اسبک و . شکل1-4.
 
                                          شکل 1-4- قطعات P/Mمورد کاربرد در موتور خودروها [12].
 

کاربردهای انتقال قدرت شامل قطعاتی نظیر: میل دنده های موجود در گیربکس های دستی شکل1-5، [12].
 
شکل 1-5- قطعات P/M مورد استفاده در موارد مربوط به انتقال قدرت [12].
 
از جمله قطعات دیگر مصرفی در خودرو که به روش متالورژی پودر تولید می شوند عبارتند از:
پیستونهای کمک فنر، هادی میله کمک فنر، قرقره دندانه دار، چرخ دنده های حلزونی کوچک، میله اتصال پمپ انژکتور موتور دیزل، تکیه گاه اهرم کنترل انتقال قدرت در اتومبیل سواری، حلقه سنکرو نایز کننده در کامیون، نگهدارنده آئینه داخل اتومبیل، چرخ همزمان کننده، چرخ دنده های پمپ اتومبیل، مجموعه چرخ دنده، شاتون خودرو و.[13].
 

 
شکل 1-6- قفل کننده مخروطی کامیون شرکت اسکانیا که با تکنیکهای متالورژی پودر و آهنگری [4]تولید شده [13]. 

 
شکل 1–7- یوکهای انژکتور[5] کامیون ولو تولید شده به روش فورج (سمت چپ) و متالورژی پودر
(سمت راست) [13].
بنابراین صنایع خودروسازی ایران نیز با توجه به گسترش و نقش روز افزون محصولات پودری تمایل بسیاری برای جایگزینی رنج وسیعی از قطعات مصرفی خودرو های سواری داخلی که به روش های معمول ریخته گری و یا شکل دهی تولید می شوند را، با محصولات مشابه P/M دارا هستند.
 
 
1-5- روش های ساخت قطعات متالورژی پودر
روش های ساخت قطعات متالورژی پودر را می توان به دو گروه اصلی تقسیم کرد؛

روش های معمولی (پرس+ تف جوشی)
 

روش های حصول حداکثر چگالی
 
1-5-1- فرآیند های معمول (پرس+ تف جوشی)
این فرآیند مطابق با گام های نشان داده شده در شکل 1-8 انجام می شود [1].
شکل 1-8- فرآیند معمول (پرس+تف جوشی) [1].
 
در این روش پودر به گونه ای انتخاب می شود تا بتواند محدودیت ها و قید های فرآیند و همچنین نیازهای قطعه نهایی را برطرف سازد. برای مثال: در روش فشردن سرد از پودرهایی با شکل غیر یکنواخت استفاده می شود تا از حصول استحکام کافی و یکنواختی ساختاری در محصول پرس شده اطمینان حاصل شود. از آنجایی که پودر توسط ابزارهای شکل دهنده سخت و با بهره گرفتن از یک حرکت فشاری عمودی فشرده می شود، لذا شکل و ابعاد محصول با قید هایی نظیر گنجایش پرس، تراکم پذیری پودر و سطح چگالی مورد نیاز برای محصول نهایی محدود می شود. برای بسیاری از محصولات متالورژی پودر این محدودیت ها شامل؛ ابعاد قطعه (مساحت سطح متراکم شده) حداکثر cm2 160، ضخامت قطعه حداکثر mm75 و وزن قطعه حداکثر Kg 2/2 می باشد [1].
دو روش معمول فشردن پودر در فرآیندهای معمول (پرس + تف جوشی) به کار می رود:

