GIS applications in soil data analysis

S.S.Ramakrishnan¹ and Prof.V.Guruswamy²
Sr. Lecturer in Civil Engg.¹, Honorary professor²
Center for GIS Applications, Anna University,
Chennai 6000025, India


Abstract
Soil survey is an integral part of an effective agricultural research and advisory program. It provides complete information about soils and is an inventory of the soil resource of the area. It gives the information needed for planning landuse and soil management programs. In Tamil Nadu Soil survey is being conducted by "Soil Survey and Landuse Organization," Coimbatore. The Soil survey reports are available for the users. This paper explains the use of GIS in storage, retrieval and visualization of soil data. If the soil information is available in GIS and maintained by an organization like" Soil Survey and Land use Organization," then many professionals could access the information for development purposes. Minjur and Panchetty area, part of Chennai basin, situated in the northern part of the Chennai City is taken for the present study. It lies within the Latitude of 13 ° 13' 00" N to 13° 25' 00" N and Longitude of 80° 05' 00" E. to 80° 20 ' 00"E and has a length of 28 km in the East West direction 26 km in the North South direction. The study area is 496 sq. km in extent. A soil survey of the study area was conducted during 81-82, by the soil survey and land use organization, Coimbatore. The soil survey report (Report no.59 Soil survey and land use organization.1985) and field samples were used to create a database on soil characteristics. The soil survey report is based on low intensity survey however, it can be used for many planning purposes and hence, it is used to demonstrate the usefulness of GIS in analysis and interpretation of soil data. GIS software Arc/info and Arcview are used to create the soil database. The attribute data of the soils are depth, texture, drainage, pH, salinity and alkalinity conditions, run off, erosion etc. The attribute data are linked with spatial data. Hence, linking spatial aspect of the soils with non-spatial characteristics forms the soil model. The necessary information and thematic maps could be easily generated using the model. Some applications are explained in this paper. The usefulness of the GIS will be enhanced if these capabilities are operated through the Internet.

Introduction
Soil survey is an integral part of an effective agricultural research and advisory program. It provides complete information about soils and is an inventory of the soil resource of the area. It gives the information needed for planning land use and soil management programs. In Tamil Nadu soil survey is being conducted by Soil Survey and Land use Organization, Coimbatore. The soil survey reports are available in for the users. This paper explains the use of GIS in accessing soil information and interpreted maps. If the soil information available in GIS and maintained by an organization then it could be accessed by many professionals who want to get the information for development purposes.

Need for the study
Agriculture is the backbone of Indian economy. In order to produce food for increasing population the land and water resources have to be used more sustainable manner. Soil and water are the two main component of the agricultural system and they are undergoing degradation in many aspects. Soils are being degraded due to erosion, water logging, salinity etc. Hence, knowledge about the soils is important for any project planning in order to satisfy the environmental conditions. In this context many professionals may need the soil data and at present the details are available in publications of Soil and Land use organisations. Soil data is spatial in nature and they can be easily handled and analysed using GIS. Sharing and dissemination of information is easier when the information is stored in digital form. Also the data in GIS can be analysed with other type of data to get the desired information. Hence advantages in use of GIS in handling soil data are demonstrated in this paper.

Review of Literature
Fayer et al. (1995) carried out a study to estimate the recharge using GIS. It was used to identify all possible combinations of soil type and vegetation and to assign to each combination, an appropriate estimate of recharge. Procedures to assess erosion in a catchment in Northwest Iran were evaluated using GIS and Remote Sensing (Meijerink et al.1996). The spatial segmentation of the catchment and derivation of the physical parameters related to erosion in the cells are performed through a GIS technique using the Integrated Land and Water Information System (ILWIS) package (Kothyari 1997). Rahman et al (1997) evaluated an alternative methodology for producing soil maps through a process of model construction and projection into a map base using ARC/INFO geographical information system. Soil Salinization risk at regional level was assessed using geographical information system by Bui et al (1995). Assessment of the risk of regional salinization involves integration of hydrology, hydrogeology, soil, and land management issues. The article discusses an example of the use of soil survey data integrated with water resources and digital elevation data in GIS, to estimate the risk of salinization after tree clearing at upper Burdekin river basin in the wet /dry tropics of North Queensland.

Study area and methodology
The study area (fig.1) Minjur and Panchetty area, part of Chennai basin, situated in the northern part of the Chennai City is taken for the present study. It lies within the Latitude of 13 ° 13' 00" N to 13° 25' 00" N and Longitude of 80° 05' 00" E. to 80° 20 ' 00"E and has a length of 28 km in the East West direction 26 km in the North South direction. The study area is 496 sq. km in extent.

A soil survey of the study area was conducted during 81-82, by the soil survey and landuse organization, Coimbatore - 40. The soil survey report (Viswanathan et al 1985) and field samples were used to create a database on soil characteristics. The map is prepared by conducting low intensity survey however the interpretation is made to demonstrate the use of GIS in analysis and interpretation of soil data.

Type of soil present in the study area
The distribution of different soil families and soil association is as follows.

1. Typic ustipsamments (TUSMP)
2. Coarse loamy, Typic Ustorthents (CLTUT)
3. Fine loamy, Fluventic ustochrepts (FLFUC)
4. Fine loamy, Udic Ustochrepts (FLUUC)
5. Fine loamy Udic Haplustalfs (FLUHLT)
6. Fine, Vertic Haplustalfs (FVHLT)
7. Fine loamy Udic Paleustalfs (FLUPUT)
8. Fine, Entic Chromusterts (FECM)
9. Loamy skeletal, Udic Ustochrepts (LSUUC)

Soil associations
The following soil associations are found in the study area.

1. Typic ustipsamments- Fine loamy, Fluventic ustochrepts (1-3)
2. Fine, Vertic Haplustalfs- Fine, Entic Chromusterts- Fine loamy, Fluventic ustochrepts (6-8-3)
3. Typic ustipsamments-Fine, Entic Chromusterts- Fine loamy, Fluventic ustochrepts (1-8-4)
4. Fine, Entic Chromusterts, Fine loamy, Fluventic ustochrepts (8-3)
5. Fine loamy Udic Haplustalfs, Typic ustipsamments (5-1)
6. Fine loamy, Fluventic ustochrepts- Fine,Vertic Haplustalfs- Typic ustipsamments (3-6-1)
7. Fine loamy,Udic Haplustalfs - Fine,Vertic Haplustalfs (5-6)
8. Fine loamy,Udic Ustochrepts- Fine loamy Udic Paleustalfs (4-7)
9. Fine loamy,Udic Haplustalfs -Fine loamy, Fluventic ustochrepts (6-9)
10. Fine loamy, Fluventic ustochrepts - Typic ustipsamments (6-1)

Soil survey interpretation
Soil survey interpretation comprises the organization and presentation of knowledge about characteristics, qualities and behavior of soils, as they are classified and outlined on soil maps. A well-prepared soil map, based on a sound classification system is useful as a base for different forms of interpretation. Soil survey data can be made use of in the development of agriculture, irrigation purposes, forestry, several engineering purposes, and so on. Land capability, soil irrigability and soil suitability classifications are made based on the soil survey interpretation. Based on the interpretation the potentialities and limitation of the soils can be obtained and such information are used to construct database using GIS. The soil map that is obtained from soil survey report is (1:50 000 scale) digitized. A database using Arc/info is formed. Each polygon in the digitized map represents the classes of soil family and soil associations. The attribute data of the soils are depth, texture, drainage, pH, and susceptibility to water logging, salinity and alkalinity, erosion, field capacity, nutrient-holding capacity respectively. Hence linking spatial aspect of the soils with non-spatial characteristics forms the soil model. The soil map of the study area is shown in the fig.2. The necessary information and thematic maps can be easily generated using the model. Some applications are explained in this paper as follows.

