Uma máquina de gerenciamento de resíduos para cortar resíduos de arroz em campo de arroz de colheita combinada

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 5077 (2023) Citar este artigo

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Hoje em dia, as colheitadeiras são o dispositivo mais utilizado para a colheita; como resultado, uma grande quantidade de material vegetal e resíduo da colheita é concentrada em uma faixa estreita de material vegetal que sai da colheitadeira, desafiando a tarefa de gerenciamento de resíduos. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma máquina de gerenciamento de resíduos de colheita que pode cortar resíduos de arroz e misturá-los com o solo do campo de arroz colhido combinado. Para tanto, duas unidades importantes são acopladas à máquina desenvolvida: as unidades de picagem e de incorporação. O trator opera esta máquina como fonte principal, com uma faixa de potência de cerca de 55,95 kW. Os quatro parâmetros independentes selecionados para o estudo foram velocidade de rotação (R1 = 900 e R2 = 1100 rpm), velocidade de avanço (F1 = 2,1 e F2 = 3,0 Kmph), ajuste horizontal (H1 = 550 e H2 = 650 mm) e ajuste vertical ajuste (V1 = 100 e V2 = 200 mm) entre o eixo do picador de palha e o eixo do rotador e seu efeito foi encontrado na eficiência de incorporação, eficiência de trituração e redução do tamanho da palha de resíduos de arroz picados. A incorporação de resíduos e a eficiência de trituração foram maiores nos arranjos V1H2F1R2 (95,31%) e V1H2F1R2 (61,92%). A redução da palha de resíduo de arroz picado foi registrada no máximo em V1H2F2R2 (40,58%). Portanto, este estudo conclui que a máquina de gerenciamento de resíduos desenvolvida com algumas modificações na transmissão de energia pode ser sugerida aos agricultores para superar a questão dos resíduos de arroz em arrozais de colheita combinada.

A colheita da colheita produziu palha como subproduto durante séculos, tornando-a um importante recurso agrícola1. Apesar de seus recursos naturais, a palha após a colheita é de imenso valor como um melhorador de fertilidade e estrutura do solo2. O segundo princípio da agricultura de conservação é a retenção de resíduos, que contribui para a saúde do solo, reduz a erosão do solo e melhora o teor de umidade do solo, melhorando o conteúdo orgânico do solo, aumentando assim o rendimento das culturas e o uso de energia3. Vários fatores influenciam a retenção de resíduos no campo, incluindo culturas, solo, clima, declive e práticas de gerenciamento de resíduos.

Houve um tremendo aumento nos rendimentos das principais safras de 1949–50 a 2017–18. Foi cerca de 379,8% no arroz com casca, 1460,4% no trigo, 1337,6% no milho, 209,9% nas leguminosas, 388,7% nas oleaginosas e 669,3% na cana-de-açúcar4. A maioria dos resíduos das colheitas são queimados nos campos, em vez de serem usados ​​para alimentar animais, fazer composto nutricional ou plantar cogumelos, embora possam ser transformados em bioenergia para abastecimento e desenvolvimento rural5,6. Existe uma correspondência direta entre a produtividade das culturas e a disponibilidade de energia na produção agrícola. Aproximadamente 371 milhões de toneladas de resíduos de colheita são produzidos na Índia a cada ano, dos quais os resíduos de trigo representam 27-36% e os resíduos de arroz representam 51-57%7,8. Na região noroeste (NW) da Índia, ou seja, Punjab, Haryana e Uttar Pradesh, os resíduos de arrozais são queimados in situ, que é outra prática de manejo comum. A queima de resíduos contribui com até 20% do orçamento de emissões da queima de resíduos agrícolas no noroeste da Índia9. Cada tonelada de palha (arroz e trigo) na queima libera 3 kg de uma determinada matéria, 60 kg de CO, 1460 kg de CO2, 199 kg de cinzas e 2 kg de SO210, causando significativo aquecimento global e chuva ácida. E cerca de 32 a 67% do peso da palha e 27 a 73% do nitrogênio são perdidos devido à queima1,11. Prevê-se que a queima de palha de arroz e trigo na Índia em 2000 emita 110, 2306, 2 e 84 gigagramas (Gg) de CH4, CO e NOx, respectivamente12. Assim, o país deve aprimorar a mecanização agrícola para produção de alimentos e qualidade de vida. Em muitas práticas agrícolas, os custos de produção são bastante altos devido à intensidade do trabalho que envolve diferentes aspectos das operações agrícolas. Em contraste, a participação das fontes mecânicas e elétricas aumentou de 7% para aproximadamente 90% no mesmo período. Na agricultura indiana, há uma preponderância de pequenas propriedades operacionais empregadas principalmente para operações agrícolas; isso significa que será necessária a consolidação do latifúndio para colher os benefícios da mecanização agrícola13.