فشردن سرد در داخل قالب های صلب
 

فشردن گرم
 

Powder Metallurgy
 

Sintering
 

Reference SS92506
 

Forging
 

فصل دوم: بررسی منابع
2-1-گیاهشناسی 5
2-2-ساختمان بوته: 6
2-3- شرایط مناسب رشد 7
2-4- قدمت و منشا 7
2-5-گونه‌‌‌‌‌های مهم جنسAllium 8
2-6- اهمیت پیاز 8
2-6-1-اهمیت اقتصادی – تجاری 8
2-6-2-اهمیت تغذیه ای – بهداشتی 9
2-7-اهداف به نژادی 9
2-8- اهمیت مطالعه منابع ژنتیکی 9
2-9- نشانگر‌‌‌‌‌های ژنتیکی 11
2-9-1-نشانگر‌‌‌‌‌های مورفولوژیک 11
2-9-2-نشانگر‌‌‌‌‌های مولکولی 11
2-10- توالی های تکرار شونده 15
2-11-مقایسه انواع مختلف نشانگر ‌‌‌‌های DNA 15
2-12- ریز ماهواره ها 17
2-12-1-سطح چند شکلی: 18
2-12-2-تکامل ریز ماهواره ها 18
2-12-3-مدل های جهش ریزماهواره ها 19
2-12-4-تشخیص ، فراوانی و توزیع ریز ماهواره ها در ژنوم 20
2-12-5-عمل ریز ماهواره ‌ها 21
2-12-6-مزیت‌‌‌‌‌ها و معایب ریز ماهواره‌‌‌‌‌ها 22
2-13-نشانگر ISSR 23
2-13-1-چند شکلی در ISSR: 23
2-13-3-مزایا و معایب نشانگر ISSR 24
2-14-مروری بر پژوهش‌‌‌‌‌های انجام شده روی تنوع ژنتیکی در پیاز 24
فصل سوم: مواد و روشها
3-1-تهیه نمونه‌ها 27
3-2-استخراج DNA ژنومی 29
3-3-تعیین کمیت و کیفیت DNA 30
3-4-آغازگر های SSR 31
3-4-1-بهینه سازی شرایط واکنش PCR برای آغازگر‌های مورد استفاده 33
3-4-2-انجام واکنش PCR با آغازگر های SSR 33
3-4-3-الکتروفورز محصول PCR روی ژل اکریل آمید (PAGE) 35
3-4-4-تفسیر ژل و تجزیه آماری داده ها 37
3-5-آغازگر های ISSR 38
3-5-1-بهینه سازی واکنش PCR برای آغازگر های ISSR 39
3-5-2-انجام واکنش PCR با آغازگر های ISSR 39
3-5-3-الکترفورز محصول PCR روی ژل آگارز 41
3-5-4-تفسیر و تجزیه آماری داده ها 41
فصل چهارم: نتایج و بحث
4-1-استخراج DNA ژنومی 42
4-2-نشانگر SSR 44
4-2-1-بهینه سازی شرایط واکنش PCR برای جفت آغازگر های SSR 44
4-2-2-الکترفورز محصول PCR روی ژل پلی اکریل آمید 44
4-2-3-نتایج حاصل از استفاده از نشانگر های SSR 45
4-2-4-تجزیه به مولفه های اصلی در نشانگر SSR 58
4-3-نشانگر ISSR 60
4-3-1-بهینه سازی شرایط واکنش PCR برای آغازگر های ISSR 60
4-3-2-الکتروفورز محصول تکثیر شده به وسیله ISSR بر روی ژل آگارز 61
4-3-3-نتایج حاصل از نشانگر ISSR 61
4-3-4-تجزیه به مولفه های اصلی در ISSR 73
4-4- بررسی نتایج حاصل از ادغام دو نشانگر SSR و ISSR 75
4-4-1-تجزیه به مولفه های اصلی در ادغام دو نشانگر SSR و ISSR 77
فصل پنجم: نتیجه گیری کلی و پیشنهادها
5-1-نتیجه گیری کلی 79
5-2- پیشنهاد ها 81
 