Results and discussion
Using the soil model it is possible to get desired thematic map like the crop suitability map, land irrigability map etc. In this paper application on assessing salinity and water logging problem is demonstrated one by using with soil model. Potentialities and limitation of soils of the first seven types of soil except sixth (1-5 and 7) are free from salinity, alkalinity, and water logging problem. The soil six Fine loamy Udic Haplustalfs is moderately drained and potential to become the alkaline soil as per the soil survey interpretation. The soil type Fine, Entic Chromusterts FECM (8) is very deep, fine texture, high water holding capacity, poor drainage, slow permeability. Hence, water logging and salinity problem is higher in this type of soil. This family of soil will cause problem to sustainable agriculture. Using GIS soil types are ranked according to the salinity or water logging risk. Then by analysis thematic maps were prepared. The areas prone to water logging and soil salinity are shown in the fig. 3.

From above illustrations it is clear that use of GIS in soil data handling makes decision-making process easier for planners. Incidentally, it is felt that the data collection process will be easier and comfortable if data owning department puts the information in Internet.

References

• Viswanathan.R et al (1985), "Soil survey report of Ponneri taluk, Chengalpattu District TamilNadu," Report No.59, Soil Survey and Land use Organization, Coimbatore, 641040.
• Fayer M.J. et al (1995), "Estimating recharge rates for a groundwater model using GIS," Journal of Environmental quality V 25 n 3 May-June 1996. pp 510-518.
• Kothyari et al (1997), "Sediment yield estimation using GIS," Hydrological science journal V 42 n 6 Dec. 1997.pp 833-843.
• Meijerink et al (1996), "Comparison of approaches for erosion modeling using flow accumulation with GIS," Application of GIS system in Hydrology and water resource management. IAHS Publication n 235. IAHS press, Wallingford, Engl. pp 437-444.
• Rahman et al. (1997),"Wyoming rocky mountain forest soils. Mapping using an ARC/INFO Geographical Information System," Soil science society of America journal V 61 n 6 Nov-Dec. pp1730-1737.
• Bui et al. (1995), "Use of soil survey information to assess regional salinization risk using Geographical information system," Journal of Environmental quality V 25 n 3 May-June. pp 433-439.

تاریخچه مکانیزآسیون

تاریخچه گاو آهن

حدود هزاران سال پیش از میلاد، نوعی از گاو آهن به کار می رفت، الیشا 900 سال قبل از میلاد موفق شد، زمین را با دوازده گاو نر، شخم کند. همچنین در سال 1950 شخم به وسیله پنج گاو نر، در مشرق ترکیه مشاهده شده است.

گاو آهن چوبی ، با خیش آهنی ، که قرنها پیش به کار می رفته، هنوز در برخی نقاط جهان ، مورد استعمال دارد.

داچ در انگلستان به سال 1730 گاو آهن فرنگی را، رایج ساخت. گاو آهن«اسه گس» با برگردان فلزی، حدود سال 1756 اختراع گردید، گاو آهن نورفولک با سوک و برگردان فلزی، در سال 1721 به عنوان نمونه ساخته شد. جیمز اسمال نویسنده کتاب شخم در سال 1784 گاو آهن روترهام را عرضه داشت. در اواخر قرن هیجدهم، انگلیسیها، تمام گاو آهنهای خود را فلزی کردند.

توماس جفرسون، دانیل وبستر ، آغازگر اصلاح گاو  آهن در آمریکا هستند.

دانیل وبستر و کارلس نیوبلد از برلینگتن نخستین گاو آهن چدنی را، تهیه کردند. در آن زمان، کشاورزان عقیده داشتند که چدن خاک را مسموم می کند، لذا از استعمال گاو آهن مزبور، خودداری می کردند.

جتروود در سال 1814 گاو آهنی ساخت که می توانست هنگام شخم، خاک را برگردان نمایدو در سال 1833 آهنگری به نام جان دیر، برای اولین بار از فولاد اره دستی، گاو آهنی فولادی سه لایه را ساخت. وی در سال 1868 soft senter steel را، برای ساخت برگردان، بدست آورد. امروز نیز، با این ماده خاک برگردان، ساخته میشود.

در سال 1837 جان دیر، در گراند دتور ایلینوی یک نوع گاو آهن فولادی را، ابداع کرد که سوک و برگردان آن یکپارچه بود. وی بعد ها واحد بزرگی را، برای تولید گاو آهن و ماشینهای کشاورزی، بوجود آورد.

در سال 1868 جیمزاولیور، امتیاز چدن سخت را، که همان بچه آهن است، به نام خود ثبت نمود.

در سال 1864 اف. اس داونپورت امتیاز گاو آهن دو خیش اسبی را کسب کرد. در آنزمان برای کشیدن یک گاو آهن سه تا چهار خیشه، ده تا دوازده است، مورد نیاز بود.

در سال 1890 گاو آهن ده خیش، بوسیله تراکتور های بخاری کشیده می شد.

بطور کلی، گاو آهنها تا حدود سال 1940 کششی بود. در این سال گاو آهن هیدرولیکی اختراع شد و گاوآهنهای فرگوسن یک خیشه و دوخیشه هیدرولیکی به بازار آمد.

گاو آهن بشقابی، در سالهای 1890 و 1895 توسط دی.اچ.لین و ام.تی.هانکوک و جی.ک.آندره وود در ایلی نویز، ابداع شده و به ثبت رسید.

ابداع دیسک و هرس و تکامل آن

بطور کلی دیسکها تا سال 1880 در آهنگریها ساخته می شد و پس از آن بود که کمپانی اهرس ایلینویزکیستن و سایر شرکتها به ساختن آن در کارخانه پرداختند.

هرس دندانه ای در سال 1790 و هرس فنری در سال 1878 توسط دو کارخانه دیگر ساخته شد. هرس دوار، از سال 1940 به بازار عرضه شد.

اختراع ماشینهای کاشت و تکامل آنها

چینیها صد ها سال قبل از میلاد، موفق به اختراع نوعی ماشین بذر پاش شده اند. با این حال تا حدود 150 سال پیش، کلیه بذر کاریها را با دست، انجام می دادند.

بذرکاری با ماشینهای ساده ردیفکاری، از سال 1850 در اروپای مرکزی و بخصوص فرانسه ، متداول گردید.

نخستین ماشین بذر کار ساده، در قرن شانزده توسط اسپانیولها ،ساخته شد، سپس یکنفر انگلیسی ، اختراع مزبور را تکمیل کرد.

ساخت رسمی ماشینهای بذر پاش و تکمیل آنها، توسط اتباع آمریکا و انگلیس و فرانسه، به نیمه دوم قرن هیجدهم، مربوط می گردد.

الیاکم در سال 1799 و ویلیام تی. پنوک آمریکایی در سال 1840 اولین نفراتی هستند که هر کدام، جداگانه، موفق به اختراع بذرکار گندم ، گردیده اند. 53 درصد از مزارع گندم آمریکا، در سال 1879 توسط بذر کار کاشته شده بود.

اولین بذر کار ردیفی، جعبه ای چوبی، به شکل استوانه ای افقی بود که سوراخهایی، روی آن تعبیه شده بود. با گردش استوانه ، حول محور، بذر ها، از سوراخهای مرکزی، روی ردیفها، پاشیده می شد.

در سال 1831 دی. اس راکول اختراع ماشین ذرت کار را، به ثبت رسانید. در سال 1892 برادران دولی بذر افشان تک دانه ای را ساختند.

در سال 1857 روبن سین سیناتی اهل اوهایو، بذر کار کپه کار را، ساخت.

در سال 1870 دو-لاو پنبه کار ردیفی را اختراع کرد و در 1880 نوع کاملتر آن، به بازار وارد شد.

نیاز به سرعت عمل ، استحکام ماشین و دقت در بذر کاری ، به منظور کاهش هزینه های کارگری و بذر اصلاح شده گران قیمت ، مخصوصا در بذرهای مونوژرم، چغندر قند و تخمهای ناصاف یا بذور دارای ابعاد مختلف، موجب اختراع بذر پاشهای پیشرفته تری چون بذرکار های سانتریفوژ و پنوماتیک شد. البته بذر پاشهای سانتریفوژ، دقت عمل لازم را، ندارند.

تاریخچه کولتیواتور

در قدیم که بذرکاری با دست و بطور درهم انجام  می شد، ماشین «هو» تنها وسیله ای بود که توسط آن ، سطح بین بوته های درهم را ، نرم می کردند و پای بوته ها را خاک می دادند و علفهای هزر را نیز از بین می بردند. هنوز هم این وسیله استفاده میشود.