فصل اول
مقدمه
1-1-اهمیت و اهداف کار
تنوع گیاهی به مرور زمان در اثر تفاوت در اقلیم، جغرافیا وتلاقی طبیعی بین گیاهان ایجاد شده است. کشاورزان نیز با جا به جا نمودن بذر گیاه و کاشت آن در محیطی جدید و انتخاب گیا‌‌‌‌هانی با خصوصیات مورد نظر باعث ایجاد تفاوت بین گیا‌‌‌‌هان و اجداد مادریشان شده‌اند. این ژنوتیپ‌‌‌‌‌های متفاوت به دلیل سازگاری به عوامل محیطی و همچنین داشتن ژن‌‌‌‌های مقاومت به بیماری‌‌‌‌‌ها از اهمیت زیادی برخوردارند، ولی در سال‌‌‌‌های اخیر به دلیل افزایش سطح زیر کشت ارقام وارداتی اصلاح شده، از بین رفتن زمین‌‌‌‌های کشاورزی و ماشینی شدن آن، تنوع وسیع توده های بومی مورد تهدید قرار گرفته است. در حالی که کشور‌‌‌‌‌های پیشرفته با پی بردن به اهمیت ارقام بومی در تلاش هستند به ذخایر توارثی بومی و محلی در تمام کره خاکی دسترسی داشته باشند تا از حداکثر تنوع موجود در جهت اصلاح استفاده نمایند، لذا افزایش تلاش برای شناخت ارقام بومی کشور ضروری به نظر می‌رسد [3]. مطالعه تنوع ژنتیکی فرایندی است که تفاوت‌‌‌‌‌های بین افراد،جمعیت‌‌‌‌ها یا گروه‌‌‌‌‌ها بر اساس داده‌‌‌‌‌های حاصل از ارزیابی صفات مختلف با بهره گرفتن از روش‌‌‌‌های آماری خاص بررسی می‌شود. از کاربرد‌‌‌‌های بررسی تنوع ژنتیکی در گیا‌‌‌‌هان به تعیین روابط ژنتیکی ژنوتیپ‌‌‌‌‌ها، مطالعه ژنتیک جمعیت، مطالعه و حفاظت ژنتیکی ذخایر ژرم پلاسمی می‌توان اشاره کرد [9]. با گسترش زراعت پیاز در محیط‌‌‌‌‌ها و شرایط آب و هوایی جدید، جوامعی انتخاب گردیدند که از نظر شکل، رنگ، بو و قابلیت انبار داری تفاوت داشتند. اینکه تنوع مشاهده شده، زمینه ژنتیکی متفاوت را نشان می‌دهد و یا انتخاب توسط بشر این تنوع را افزایش داده است بررسی دقیقی نشده است. علیرغم اهمیت اقتصادی، کاربرد وسیع و مزایای بالقوه بهداشتی پیاز، مطالعات محدودی درباره فیلوژنی این گیاه صورت گرفته است [4].
مجموعه‌‌‌‌‌های ژرم پلاسم پیاز، در بسیاری از کشور‌‌‌‌‌ها از جمله ایالت متحده آمریکا، اتحادیه اروپا،ژاپن و فلسطین اشغالی نگهداری می‌شوند. شناسایی و تعیین مشخصات اجداد پیاز بسیار مهم می‌باشد به ویژه اینکه، زیستگاه‌‌‌‌‌های برخی از گونه‌‌‌‌‌های وحشی پیاز در حال تهدید و نابودی است. پس از تعیین مشخصات، گونه‌‌‌‌‌های بسیار نزدیک پیاز وحشی با انواع اهلی باید جمع آوری و در مجموعه‌‌‌‌‌های ژرم پلاسم نگهداری شوند. این منبع ژنی ثانویه ممکن است منبع صفاتی نظیر مقاومت به بیماری‌‌‌‌‌ها باشد که در ایجاد ارقام و دورگه‌‌‌‌‌های جدید حائز اهمیت هستند [4].
از آنجایی که اساس هر برنامه اصلاحی شناخت دقیق مواد گیاهی و آگاهی ازسطح تنوع ژنتیکی موجود می‌باشد، استفاده از روش‌‌‌‌‌های که امکان ارزیابی دقیق را در مراحل مختلف رشد و نمو فراهم آورده و شناسایی دقیق ژنوتیپ ها را امکان پذیر سازند دارای اهمیت است. نشانگر‌‌‌‌‌های فنوتیپی و بیوشیمیایی به دلیل تاثیر پذیری از شرایط محیطی، مرحله رشدی و محدود بودن تعداد آن‌‌‌‌ها و همچنین به دلیل عدم در دسترس بودن ابزار‌‌‌‌‌های مناسب برای اندازه گیری دقیق آن‌‌‌‌ها از کارائی محدودی برخودار هستند [8]. در سال‌‌‌‌های اخیر با پیشرفت در زمینه ژنتیک مولکولی و تکنولوژی نشانگر‌‌‌‌‌های مولکولی، استفاده از این نشانگر‌‌‌‌‌ها به عنوان ابزار‌‌‌‌‌های کارا و مکمل به منظور بررسی تنوع ژنتیکی و روابط بین افراد، به طور چشمگیری افزایش یافته است. در این راستا بهترین و مناسب ترین نوع نشانگر‌‌‌‌‌ها، نشانگر‌‌‌‌های DNA هستند که تفاوت و تنوع افراد را در سطح ماده ژنتیکی یعنی DNA نشان می‌دهند [9]. در این میان نشانگر‌‌‌‌‌های ریز ماهواره به علت طبیعت هم‌بارز، چند شکلی و فراوانی آللی بالا و همچنین فراوانی زیاد در ژنوم موجودات، به عنوان ابزار قدرتمندی در تعیین سطح تنوع ژنتیکی و مطالعه آن می‌باشند [67]. همچنین نشانگر ISSR به دلیل هزینه پایین، سهولت کار وچند شکلی بالا نشانگری مناسب برای بررسی تنوع ژنتیکی می‌باشد [65]. با توجه به موارد ذکر شده این تحقیق با اهداف زیر انجام شده است:

گروه بندی توده ‌‌‌‌های بومی پیاز با توجه به ارتباط ژنتیکی و میزان تشابه
مطالعه تنوع ژنتیکی درون و بین توده ‌‌‌‌های بومی
مقایسه توده ‌‌‌‌های بومی ایران با برخی از ارقام خارجی
تعداد صفحه : 89
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد
و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می شود.
پشتیبانی سایت :        ****       asa.goharii@gmail.com
در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل

فصل اول
 

مقدمه و اهداف
 

مقدمه
 

تراکم خاک به فرایندی گفته می­شود که سبب افزایش چگالی ظاهری خاک شده و موجب کاهش حجم و پیوستگی منافذ، کاهش نفوذپذیری آبی و هوایی خاک، افزایش مقاومت مکانیکی خاک و تغییر در پیکره[1] خاک می­شود. تراکم خاک می ­تواند در اثر: 1) ویژگی­های ذاتی مربوط به پیدایش و تکامل خاک، 2) انقباض طبیعی در اثر خشک­شدن، 3) آبیاری سطحی که موجب باز­شدن کلوخه­ها و خاک­دانه­های ناپایدار خاک شده و موقعیت ذرات را نسبت به یکدیگر تغییر می­دهد، 4) تحکیم بخشی موضعی و تراکم طبیعی و مجدد خاک در طول فصل زراعی و 5) عبور تراکتور و سایر ماشین­های کشاورزی روی و یا در خاک به ویژه در حالتی که مقاومت مکانیکی خاک به علت زیاد­بودن مقدار رطوبت خاک کم بوده و امکان صدمه به ساختمان خاک وجود دارد، ایجاد شود [].
وقتی خاک متراکم می­شود، تغییراتی در خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک، مثل ساختمان، حجم، اندازه و پیوستگی منافذ، قوام خاک (چسبندگی و دگر چسبی) به وجود می­آید که نقش مهمی را در توسعه و رشد ریشه گیاهان بازی می­ کنند []. تراکم خاک باعث تخریب ساختمان خاک، کاهش نفوذ پذیری آب و هوا و بالاخره کاهش عملکرد زراعی می­گردد. [].
تراکم خاک ایجاد شده در لایه­های زیرین را می­توان با عملیات زیرشکن­زنی (Subsoiling) اصلاح کرد []. شکافتن خاک متراکم شده توسط یک عمیق­کار مرسوم (زیرشکن) در عمق مورد نظر، نیازمند نیروی کششی بالا وهمچنین باعث افزایش مصرف سوخت، افزایش استهلاک ابزار خاک­ورز وتولید کلوخه­های بزرک می­شود []. همچنین در صورتی­که ابزار خاک­ورز عمقی (زیرشکن) زیر عمق بحرانی (عمقی که در زیر آن خاک به­جای حرکت به بالا و کاهش در چگالی ظاهری آن، تمایل به حرکت به سمت جلو و کناره­ها داشته و در نتیجه افزایش در حجم به­هم خوردگی در خاک مشاهده نمی­ شود) کار ­کند، مقدار جحم به­هم خوردشدگی آن ناچیز و عملیات خاک­ورزی عمیق ناموثر می­شود[]
ازجمله روش­های استفاده شده برای کاهش مقاومت ویژه ابزار خاک­ورز عمیق­کار وکاهش اندازه کلوخه­های ایجاد شده، باله­ها به ابزار عمیق­کار و استفاده از ابزار خاک­ورز در عمق کمترو در جلوی ابزار عمیق­کار نصب می­باشد. گادوین واسپور (1987) گزارش نمودند که اضافه کردن باله (wing) به ابزار عمیق­کار و استفاده از ابزار سطحی­کار (Shallow leading tine) در جلوی ابزار خاک­ورز عمیق­کار (زیرشکن) می ­تواند منجر به افزایش حجم به­هم­خوردگی و آرایش موثرتر قطعات خاک در عمق، کاهش مقاومت ویژه و افزایش عمق بحرانی ابزار عمیق­کار گردد (گادوین واسپور، 1987).
گادوین واسپور )1977( گزارش کردند که در دو سطح­کار با آرایش زیگزاگ، عمق بهینه برای ابزار­های جلویی، برابر عمق ابزار عقبی، فاصله­ی عرضی بهینه برای دو سطحی­کار ، 5/2 برابر عمق ابزار عقبی و فاصله­ی طولی بهینه، بین ابزار جلویی و عقبی، بزرگ­تر یا مساوی 5/1 برابر عمق ابزار عقبی می­باشد[]. گادوین و اسپور (1984)، گزارش کردند که هنگامی که یک سطحی­کار به صورت هم­راستا در جلوی یک عمیق­کار استفاده شود، مقاومت کششی مورد نیاز افزایش می­یابد و این افزایش در مقاومت کششی زمانی ماکزیمم می­شود که عمق ابزار سطحی­کار، نصف عمق ابزار عمیق­کار باشد []. در به کارگیری ابزار­های چند سطح­کار، حمزه و همکاران (2011) گزارش نموداند که متصل کردن بیش از یک ابزار سطحی­کار در جلوی ابزار اصلی به صورت هم­راستا تاثیر معنی­داری در کاهش نیروی کشش نداشت []. در تعیین عمق مطلوب ابزار سطحیکار که در جلوی عمیق­کار (که در آن نسبت خاک به­هم­خورده به نیروی لازم بیش­ترین مقدار باشد) در یک آرایش دو سطح­کار هم­راستا کار می­ کند، کاسیسیرا و همکاران (2005) گزارش دادند که برای بهینه کردن انرژی مورد نیاز، مطلوب­ترین عمق برای ابزار جلویی (سطحی­کار) ، زمانی به­دست می­آید که عمقی برابر با 80% عمق ابزار عقبی(عمیق­کار) داشته باشد [].
حمزه و همکاران (2011) که عملکرد ابزار دو و سه سطح­کار را با ابزار یک سطح­کار در بازه عمق­های 10، 20 و 30 سانتی­متری در یک خاک رسی مقایسه نمودند؛ نتیجه گرفتند سه­سطح­کار، علاوه بر کاهش مقاومت کششی، کلوخه های بسیار کوچکتر ایجاد و امکان خاک­ورزی در بازه رطوبتی بیشتر را ممکن می­سازند. آنها موثرترین پیکربندی را دوسطح­کار پیشنهاد کردند که در آن، ابزار سطحی­کار در عمقی حدود ½ تا ⅓ عمق ابزار عمیق­کار قرار داشته باشد [].
پژوهش در خصوص استفاده از چندسطح­کارها به منظور خاک­ورزی عمیق در دنیا و به­ویژه ایران نادر است، لذا در این پژوهش سعی شد عملکرد یک زیرشکن باله­دار (یک­ سطح­کار) با دو سطح­کار و سه سطح­کار ازمنظر مقاومت ویژه و درجه خردشدگی خاک با هم مقایسه شود.