پیشرفت کولتیواتور ، زمانی آغاز گردید که کشت ردیفی، رواج یافت. شاسی و دندانه کولتیوارهای اولیه، غالبا از چوب سخت، ساخته شده بود و عملیات با دست انجام می گرفت.

در اوایل قرن هیجدهم «ستروتول» اولین ماشین هواسبی را ابداع نمود. جورج استرلی آمریکایی در سال 1856 کولتیواتور دو اسبی، با جای نشستن یک نفر را اختراع کرد. حدود سال 1900 کولتیواتور دو ردیفه اسبی بوجود آمد. سرانجام در سال 1918 کمپانی ب. اف آوری آمریکایی کولتیواتوری اختراع کرد که در جلو تراکتو، سوار می شد. از آن پس کولتیوارهایی که اغلبشان بوسیله تراکتور، کشیده می شد، روبه تکامل رفت و کمپانی انترناسیونال هاروست تولید بخش اعظمی از آن را، به عهده داشت.

پابه پای آمریکا، در کشورهای انلگستان، فرانسه، آلمان این وسیله مدرنتر گردید. تا بالاخره از سال 1932 به بعد، کولتیوار هیدرولیک، بوجود آمد.

تاریخچه وسایل سمپاشی

در سال 1850 و 1860 جان بین در کالیفرنیا، سمپاش دستی را ساخت.

در سال 1880 اولین محلول پاش به بازار آمد.

ابتدا به خاطر مبارزه با امراض قارچی گیاهان، بویژه بیماری قارچی مو در شهر «برود» فرانسه، موضوع سمسازی و سمپاشی ، مطرح و آغاز گردید.

«بی اسمیت» در سال 1900 در نیویورک موفق به اختراع سمپاش موتوری شد. سمپاش تراکتوری، بعد از توسعه ردیفکاری، حدود سال 1935 وبالاخره سمپاشی با هواپیما حدود سال 1940 شروع گردید. ولی در منبع شماره 156 تاریخ نخستین سمپاشی هوایی را، سال 1921 در اوهایو ذکر نموده است.

در حدود سال 1945 هلیکوپتر برای سمپاشی و پخش کود، بکار گرفته شد.

تکامل ماشینهای برداشت غله

ساختن ماشین برداشت غله ابتدا از برش و بعد دسته بندی ساقه ها، شروع شد و سپس ، با ابداع وسیله جدا کردن مکانیکی دانه ها، از خوشه کاملتر گردید.

دسته بندی غلات در اواسط قرن 18 معمول گشت که بدنبال اسب، کشیده می شد.

از سال 1829 به بعد، نوعی از ماشین های برداشت در آمریکا و اروپا ساخته شد که نیروی لازم را، از چرخ ماشینهایی که بوسیله دام کشیده می شد، کسب می کرد تا اینکه در سال 1919 استفاده از موتور، به جای اسب به منظور تامین نیروی مورد نیاز ماشین فراهم شد.

نخستین کمباینهای کششی با تراکتور بخاری در مقیاس وسیع در سال 1916 در آمریکا معمول شد. از آن پس ، ماشین برداشت گندم و جو، بسرعت، رو به تکامل رفت، و کمباین امروزی که کلیه عملیات برش، کوبیدن، و بوجاری و کیسه گیری غله را یکجا انجام می دهد، بوجود آمد.

«پیرروسو» در تاریخچه صنایع و اختراعات جزئیات بیشتری از اختراع و تکامل ماشینهای برداشت غله را ارائه داده است که به نقل مستقیم آن می پردازیم:

« گلوآها، یعنی ساکنین قدرم کشور فرانسه نوعی ماشین برداشت برای درو کردن غلات ساخته بودند و آن ارابه ای بود که با گاو حرکت می کرد و در زیر آ« دندانه هایی کار گذاشته بودند که خوشه های غلات را می گرفت و از جا در می آورد. اما این اختراع ، در کار خود توفیق کامل نیافت و مورد توجه واقع نشد و زود آن را به فراموشی سپردند. علت این عدم توفیق، بخصوص از آن لحاظ است که بکار بردن ماشین کشاورزی فقط در مواردی مفید است که بواقع، دچار کمبود کارگر باشند. چنانکه می دانیم رومیان از این لحاظ دچار مضیقه نبودند و فقط اواخر قرن هیجدهم بود که براستی، این احتیاج را حس کردند. خوب است به خاطر آوریم که در این اوقات، مخصوصا بواسطه انقلاب صنعتی در انگلستان، قراء و دهات این کشور از سکنه ، خالی ماند. مالکین بزرگ، که غالبا صاحب صدها هکتار زمین، برای کشاورزی بودند، به فکر افتادند که از روش پر زحمت قدیم، دست بردارند و فنون جدید را که بازده بسیار دارند جانشین آن کنند. مالکین کوچک غالبا مجبور بودند که اراضی خود را به ثروتمندان بزرگ بفروشند و راه شهرها را در پیش گیرند و به کار پردازند. اما کمبود کارگر خطر بزرگی شده بود که تمام نقشه های مالکین بزرگ و ثروتمند را بهم می زد . بنابراین به خود گفتند آیا روشی وجود ندارد که به کمک آن بتوانند با وسایل مکانیکی گندم را درو کنند ؟ درسال1780جامعه پادشاهی انگلستان موضوع را به مسابقه گذاشت و مسلما جوابهای بیشمار دریافت داشت که غالب آنها بیش و کم جنبه شوخی و مزاح داشت و در مقام عمل مورد استفاده نبود .

در تمام ربع اول قرن نوزدهم مخترعین در کوشش و تکاپو بودند. و بالاخره این کوششها در سال 1828 منجر به اختراع دستگاه درو کنی پاتریک بل شد و اساس آن این بودکه تیغه فلزی تیزی که حرکت رفت و آمدی داشت، خوشه های گندم را می برید و سپس این خوشه ها را به دو سو پرتاب می کرد.

در همین هنگام مسئله مکانیکی کردن کشاورزی در آمریکا، مطرح شد. در آن مملکت، کمبود کارگر، ایجاد زحمت نمی کرد، بلکه وسعت زراعت آنقدر زیاد بود که کشاورزان قادر به کار نبودند. کشورهای متحد آمریکا، مرتبا وسعت می یافت و در اواخر، ایالت لوئیزیان و چندین ایالت دیگر، بر آن افزوده شده بود. این ایالات سرزمینهای وسیعی بودند که پیشقدمان احیای این سرزمینها املاک وسیعی را که غالبا وسعت آنها بیش از تمام کشور بلژیک بود، به قیمت دو تا سه دلار برای هر هکتار، به تصرف خویش درآوردند.  برده فروشان، مرتبا کشتیهای خود را پر از چوب آبنوس {منظور غلامان سیاه است} می کردند و به آمریکا می آوردند و با این حال، کارگران، در این سرزمینهای عظیم که بهیچوجه، تناسب با قدرت کار عده محدودی نداشت گم می شدند. از این رو، می توان خوب حدس زد که لزوم مکانیکی کردن فن کشاورزی با چه شدت و حدتی در این مملکت مورد توجه واقع شد. این مسئله در سال 1833 بوسیله پسر جوان یکی از مالکین بزرگ ایالت ویرجینی به نام سیروس ماک کورمیک حل شد. وی ماشین عجیبی در مزارع خود بکار انداخت که بوسیله دو اسب کشیده می شد. در این ماشین، چرخها با کمک تسمه ای، اره خاصی را به حرکت متناوب ، در می آورد و این اره خوشه های گندم و غلات دیگر را می برید و سپس آنها را بلند می کرد و در محل خاصی، می ریخت. به این تدبیر، مزرعه با چنان دقت و سرعتی درو می شد که موجب حیرت حضار می گردید.

ماک کورمیک، شروع به بهره برداری صنعتی از این اختراع کرد و از سال 1839 ماشینهای خود را به معرض فروش گذاشت. نمایشگاه لندن به سال 1851 شاهد پیروزی بزرگ کشاورزی مکانیکی بود. چندین نوع دروگر معروف به معرض نمایش گذاشته شد که اختراع ماک کورمیک بوضع محسوسی بر همه آنها برتری داشت. گذشته از آن انواع خرمنکوب و دانه پاش مکانیکی، به معرض نمایش گذاشته شد و نیز گاو آهنهایی که دارای چندین تیغه بودند دیده می شد .