اهداف
 

مقایسه پارامتر­های عملکردی ( مقاومت کششی، سطح مقطع خاک به­هم­خورده، مقاومت ویژه، سطح مقطع بالاآمدگی خاک، قطر متوسط وزنی کلوخه­ای و درصد کاهش چگالی ظاهری خاک پس از عملیات خاک­ورزی) یک عمیق­کار سه سطح­کار در دو آرایش هم­راستا و زیگزاگ با یک عمیق­کار یک و دهسطح­کار در عملیات خاک­ورزی عمیق و
 

مقایسه پارامتر­های عملکردی یک دو سطح­کار با دو آرایش هم­راستا و زیگزاگ با تک سطح­کار در عملیات خاک­ورزی سطحی.
 
 

فصل دوم
 

بررسی منابع
 

2-1- روش­های خاک­ورزی
 

خاک­ورزی عبارت است از به­هم­خوردگی فیزیکی خاک و از بین بردن فشردگی خاک در لایه­های سطحی و عمقی به منظور تهیه بستر ریشه و بذر ، افزایش سرعت نفوذ آب، هوا و ریشه در خاک و کنترل علف­های هرز []. اهداف خاک­ورزی عبارتند از: 1) تهیه محیطی مناسب جهت جوانه زدن بذر و سر از خاک در آوردن گیاهچه، رشد و توسعه ریشه، 2) کنترل علف­های هرز، 3) مدیریت بقایای گیاهی جهت کنترل فرسایش خاک و 4) افزایش نفوذپذیری آب به خاک می­باشد []. در واقع عملیات خاک ­رزی مناسب، موجب بهبود ساختمان خاک، افزایش خلل و فرج، توزیع بهتر خاک­دانه­ها و نهایتاً اصلاح ویژگی­های فیزیکی خاک می­شود []. اجرای مناسب عملیات خاک­ورزی از دو جنبه حائز اهمیت است. نخست آن­که عملیات خاک­ورزی در بین مجموعه عملیات زراعی به عنوان انرژی­بر­ترین عملیات شناخته شده است. دوم آن­که عملکرد و کیفیت محصول نهایی نیز تا حد زیادی تابع کیفیت انجام عملیات خاک ورزی می­باشد [].انواع سامانه­های خاک ورزی را می­توان به خاک ورزی مرسوم[2] و خاک ورزی حفاظتی تقسیم نمود. در سامانه­های خاک­ورزی مرسوم، انجام عملیات می ­تواند به دو بخش اولیه و ثانویه تقسیم شود.
خاک­ورزی از جمله عوامل مدیریتی مهمی است که می ­تواند موجب تخریب یا بهبود ساختمان خاک شود. روش معمول خاک­ورزی با حداکثر به­هم خوردگی خاک با بهره گرفتن از ادوات خاک­ورز نظیر گاوآهن برگرداندار و دیسک، طی چند مرحله موجب به­هم خوردن ساختمان طبیعی خاک سطحی می­گردد []. گاوآهن برگرداندار معمولا برای مدفون کردن بقایا، علف­های هرز، کود­های دامی و بهبود شرایط فیزیکی خاک استفاده می­شود []. استفاده از گاوآهن برگرداندار برای عملیات خاک­ورزی، نیاز به زمان و انرژی زیاد دارد. در دهه­های 1980-1970، تحول چشمگیری در مفهوم نیاز به خاک­ورزی برای تولید محصولات زراعی به وجود آمد. به همین لحاظ سامانه­های خاک­ورزی حفاظتی از جمله کم­خاک ورزی، بدون خاک ورزی و ورز-کاشت مورد توجه قرار گرفت []. لال و همکاران (1994) تغییرات زیادی در خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک، پس از 28 سال اعمال روش بی‏خاک­ورزی از جمله بهبود در وضعیت دانه‏بندی، مواد­­آلی و نفوذ آب در خاک گزارش کردند[]. مالی و اوسولیوان (1990) دریافتند که پس از 5 سال اعمال تیمار بی‏خاک­ورزی مقاومت به نفوذ در خاک سطحی نسبت به تیمار با خاک­ورزی مرسوم افزایش پیدا کرد ولی تاثیر زیادی بر عمق‏های پایین‏تر خاک نگذاشت []. بررسی‏های یالسین و همکاران (2005) نشان داد کشت مستقیم بهترین نتیجه را از نظر مصرف سوخت و راندمان خاک­ورزی با 9/8 لیتر در هکتار و 25/1 هکتار در ساعت در مقایسه با خاک­ورزی مرسوم و حداقل خاک­ورزی بدست می‏دهد؛ اگر چه خاک­ورزی مرسوم بستر بذر خوب و بدون علف هرز و عملکرد خوب را تهیه می‏کند اما کشت مستقیم تقریبا 6 برابر مصرف سوخت و 4 برابر زمان عملیات را کاهش داد []. چهار روش تهیه بستر بذر و کاشت گندم آبی توسط همت (1375) در منطقه اصفهان انجام گردید. این روش‏ها شامل دیسک­زدن بعد از شخم و کاشت با خطی­کار غلات، خاک­ورزی با خاک­ورز دوار (روتیواتور)، ورز-کاشت و بی‏خاک­ورزی بود. نتایج نشان داد که روش دیسک زدن، به طور معنی‏داری بیش­ترین درصد سبز نهایی و بیش­ترین شاخص سرعت سبزشدن را داشت و روش بی‏خاک­ورزی به طور معنی‏داری کمتر از روش دیسک زدن بود. روش ورز-کاشت به طور معنی‏داری دارای کم­ترین درصد سبز نهایی بذر و شاخص سرعت سبز شدن بود [].

2-1-1- خاک­ورزی اولیه[3]
 

خاک­ورزی اولیه خاک را برش داده و خرد می­ کند و سطح خاک را خشن و ناهموار­تر رها می­ کند. بقایای گیاهی ممکن است با برگردان کردن دفن شوند و یا با لایه­های خاک مخلوط شوند یا اساساً دست نخورده رها گردند. معمولا در خاک­ورزی اولیه از ابزار­هایی مانند گاوآهن برگرداندار، گاوآهن قلمی یا چیزل ،پنجه غازی عریض، دیسکو دیگر ابزار های­مشابه استفاده می­شود [].

2-1-2- خاک­ورزی ثانویه[4]
 

پس از شخم، در عمقی معمولا برابر با عمق خاک­ورزی کلوخه می­شود. بستر بذر در صورتی آماده خواهد شد که کلوخه­های سطحی در عمق کم­تر ( حدود نصف) از عمق شخم، شکسته شوند و در صورت لزوم لایه­ی سطحی خاک تثبیت شود []. خاک­ورزی ثانویه برای تهیه بستر بذر انجام می­شود. ضمناً از ادوات خاک­ورزی ثانویه جهت از بین بردن علف­های هرز، مخلوط کردن بقایای گیاهی وعلف­کش­ها با خاک استفاده می­شود [].