در سال 1868 برای اولین بار اختراع دانشمند کشاورزی ورس آندریی ولاسنکو واردمیدان عمل شدوآن ماشینی بود که در عین حال کار خرمنکوبی و هم عمل دروگری را انجام می دادونیز در همین اوقات بود که اولین ماشینهای خرمنکوبی که با نیروی بخار کار می کردند ظهور نمود.

اختراع و تکامل ماشین برداشت پنبه

اولین کسی که جواز دوک پنبه ریسی را بدست آورد « آگوست کمپل» در شانزدهم جولای 1985 بود. این وسیله در حقیقت پایه و اصول ماشین پنبه چینی امروز می باشد.

اوایل سال 1920 شرکت ماشینهای درو، امتیاز کمپل را کسب نمود و مدت 20 سال بر روی آن تحقیق کرد تا سرانجام در سال 1942 موفق به اختراع ماشینی شد که می توانست عملا در صحرا، بکار بپردازد.

افراد زیر روی ماشینهای پنبه پاک کنی و پنبه چینی بررسی به عمل آورده اند:

جان هاگز در سال 1871 اهل نیوبرن کارولینای شمالی، سیمو اهل بنهام تگزاس حدود سال 1872 و «ه.ب.ویک» اهل ریچموند ایندیانا در سال 1874.

تحول حقیقی ماشین برداشت پنبه، از زمانی آغاز گردید که کشت خطی رواج یافت و تراکتور و موتورهای دیزلی، تکامل پیدا کردند. به این ترتیب عملا، بعد از جنگ جهانی دوم بود که از ماشینهای اتوموژیس پنبه چینی به مزارع بزرگ پنبه، راه یافت.

تاریخچه ماشینهای برداشت علوفه

برداشت علوفه، تا پیش از سال 1830 توسط داس، انجام می شد. در این سال، نخستین درو کن علوفه که با نیروی دام، کار می کرد در انگلستان ساخته شد.

در حدود سال 1910 نیروی تراکتور، برای کشش درو کن آبی بکار گرفته شد و در سال 1920 علف بر تراکتوری بوجود آمد. بالاخره با اختراع دستگاه هیدرولیک و استفاده از شافت تراکتور تکنولوژی برداشت علوفه بسرعت روبه تکامل رفت. بطوری که امروز علفبر و علف خورد کن و ماشینهای بسته بندی علوفه، با مارکهای متنوع در مزارع مشاهده می گردد.

ابداع و تکامل ماشینهای برداشت چغندر

اولین وسیله برداشت بسیار ساده در سال 1898 ابداع گردید، سپس در سال 1930 ماشین برداشت جداگانه به بازار آمد و سرانجام، بعد از جنگ جهانی دوم این وسیله متحول گردید. بطوری که امروز در مزارع مدرن، کندن سرزدن تمیز کردن، و بار کردن چغندر قند، کاملا بصورت مکانیزه انجام می شود.

تاریخچه اختراع و تکامل تراکتور

66 سال بعد از اختراع ماشین بخار توسط جیمز وات، اولین ماشین بخار ( لکومتیو) بعنوان منبع قدرت ثابت، که به کمک کابل برای اجرای شخم بکار می رفت در سال 1835 توسط یکنفر مکانیسین انگلیسی ساخته شد. جابجا کردن لکومتیو شخم زده شد. در سال 1846 در فرانسه، با نوع لکومتیو شخم زده شد. در سال 1878 اتومبیلی که شخم می زد بوجود آمد. آنگاه در سال 1890 در آمریکا، نخستین تراکتور به اسم اول ساخته شد.

در اوایل قرن بیستم تراکتورهای به وزن بیست تن و بیست و دو تا چهل و پنج قوه اسب بخار، ایجاد گردید.

تا سال 1917 طرحهایی برای تولید انبوه تراکتور سبکتر و کارآمدتر، تهیه شد. P.T.O ( شکافت تولید نیروی مکانیکی چرخان درعقب تراکتور) در سالهای پس از 1917 بکار رفت.

تراکتورهای سه چرخ در 1924 معمول گردید. و از آن پس این وسیله به تدریج از بنزینی به نفتی و از نفتی به گازوئیلی تبدیل گشت.

در اواسط دهه 1930 استفاده از موتورهای دیزلی در تراکتورهای زراعی با بهره زیاد و صرفه جویی در سوخت متداول شد.

کارخانجات فورد در سال 1917 و انترنشنال در سال 1923 شروع به تولید تراکتور کردند.

پیش از سال 1930 تراکتورها چرخ آهنی داشتند و از تاریخ مزبور به بعد طایر لاستیکی جایگزین آن گردید. در همین دوره کارخانجات فرگوسن با اختراع دیسک به تکمیل تراکتور پرداخت.

مخترعینی که به تشویق دولت انگلستان، موفقیتهایی در امر استفاده از نیروی موتور در کشاورزی بدست آورده اند عبارتند از کستر در سال 1858 نیو کاستر در سال 1865، ورسستر در سال 1863 ، لیسستر در سال 1868 و ولور در سال 1871.

دکتر « دانل آرهانت » نویسنده کتاب مدیریت تراکتور و ماشینهای کشاورزی، تاریخچه تراکتور را نیز در کتاب خویش آورده است. گرچه مطالب وی، در برخی موارد با تاریخچه ای که در فوق آمده مشابهت دارد ولی حاوی نکات تازه ای است که به منظور آگاهی خوانندگان عینا در اینجا نقل می گردد:

امروزه دستگاه مولد قدرت برای کار مزرعه بای کم حجم، سبک و قوی باشد چون یک دستگاه مولد قدرت متحرک می باشد. کارهای مزرعه در گذشته، بوسیله دستگاه قدرت نیمه ثابت انجام می شد. ( بعنوان مثال با کابل برق) اشاره به ماشین بخاری که در بیرون مزرعه می ایستاد و کابلی را به حرکت در می آورد و کابل به نوبه خود گاو آهنی را روی زمین می کشید. و در آینده نیز ممکن است چنین شود. این تقریبا غیر قابل تصور است که روزی به جای اینکه دستگاه قدرت را به مزرعه ببریم، مزرعه را به نزدیک دستگاه قدرت بیاوریم. با این وجود بیشترین بازده قابل حصول، از آن نیروگاههای بزرگ و ثابت می باشد.

سه تغییر اصلی در منابع قدرت مزرعه به وقوع پیوسته است: انسان به حیوان، حیوان به موتورهای احتراق خارجی(بخار) و موتورهای احتراق خارجی به موتورهای احتراق داخلی... امروزه عملا تمام قدرت مزرعه ، از موتورهای احتراق داخلی حاصل می شود و اکثر این ماشینها روی تراکتور سوارند... کاربرد قدرتی سوای قدرت انسان در کشاورزی، از زمانهای دور مورد توجه بوده است. قدرت حیوان در زمان ماقبل تاریخ بعنوان کمک به کار بشر بخوبی بکار میرفت. با ابداع قدرت بخار در اوایل قرن نوزدهم، کوششهایی انجام گرفت تا از نیروی بخار در مزرعه استفاده شود. بعد از جنگهای داخلی آمریکا و تا سال 1920 قدرت بخار عموما برای کار شخم و تسمه مورد استفاده قرار می گرفت. به هر حال دستگاه مولد قدرت بخار حجیم و سنگین بود و گرچه سوخت ارزان و آب معمولا مجانی بود ولی صرف کار زیادی برای کار اندازی و سوخت گیری موتور لازم بود. زمانی که موتور روی ارابه نصب شد و به چرخهای عقب قدرت داده شد، ترکیب منتجه، گرچه نیرومند ولی اسباب زحمت و غیر قابل کاربرد برای اکثر مزارع بود.

 اولین ماشین کششی که از موتور احتراق داخلی استفاده می کرد در حدود سال 1890 ظاهر گشت و همان وضعیت نا مناسب موتورهای بخار را داشت. به هر حال، بتدریج که موتور احتراق داخلی بهتر شد، نسبت به بخار وزن آن، از موتور بخار، پیشی گرفت و دوران تراکتور  سبک وزن قدرتمند و مناسب فرار رسید.