2-2- تراکم خاک
 

تراکم خاک کاهش در حجم منافذ خاک و بازآرایی در ذرات خاک است که در اثر پدیده های طبیعی و عوامل خارجی (تردد تراکتور روی سطح خاک و توسط ابزارهای مکانیکی در داخل خاک) ایجاد می شود. زمانی خاک به عنوان یک خاک متراکم مطرح می شود که تخلخل در آن به حدی کم باشد که تهویه در خاک به سختی اتفاق افتد و یا خاک سفت است و منافذ آن ، آنقدر کوچک هستند که از نفوذ ریشه ممانعت می کنند ونفوذپذیری آب به خاک و زهکشی خوبی اتفاق نمی افتد []. تاثیر زیان­آور تراکم زیاد خاک ، به­صورت افزایش فرسایش، کاهش بازده محصولات، افزایش انرژی مورد نیاز در خاک­ورزی و صدمات محیطی دیده می شود []. تراکم خاک یکی از معضلات موجود در کشت محصولات کشاورزی می­باشد که به دلایل مختلفی این اثر در خاک­های کشاورزی ظاهر می­شود. یکی از عوامل، تراکم خاک زیرین ناشی از وزن خاک بالایی می­باشد که به صورت طبیعی ایجاد می­شود[]. از دیگر عوامل تراکم خاک، تردد ماشین­های مدرن و سنگین در خاک­های تر ، استفاده بیش از حد از خاک بدون آیش­گذاری و رعایت نناوب زراعی و چراندن بیش از حد حیوانات [].در خاک­های متراکم، منافذ بزرگ، که موثرترین عامل در حرکت آب وگاز در خاک می­باشند، کاهش می­یابند و بنابراین توانایی خاک برای انتقال آب کاهش می­یابد ودر کل تبادل گازی خاک محدود می­شود []. تراکم خاک همچنین استحکام خاک را افزایش می­دهد ودر نتیجه باعث به تاخیرافتادن رشد ریشه می­شود [].
هنگامی که خاک متراکم شده باشد، برای حرکت ریشه درون خاک، عملیات خاک­ورزی برای از بین بردن و مدیریت تراکم خاک ممکن است ضروری باشد. خاک­ورزی بیش­تر از عمق 350 میلی­متری را عملیات زیرشکن­زنی (subsoiling) می­نامند. اگر چه عملیات خاک­ورزی برای چند هزار سال به منظور نرم کردن خاک سطحی استفاده می­شد، عملیات زیر شکن زنی، تقریبا یک عملیات جدیدی محسوب می­شود که فقط از زمانی که تجهیزات کشاورزی به دلیل وزن زیاد و تردد زیادشان خاک را به شدت متراکم کرده­اند، استفاده می­شود. تا قبل از قرن 20 ،توانایی خاک­ورزی در اعماق زیاد به دلیل نبود نیروی کشنده، امکان نداشت. اخیرا عملیات زیرشکن زنی، در سراسر جهان رواج پیدا کرده است. خاک­های زیادی به عملیات زیرشکن­زنی پاسخ مثبت دادند و وضعیت تراکم خاک بهبود پیدا کرده است. ابزار­هایی که برای خاک­ورزی استفاده می­شود محدوده­ وسیعی دارند و در نتیجه از نظر توانایی نفوذ در خاک، نیروی کششی مورد نیاز، سطح مقطع خاک به هم خورده متفاوت می باشند. به هر حال عملیات زیرشکن­زنی یک عملیات پر هزینه می­باشد که بایستی به صورت درست انجام شود تا بیش­ترین فایده را داشته باشد [].
شاخص مخروطی ، قابل قبول­ترین معیار برای اندازه گیری تراکم خاک می باشد که برای تخمین زدن این که ریشه توانایی حرکت در خاک را دارد یاخیر،استفاده می شود . شاخص مخروطی با زاویه­ی مخروط 30 درجه به منظور تخمین این نیرو استاندارد شده است . اگر مقدار­های شاخص مخروطی نزدیک 5/1 تا 2 مگا پاسکال باشد بدین معنی است که ریشه برای حرکت در خاک با محدودیت رو به رو شده است [].
نکته­ی حائز اهمیت دیگر این است که باید توجه داشت که این عملیات در رطوبت مناسب انجام شود. حد خمیری ،معیاری برای تشخیص بهترین وضعیت خاک برای خاک­ورزی می باشد [].در برخی از خاک­ها که از بین بردن تراکم خاک لازم نیست، با عملیات زیرشکن­زنی افزایشی در محصول ایجاد نمی­ شود. همچنین زیرشکن­زنی، هنگامی که آبیاری در دسترس باشد، افزایش در محصول ایجاد نمی­کند [].
خاکی که با عملیات زیرشکن زنی تراکم آن از بین رفته است، ممکن است که با رفت و آمد در همان منطقه دوباره خاک متراک شود. محققان نشان دادند که دوبار تردد تراکتور روی یک خاک، باعث می­شود که به وضعیت تراکم خاک به حالت قبل از عملیات زیرشکن­زنی برگردد [].اگر تردد کنترل شود، مزایای عملیات زیرشکن زنی میتواند طولانی مدت و برای رشد محصولات سودمند باشد [].
زیرشکن­ها برای به­هم­زدن خاک در عمق بیش­تر از عمق کاری وسایل خاک­ورزی مرسوم و برای شکستن لایه ­ی سخت خاک که نتیجه­ی تراکم ناشی از تردد ماشین­آلات سنگین و همچنین عملیات مکرر خاک­ورزی در یک عمق سطحی می­باشد، استفاده می­شود. بنابراین، آن­ها باید دارای یک ساق محکم باشند تا بتوانند در عمق 45 تا 75 سانتی­متر و یا حتی بیش­تر، کار کنند []. استفاده از زیرشکن باعث نفوذ پذیری خاک نسبت به رطوبت و ریشه­ها می­شود و افزایش محصول ناشی از کاربرد صحیح آن 50 تا 400 درصد گزارش شده است []. هر ابزار عمیق­کار دارای یک عمق بحرانی است که اگر عمق کار آن بیشتر از آن (زیر عمق بحرانی) باشد؛ به­هم خوردگی خاک اتفاق نمی افتد ولی مقاومت کششی ابزار به مقدار زیادی افزایش می­یابد. بنابراین، برای بهینه کردن عملیات خاک­ورزی عمیق باید از راه­کارهایی که می­توان عمق بحرانی را افزایش داد، استفاده نمود.