نام تراکتور یعنی کشنده در حدود سال 1906 بوسیله یک فروشنده ماشین الات، ضرب زده شد.

موتورهای تراکتور اولیه با نفت کار می کرد. زیرا در ثلث اول قرن بیستم نفت هم فراوان بود و هم ارزان . طرح تراکتور در گذشته، تغییرات زیادی یافته و انتظار می رود که در آینده نیز، تغییرات زیادی بنماید.

تراکتورهای اولیه، فقط واحدهای قدرتی خودگردانی بودند که از تسمه فلکه آن، برای خرد کردن و سایر کارهای درجا استفاده می شد.

تراکتورهای اولیه که برای شخم، بکار می رفت کشش زیادی داشتند ولی سرعت حرکت آنها کم و بنابراین بازده قدرتی انها کم بود.  

کارخانجات سازنده، متوجه شدند که یک نوع تراکتور که بتواند در همه کارها جانشین اسب شود، مطلوبتر خواهد بود. نتیجتا، چند تراکتور دوچرخی چرخ جلو محرک، تولید شدند که ادوات اسب کش را مستقیما به آن وصل می کردند. کارکردن ب این نوع تراکتور مشکل بود. ولی اگر فرمان هیدرولیکی می بود و ادوات مخصوصی که امروزه ساخته شده اند، وجود می داشت، این نوع تراکتور می توانست ماندگار باشد.

آمادگی بازار در طی جنگ جهانی اول و ارزان شدن در اثر تولید توده ای، جهشی در تعداد و محبوبیت تراکتور بوجود آورد. ترقی روز افزون همچنین تعداد زیادی از کارخانجات کوچک را، به تولید تراکتور رهنمون کرد. تا سال 1920 تقریبا 100 کارخانه سازنده تراکتور وجود داشتند. در این زمان بود که آزمایشات تراکتور نبراسکا، بوجود آمدند. این آزمایشات کوششی در ارزیابی تراکتورهایی بود، که در نبراسکا فروخته می شد. این آزمایشات همراه با رکود در قیمت محصولات کشاورزی در اوایل 1920 تعداد زیادی از کارخانجاتی را که بنیه مالی آنها کم و یا تراکتورهایش ناموثر بودند از صحنه خارج کرد.

فقط شرکتهای با بنیه مالی قوی و آنهایی که تراکتورهایشان در مزرعه خودی نشان داده بودند، توانستند دوام بیاورند. این شرکتها، هسته هشت شرکت مهم سازنده تراکتورهای مزرعه در ممالک متحده آمریکا را بوجود آوردند.

قدم دیگر ساخت تراکتور، ارتفاع زیاد از سطح زمین، بود. کولتیواتور تراکتوری، اسبها را از آخرین کاری که در مزرعه انجام می دادند آزاد ساخت. بعد از آزمایشاتی چند کارخانجات نسبت به ساخت چرخ جلو دوتایی که به تراکتور فاصله کافی، نسبت به خط کشت می داد توافق کردند.

تاریخچه تکامل ابزار کشاورزی در ایران

تاریخچه وسایل کشاورزی در ایران را در دو قسمت ابزار کشت و ابزار برداشت بررسی می نماییم.

الف- ابزار کشت

به گفته «پتروشفسکی» :

در قرون وسطی خیش اعم از سنگین و یا سبک مانند این ایام، از چوب بود و فقط انتهایی آهنین داشته. خیش سبک ، بیشتر متداول بوده. این خیش بتدریج از چوبی که شاخه کوتاهی به آن نصب بوده و زمین را با آن می خراشیدند، تکامل یافته پدید آمده بود.

به عقیده وی اصطلاح جفت گاو دارای دو معنای زیر بوده است:

1- خیش سبک یا سنگین با گاوهایی که آن را بکشد و نیروی کار انسانی، برای مراقبت. 2- قطعه زمینی که در یک فصل، به یاری یک خیش و گاوان نر، شخم و کشت شود.

«پطروشفسکی» مساحت قطعه زمین اخیر را، برای زراعت گندم شش تا هفت هکتار و برای زراعت برنج دو تا سه هکتار می داند.

 جهت ایجاد شیار و تخم افشانی، از دراز گوش، گاومیش و بویژه گاو، استفاده می شد. ظاهرا خر را در شخمهای سبک به کار می بردند، زیرا به گفته حمدالله مستوفی:

                     از نیکویی زمین، شخم به یک دراز گوش کافی بود.

در بعضی نقاط غربی و شمال غربی ایران، برای زمینهای سخت و کوهستانی، خیش سنگین، بکار می رفت.

در زمان خلفا، خیشهای سنگینی که هر کدامشان، توسط هشت جفت گاو نر کشیده می شد، وجود داشته است. حتی « شرفخان بدلیسی » نویسنده فارسی زبان کرد، به گاو آهنی در ولایت موش ارمنستان غربی، اشاره می کند که با بیست  و چهار راس گاو نر و گاو میش، کشیده می شده است.  

« جفت یا قطعه زمینی شخمی یک خانوار دهاتی، مطابقت نداشته و قاعدتا یک خانوار، قادر به خرید و نگهداری گاوان نر، برای کشش خویش نبوده است. و بدین منظور تا این ایام نیز، روستاییان ایران، در گروههای کوچک متحد شده و چند خانوار در یکجا به خرید و نگهدای خیش و عوامل کشش آن اقدام می کنند.

فردوسی کشف استفاده از جفت گاو را ، به هوشنگ نسبت می دهد. ثعالبی در داستانی متعلق به عصر ساسانیان به کشاورزی اشاره می کند که کشتزار خویش را به یاری یک جفت گاو و خیش و گاو آهن کاشته است. «قابوس وشمگیر» نویسنده قابوس نامه به فرزندش «گیلانشاه» نصیحت می کند که همواره، یک جفت گاو نیک، بعنوان رزرو در مزرعه خود نگاه دارد.

گاو آهنهای ایرانی که بسیار ابتدایی بوده و هست، فقط زمین را ، خراش می داد و عمق شیار آن، بسیار کم بود. پس کشاورزان ناچار بودند، زمین واحدی را، چندین بار شخم بزنند.

 بعقیده پطروشفسکی:  آلات شخم در ایران فوق العاده به کندی گسترش یافته و در طی چندین قرن تقریبا تغییری حاصل نکرده است و در عین حال، بنحوی بدوی است که بیننده را متعجب می سازد. تضاد و اختلاف شدیدی که میان بدوی بودن و عدم پیشرفت آلات شخم از یکسو و شیوه های متکامل فن فلاحت و زراعت ایران و انواع پیچ در پیچ دستگاهها و موسسات آبیاری بخصوص مجاری زیر زمینی از سوی دیگر وجود دارد در بادی نظر بیننده را در شگفتی می افکند وچون شخص فقدان پیشرفت آلات شخم را ، با سطح عالی و موفقیتهای فنی صنعتگران و پیشه های هنری ایرانی، در قرون وسطی مقایسه کند، بیشتر مایه تعجب می گردد.

« دکتر زکی محمد حسن» در تاریخ صنایع ایران بعد از اسلام بدینگونه ، از برتری صنعتگران قدیم ایران سخن می گوید:

« وچون به ایران نظر کنیم، می بینیم که محل تلاقی و برخورد فنون و صنایع قدیمه شرق نزدیک بوده و روشهای فنی متنوعی در آن، نشو و نما کرده است و فنون و صنایع بابل، آشور، مصر، هند و یونان در آن تاثیر نمایان داشته و پس از اینکه در کشور ایران نشو و نما کرده است، در سراسر قرون قدیمه و وسطی، در عالم منتشر شده و در فنون و صنایع ملل تاثیر بسزایی داشته است. به استثنای فنون و صنایع یونان، می توان گفت دوره هیچ فن و صنعتی، مانند فنون و صنایع ایران ممتد نشده است. گذشته از این با کمال اطمینان و عقیده راسخ می گویم، هیچ فن و صنعت مهمی در عالم یافت نمی شود مگر اینکه فنون و صنایع ایرانی، در آنها موثر بوده و از روش و یا ظریف کاری و تزیین آن اقتباس کرده باشند. آری، تمام فنون و صنایع یونانی، مصری قدیم و روم و بیزانت و چین و هند، در بعضی از اشکال فنی و روشهای معماری و تزیینی و یا از حیث رموز فنی و ظریف کاری مدیون فنون و صنایع ایرانی می باشند.