2-3- مقاومت کششی، سطح مقطع خاک به هم خورده و مقاومت ویژه
 

اندازه ­گیری مقاومت کششی و توان مورد نیاز یک ابزار خاک­ورز برای تعیین نوع و اندازه تراکتور جهت استفاده از آن ابزار بسیار مهم می­باشد[]. ازآنجا که کاهش مقاومت کششی ابزار­های خاک­ورز همواره یکی از جنبه­های مهم عملیات خاک­ورزی می­باشد؛ بهینه سازی ادوات به­منظور کاهش مقاومت کششی از اهمیت بالایی برخوردار است [].
توان کششی مورد نیاز ابزار خاک­ورز تابعی از ویژگی­های خاک، هندسه ابزار، عمق کار و سرعت پیشروی ابزار می­باشد []. عوامل متعددی بر نحوه عملکرد ابزار­های خاک­ورز موثر اند. میزان مصرف انرژی و نیروی مورد نیاز جهت حرکت یک وسیله ابزار خاک­ورز در خاک تابعی از متغیر­هایی نظیر شکل هندسی تیغه، نحوه حرکت تیغه در خاک و شرایط اولیه خاک می­باشد []. رطوبت اولیه خاک، سرعت پیشروی، عمق و عرض کار تیغه و نیز زاویه حمله و تمایل تیغه نیز از جمله عواملی هستند که بر عملکرد برش و جابجایی خاک موثر می­باشد [].
زاویه حمله ابزار خاک­ورز یکی از عوامل موثر بر مقاومت کششی ادوات خاک­ورز به حساب می­آید. تحقیقات نشان داده که چنان­چه زاویه حمله تیغه ادوات خاک­ورز کوچک­تر باشد (تا زاویه 5/67 درجه)، نفوذ وسیله به داخل خاک راحت­تر صورت می­گیرد []. مک کیز و ماسوار (1997) تأثیر پارامترهای هندسی ابزار خاک ورز بر مقاومت کششی، خرد شدگی و برش خاک را مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان داد که زاویه حمله، عرض تیغه و عمق کار بر مقاومت کششی تأثیر معنی­داری داشت. با افزایش زاویه حمله از 30 به 90 درجه مقاومت کششی افزایش یافت و با افزایش دو برابری عرض کار، مقاومت کششی 35 درصد افزایش یافت []. آلوکو و سیج (2000) تأثیر زاویه حمله بر نوع و ویژگی های شکست خاک در جلوی تیغه پهن را بررسی نمودند. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه حمله تیغه، سطح تماس بین خاک و فلز افزایش یافت که موجب افزایش مقاومت کششی شد [].
زونه (1956) فرایند بریدن ، خرد­شدن ، شتاب­یافتن و بالابری خاک توسط یک تیغه صلب را مطالعه نمود و نتیجه گرفت حدود 60 درصد مقاومت موجود در برابر حرکت تیغه در خاک به علت اصطکاک بین خاک و تیغه واصطکاک داخلی خاک است [].
شکافتن خاک متراکم شده توسط یک عمیق­کار مرسوم در عمق مورد نظر، نیازمند نیروی کششی بالا و همچنین باعث افزایش مصرف سوخت، افزایش استهلاک وتولید کلوخه­های بزرک می­شود []. بررسی ولف و گارنر []. درمورد انرژی لازم برای خاک­ورزی در سه عمق مختلف در خاک­های لوم شنی، حاکی از این است که عمق زیرشکن­زنی اثر معنی­داری بر مقاومت کششی و انرژی مکانیکی لازم برای خاک­ورزی دارد. در آزمایش­های آنها، وقتی که عمق از mm280 به mm440 تغییر نمود، مقاومت کششی برای هر شاخه زیرشکن از kN 5/2 به kN2/6 افزایش یافت []. دربررسی اثرشکل زیرشکن، اسمیت و ویلفورد )1988( گزارش نمودند که مقاومت کششی زیرشکن نوع پارابولیک، کمتر از زیر­شکن معمولی یا تریپلیکس بود و بیش­ترین نیروی عمودی (پایین­سو ) و کم­ترین مقدار لغزش چرخ­ها مربوط به زیرشکن پارابولیک بود []. پاین و تانر (1959) در تحقیقی جامع، اثر تغییر زاویه حمله زیرشکنمرسوم[5] را بر مقاومت کششی و سطح مقطع به­هم خورده خاک مورد بررسی قرار دادند. افزایش زاویه حمله از 20 به 60 درجه بطور معنی­دار موجب افزایش مقاومت کششی گردید؛ اما سطح مقطع به­هم خورده خاک تغییر معنی­داری نداشت [].گادوین (2007) مطابق با شکل (2-1)