« پطروشفسکی» علت عقب ماندگی ابزار کشاورزی را بدین گونه بیان می کند:

برای عقب ماندگی آلات کشاورزی، فقط یک توجیه می توان یافت و بس: به این معنی که ریشه عقب ماندگی، نه در وضع فنون و صنعت، بلکه در روابط اجتماعی ایران زمان قرون وسطی بوده ایران در آن زمان قادر به تولید آلات کشاورزی بهتر و عالیتر و مکملتر بوده است ولی جامعه فئودالی ایران مانند دیگر کشورهای آسیای غربی و آفریقای شمالی، در این زمینه مشوق و محرک ترقی نبوده است.

اگر آلات کار تکمیل می یافت، مخارج تولید کشاورزی افزوده می شد. ولی نه روستایی که مقید و وابسته به مالک فئودال بوده در زیر بار شیوه مزارعه و بیغار و بهره و مالکیت مالک و دولت، خرد شده بود، در این افزایش هزینه ذینفع بود و نه مالک فنودال که از خود زراعتی اربابی نداشت و بدین سبب در اندیشه توسیع تولیدات کشاورزی نبود. زیرا محصول اضافی را که مالک مزبور بصورت بهره ماخوذ می داشت بخشی از آن مستقیما خود وی و خانواده اش و نوکران نظامی و آدمهایش مصرف می کردند و قسمتی را هم در رباخواری و بازرگانی بکار می انداخت و چیزی صرف تکمیل کشاورزی نمی کرد. به اضافه، هزینه تولیدات کشاورزی از قبیل خرید عوامل( گاو داری) بذر و خود گزاف بود. مثلا در املاک خاص غازان خان، مخارج هر جفت گاو زمین از قبیل یک جفت گاو نر و بذر و غیره به 185 دینار سر می زد که می بایست یکباره پرداخته شود. روستایی می بایست این هزینه ها را به عهده گیرد و یا چنانکه مالک متعهد مخارج مزبور می شد، میزان بهره اضافه می گشت. و در هر دو مورد، این مخارج را روستایی از سهم محصول خویش می پرداخت و بدیهی است که روستایی، مایل نبود، بجای آلات شخم قدیمی که از نیاکان خویش به ارث برده بود و نوع آن در طی قرنهای متمادی متناسب خاک و شرایط هر محل بتدریج پدید آمده بود، آلات مکملتر و بالضروره گران قیمت تری ابتیاع کند. بدین سبب به آلت کار، چندان توجهی نمی شد و اهمیتی برای آن قائل نبودند.  

در تصاویر منظره جفت گاو و خیش مربوط به اعصار مختلف را ملاحظه می کنید. در شکل 97 که حدود 2000 هزار سال پس از خلق تصویر ترسیم شده است، هیچگونه تغییری در ساختمان گاوآهن مشاهده نمی شود. این موضوع دال بر عدم پیشرفت وسائل شخم است.

در شکل پیرمردی با ریش سیاه و دستاری سفید بر سر، مشغول راندن یک جفت گاو شخمی است. شخص دیگری در بالا سمت راست تصویر بوته ای را با کارد می برد. در پایان تصویر، سمت چپ چوپانی سرگرم چراندن گوسفندان است.

به گفته شاردن جهانگرد فرانسوی در عصر صفوی:

ایرانیان پس از هر شخم کلوخه ها را با تخته و ماله سیخی، خرد می کنند و آنگاه توسط بیل زمین را صاف نموده کرتهای چهارگوش می سازند. ارتفاع آب کرت، باید در حدی باشد که اردک در آن شناور گردد.

ب- ابزار برداشت

به گفته پطروشفسکی قدیمی ترین شرحی که در باره دستگاه خرمنکوبی موجود است به قلم شاردن جهانگرد فرانسوی می باشد. ( احتمالا شکل نوعی خرمن کوب است پس در این صورت قدیمی ترین سند مکتوب می باشد. )

اما رافائل دومان سیاح قرن هفدهم نیز خرمنکوبی در ایران را توصیف نموده است که ما به نقل مستقیم آن می پردازیم:

« آنان برای درو گندم، آن را از ریشه با داس می برند ولی دسته نمی کنند و از آن در نقطه ای از مزرعه که برای خرمن صاف و کوبیده شده، توده ای می سازند.. آنها عرابه کوچکی دارند که روستایی روی آن می نشیند. چرخهای آهنینی که عرابه به یاری آنها می چرخد، گاه به تعداد بیست سی هستند و قطر دایره هریک قریب نیم فوت است. این آلت شؤن نامیده می شود. قاطر ماده ای که چشمانش بسته است، آن را می کشد و دائما به دور توده گندم، می چرخد، این آلت کاره را خرد می کند و دانه را از خوشه ها جدا می سازد. کاهی که بدین طریق خرد شده در اینجا به اسب می دهند و دانه های گندم دست نخورده به جا می ماند. و اسبانی که ساعتی چرخیده اند، استراحت می کنند، و از همان کاه به ایشان می دهند و بی شک این رسمی باستانی است.

 به گفته شاردن برنج را در هاونی چوبین و یا گودالی آجری به ابعاد چهار فوت پاک می کردند.

Machinery Cost Estimates for Amish Farms

Randall E. James
Extension Agent, Agriculture and Natural Resources
Ohio State University Extension
Geauga County, Ohio
james.7@osu.edu

Introduction

There are now over 1,400 congregations, or church districts, of old and new order Amish spread across 33 states in the United States. The districts are clustered into more than 250 settlements of various sizes. The total Amish populations exceeds 170,000, and it more than doubles every 20 years. Over 40 new congregations are formed each year (Kraybill & Hofstetler, 2001).

Participation and presentations at recent conferences focused on Amish communities demonstrate that Extension workers are routinely asked to assist with Amish agricultural problems. Finding technically accurate, up-to-date information that is relevant to horse powered, Amish farm systems can be extremely challenging.

Extension workers have available a great deal of information to assist farmers in decision making on various crop and livestock enterprises. For example, Ohio State University annually produces farm enterprise budgets that list costs and returns for various crops and livestock (Moore et al., 2002). These budgets can be very helpful for modern agriculture; however, they are of marginal use to the Extension worker advising Amish farmers. While portions of the budgets, like seed costs and fertilizer, are similar in Amish and non-Amish farms, other portions are completely different.

One of the most difficult numbers to estimate on an Amish farm is machinery costs. The equipment used on Amish farms is largely dictated by the ordnung (spoken rules of the church district) of each church district (Kraybill & Olshan, 1994; Drake & James, 1993). A study conducted in 2002 estimated the major machinery costs on Amish farms in the Geauga Settlement, which is centered in Geauga County, Ohio. The settlement is the fourth largest Amish settlement in the world, with approximately 1,800 families and over 80 church districts (Kraybill & Hofstetler, 2001; Miller, 2001).

Methodology

Two county Extension workers facilitated discussions with three small groups of Amish farmers in the Geauga Amish settlement on machinery costs. Using a set interview guide, each group was asked to discuss and agree upon the average cost, average useful life, salvage value, and annual maintenance cost of 23 common pieces of machinery used on Amish farms. The participants were encouraged to discuss each piece of equipment individually and come to consensus on the various values. A maximum average life of any piece of equipment was set at 30 years, even though it is recognized that some equipment may last longer.

Because most of the equipment used on Amish farms is no longer manufactured, the farmers were instructed to establish the values based on a good, serviceable, used piece of equipment that a full time farmer might buy. The harrow, hay wagons, forecart, and hay tedder are typically bought new, so the farmers developed values based on new equipment in these cases. In addition, it was identified that manure spreaders are often purchased new, but a large number of farmers also buy used. Therefore, in the case of manure spreaders, values on both new and used equipment were generated.

In the studied Amish settlement, each farm typically owns a complete line of machinery, with the exception of the threshing machine, which is typically owned by a "threshing circle" of 2-6 farms. To derive each farm's machinery costs, it is necessary to divide the threshing machine numbers by the total number of farms in the circle.

Each group interview lasted approximately 45 to 60 minutes and was conducted in three different Amish homes. A host Amish farmer invited neighboring farmers to participate in the meetings. At the conclusion of all three meetings, mean values for each item were calculated and are presented in Table 1, in the Results and Discussion section. Total annual cost was established by:

(Mean Purchase Price - Mean Salvage Value) / (Mean Useful Life) = Depreciation,
Depreciation + Annual Maintenance + Opportunity Costs = Total Annual Cost

At the conclusion of the study, the researchers realized two important pieces of equipment, a pesticide sprayer and a broadcast fertilizer spreader, had been inadvertently omitted. Both of these pieces of equipment are ordinarily purchased new. The researchers visited and interviewed an Amish equipment dealer who supplies these to the community. This equipment dealer was able to provide the necessary information to include these items in Table 1.

A mechanical corn picker was not included in Table 1 because dry ear corn destined for the corn crib is picked and husked by hand in the Geauga Amish Settlement.

Results and Discussion

Some of the equipment in Table 1 is not common to conventional farms; therefore, additional explanation is needed.

• Corn Planter and Grain Drill - the same ground driven pieces of equipment that might be used on small non-Amish farms.

• Drag - a homemade wooden drag to be pulled by horses in the final tillage operation. The price listed reflects the cost of materials.

• Feed Grinder - standard hammer mill used on non-Amish farms, except it is converted to steel wheels and powered by a stationary tractor.

• Fertilizer Spreader - small hopper and broadcast spreader mounted on the running gears of a hay mower so that it is ground driven and pulled by horses.

• Field Sprayer  - small pesticide sprayer mounted on steel wheels, powered by gasoline engine and pulled through the field by horses.

• Forecart - a recent innovation in the Geauga Amish Settlement. This cart is hooked directly behind the horses and has a seat for the driver and a short drawbar to attach other farm implements. The forecart has greatly reduced the time it takes to change the horses from one farm implement to another. The carts are produced in local Amish blacksmith shops.

• Grain Binder and Corn Binder - cuts and ties bundles of small grain and silage corn, respectively, and drops them on the field. The sheaths of small grain are then picked up and shocked by the farm family and allowed to dry for approximately 2 weeks in the field prior to threshing. Bundles of silage corn are generally picked up by hand and thrown on a wagon to transport to the barn and silo within a day of being cut.

• Grain/Hay Elevator - standard web-type elevator used on conventional farms, except that it is always powered by a small gasoline engine.

• Harness - leather harness for draft horses. Harness for one draft horse costs approximately $200. Most Amish farms have at least four draft horses, but many farms have six or more draft horses, and the costs of harness may be proportionately larger.

• Hay Baler - conventional square bale baler modified with steel wheels and a gasoline motor mounted on the baler, that serves as a power source for the machine, instead of the normal power take off shaft coming from the tractor. This modified baler is then pulled through the field by a team of horses.

• Hay Loader - old style loose hay loader used in Amish church districts where the modified hay balers are not permitted. The loader, which is hitched behind the hay wagon, pulls hay off the field and deposits it on the wagon, where the farmer redistributes the load with a pitchfork. The hay loader is ground driven; therefore, no gasoline motor is needed for power. In this case, the power source is the team of horses pulling the wagon and loader.

• Hay Tedder - normally bought new and is a standard ground-driven piece of equipment used on both Amish and non-Amish farms.

• Hay Wagon - the same running gears and 8' x 16' bed that would be found on non-Amish farms. However, the pneumatic tires are replaced with steel wheels. Because the hay balers used do not have bale throwers, high sidewalls on the wagons are not needed. Baled hay is hand stacked by the farmer against a back upright, wooden standard. In the case of loose hay, wagons are also equipped with a shorter standard in the front. These wagons are also used to bring shocked small grain out of the field to the thrashing machine and bundled corn to the silage chopper, along with a variety of other farm tasks.

• Manure Spreader - new or used, ground-driven, box-type spreader for solid manure and bedding, which holds approximately 80 bushels of material.

• Plow, disc, and harrow - essentially the same pieces of equipment that would be used on a small conventional farm, except the tongue may be modified to accommodate a horse hitch. The plow is typically a one bottom "sulky," which means the farmer sits on a metal seat above the plow and drives a team of up to six draft horses. The disc is a standard conventional 8' disc, and the harrow is an 8' spring tooth.

• Rake - standard ground-driven, side-delivery 12' rake with steel wheels.

• Sickle Bar Hay Mower - simple old style riding hay mower, pulled by horses.

• Silage Chopper - an old style cutter box with blower. Chopper is powered by a flat belt connected to a stationary tractor. Whole corn stalks are brought from the field and fed into the machine, which chops them into silage length and blows them into the silo.

• Threshing machine - used to separate small grain seed from chafe and straw. Typically owned by a "threshing circle" of 2-6 farms, each farm's annual cost should be divided by the total number of farms in the circle. For example, each farm in a three-farm circle would have a total annual cost of one-third of $96 or $32.

• Tractor - McCormick Deering W6, Oliver 88, John Deere 40 or 50 series, or any similar tractor produced by other manufacturers. Most of these tractors were produced in the 1940's and 50's. They are kept in use by periodic major overhaul of the entire machine. Most are approximately 45 horse power, and all are steel wheeled. If they did not originally come with steel wheels, they are retrofitted with steel wheels prior to use on  Amish farms. These tractors are not permitted in the field in the Geauga Settlement. They are used as a stationary power source to operate equipment such as the threshing machine or a silage chopper in the barnyard. Power is transferred from the tractor to the equipment through a pulley on the side of the tractor and an old style flat belt.

Because draft horses are a major power source on Amish farms, the cost of their ownership and maintenance must also be included in the total machinery and maintenance costs. Discussions with local Amish farmers and horse producers, along with local auction prices, indicate that a serviceable 2-year-old draft horse mare or gelding, broke to harness, costs between $1,000 and $1,200, or a rough average of $1,100. The actual price range is much wider, varying from a few hundred dollars for animals unfit for farm work and often destined for export and human consumption, to many thousands of dollars for animals of show ring quality.

Barring an accident or fatal disease, most draft horses should have a working life of approximately 12 years. At the end of the good working years, they are often kept for light work until they die or get sick and have to be killed and buried. Thus, there is no salvage value. Therefore, $1,100 divided by 12 years is $91.67 per year, or about 25 cents a day for horse depreciation.

Valuing hay at $90 per ton and oats at $1.50 per bushel, it should cost approximately $675 per year to feed a working draft horse, (Kline, Porr, & Cardina, 2000). This figure includes hay, grain, and minerals. Approximately $25 per year should be added for vaccines and health care.

Most working draft horses are not shoed. The small amount of trimming and foot care necessary is typically performed by the farmer at little to no cost. Bedding costs are trivial. Because draft horses sleep standing up in stalls and rarely lay down, bedding is largely unnecessary.

The cost of housing and pasture are very difficult to estimate because horses are typically housed in the barn with dairy cattle or other livestock and also graze with the other livestock. Therefore, it is easiest to charge all the pasture and housing costs to the cows or other livestock. This is particularly valid because the horses are primarily there to serve the needs of the cows and other livestock.

Therefore, the total annual cost of owning and maintaining a draft horse can be estimated as $92 per year for depreciation and $700 per year for feed and health care, for a total of $792 per year, or $2.20 per day. Because a harness is absolutely necessary to utilize the power of the draft horse, the cost of the harness should be included with the cost of the horse. The total annual cost of single harness is $30, or $0.08 per day. Therefore, the total daily cost of the draft horse, including harness, is approximately $2.28 per day. This number is rounded to $2.30 per day so as not to imply greater accuracy than the calculation methods support.

A remaining challenge is to estimate the number of "horse days" allocated to each enterprise in order to calculate an enterprise budget. A "horse day" is simply the amount of time that goes into a project or enterprise. For example, if a farmer plows all day with five horses, that's five horse days, with a value of $11.50. Horse days needed for each farm enterprise can be estimated through discussions with local Amish farmers.

Implications for Extension

Information from this study will be most helpful for Extension workers preparing farm enterprise budgets and educational presentations for Amish clientele. Individual equipment budgets can be constructed for various crops. For example, an oat crop would need a grain drill, plow, disc, harrow, drag, wagon, threshing machine, hay baler, grain elevator, and tractor. It would not need a rake, hay tedder, sickle bar mower, corn binder, silage chopper, etc. Dividing the necessary complement of equipment for each crop by an average number of acres produced will generate an approximate equipment cost. Table 2 provides an example of annual machinery costs for an oat crop on an Amish farm.

If it was found through discussions with local Amish farmers that, if 5 horse days, at $2.30 per day, are needed to produce small grain, then $12  per acre should be added to the total machinery costs. In this example, $12 for horse time would be added to the $33 machinery cost per acre generated in Table 2 for a total machinery and horse charge of $45. In the case of the Ohio State University Enterprise Budgets, this is $15 per acre less than the non-Amish budget.

The Extension worker can then use this number ($45) to replace the machinery charge in existing enterprise budgets and estimate total costs of small grains in horse drawn systems. The new budget would be much more realistic for Amish farmers and would provide a powerful educational tool to the Extension worker.

References

Drake, B., & James, R. (1993). Extension in Religious Communities. Journal of Extension [On-line], 31(1). Available at: http://www.joe.org/joe/1993spring/a6.html

Extension Education in Amish and other Anabaptist Communities. Conference Proceedings (1998). Shipshewana, Indiana.

Kline, R., Porr, S., & Cardina, J. (2000). Horse Nutrition. Bulletin 762. Ohio State University Extension.

Kraybill, D., & Olshan, M. (1994). The Amish struggle with modernity. University Press of New England.

Kraybill, D., & Hofstetler, N. (2001). Anabaptist world. Herald Press, Scottsdale, Pennsylvania.

Miller, A. (2001). Ohio Amish directory, Geauga County and vicinity. Carlisle Printing, Sugarcreek, Ohio.

Moore, et al. (2002). Ohio enterprise budgets. Department of Agricultural, Environmental, and Development Economics, Ohio State University Extension. Available at: http://aede.ag.ohio-state.edu/people/moore.301/index.htm

Serving Amish and Anabaptist Communities. Conference Proceedings (2001). Walnut Creek, Ohio.

This article is online at http://www.joe.org/joe/2004august/rb8.shtml.

Copyright © by Extension Journal, Inc. ISSN 1077-5315. Articles appearing in the Journal become the property of the Journal. Single copies of articles may be reproduced in electronic or print form for use in educational or training activities. Inclusion of articles in other publications, electronic sources, or systematic large-scale distribution may be done only with prior electronic or written permission of the Journal Editorial Office, joe-ed@joe.org.

If you have difficulties viewing or printing this page, please contact JOE Technical Support.

مقدمه
به دست آوردن اطلاعات دقيق و اجرايي در زمينه كشاورزي رويكرد مهمي است كه در سال هاي اخير با رشد و توسعه صنعت الكترونيك، ارتباطات و بوجود آمدن نرم افزارهاي مرتبط عملي شده است. حسگرها و ريزپردازنده هاي ارزان قيمت به همراه منابع توان و سيستم هاي ماهواره اي، توانسته است بسياري از فعالان كشاورزي دنيا را به اطلاعات و داده هاي با ارزشي درخصوص حرفه شان مجهز نمايد. فن آوري اطلاعات (Information Technology) مفهومي است كه هم اكنون به موازات ديگر شاخه هاي علم در كشاورزي با عنوان كشاورزي دقيق (Precision Agriculture) نمود پيدا كرده است. در طي 15 سال اخير محققان در يافته اند كه خصوصيات و پارامترهاي مزرعه اعم از خصوصيات گياه و خاك، تحت تأثير زماني و مكاني تغيير پذيرند كه با انجام آزمايش هاي گسترده قابل شهود بود. از طرفي روش هاي كشاورزي دقيق مي توانند پايداري اقتصادي و محيطي توليد محصول را افزايش مي دهند.
در كشاورزي مرسوم، هر مزرعه به عنوان يك واحد تلقي مي شود و مبناي مديريتي، شرايط و خصوصيات متوسط مزرعه قرار مي گيرد و در نتيجه نهاده ها بر اساس همين خصوصيات تعريف مي شوند. اما كشاورزي دقيق با استفاده از فن آوري هاي اطلاعاتي مزرعه را به واحدهاي كوچك تر تقسيم بندي كرده و سپس به تعيين خصوصيات هر واحد مي پردازد. در نتيجه استفاده از اين فن آوري، توليد كننده ها قادر خواهند بود نهاده ها را در محل دقيق اعمال كرده در نهايت از بيماري و تلفات بكاهند. اما قبل از هر چيزي با فن آوري كشاورزي دقيق آشنا مي شويم:
GPS يا سيستم مكانيابي جهاني قلب كشاورزي دقيق است. دريافت كننده GPS وسيله اي است كه موقعيت خود ار از طريق چهار سيگنال ماهواره اي و محاسبات مثلثاتي در روي زمين تعيين مي كند. خطاهايي كه در اين سيستم وجود دارد مي تواند با نصب يك ايستگاه ثابت كه داراي موقعيت ثابت و مشخصي مي باشد، كمتر شود. اين ايستگاه، سيگنال هاي فرستاده شده چهار ماهواره را دريافت و پس از مقايسه محل محاسبه شده با محل دقيق خود، مقدار خطا را محاسبه نموده و موقعيت دقيق را به واحدهاي سيار در مزرعه مي فرستند. اين سيستم DGPS  (Differential Global Positioning System) نام دارد.
از آنجايي كه كشاورزي دقيق نياز به سطح بالايي از پردازش اطلاعات دارد، نرم افزارهايي نياز است تا بتوانند با استفاده از مقادير اندازه گيري شده و موقعيت مكاني، اطلاعات مفيد را كنترل يا تحليل كنند. سيستم GIS در واقع همين نقش را ايفاء مي كند و قادر است با استفاده از خصوصياتي مثل بافت خاك، نوع محصول، وضعيت مواد مغذي خاك و لايه هاي مختلفي از اطلاعات را به صورت نقشه توصيف نمايد. برخي از اين لايه هاي اطلاعاتي مي توانند مستقيماً و با اندازه گيري به دست آيند مثل pH خاك و برخي ديگر از طريق پردازش رياضي ساير داده ها همان طور كه گفته شده، خصوصيات مزرعه اي تغيير پذيرند بنابراين هدف كشاورزي دقيق نيز به تناسب اين دو تغيير پذيري اعمال متغير نهاده ها است. فن آوري نسبي متغير(Variable Rate Technology) كه در كشاورزي دقيق كاربرد فراواني پيدا كرده است در حقيقت به تجهيزاتي اطلاق مي شود كه مي توانند به طور خودكار ميزان استعمال مواد را با توجه به موقعيت مكاني تغيير دهند. در حال حاضر اين سيستم ها در كودپاشيها، كارنده ها و سيستم هاي آبياري توسعه قابل توجهي داشته اند.

معرفي
واژه كشاورزي دقيق را با توضيحاتي كه در بخش قبل ذكر شد ميتوان به صورت زير تعريف كرد:«مديريت دقيق گياه و خاك مطابق با شرايط متغير يك مزرعه». البته در فرهنگ اصطلاحات علمي از واژه هايي چون كشاورزي موضعي (Site specific management) Spot Agriculture نيز استفاده مي شود [Mishra et al., 2003].
قدم هاي اساسي در كشاورزي دقيق عبارتند از:
الف- شناسايي و تشخيص تغييرپذيري
ب- مديريت تغييرات
ج- ارزيابي عملي
الف- شناسايي و تشخيص تغيير پذيري: اين مرحله يك گام اساسي به شمار مي رود. زيرا هيچ مديريتي بدون شناخت كافي از مسأله، ممكن نيست. همان طور كه گفته شده تغييرات مزرعه اي مي توانند مكانيSpatial variability) ) يا زماني(Temporal variability) باشند كه عمدتاً روش هاي استفاده شده به تعيين تغيرات مكاني مستلزم مطالعه روند رشد محصول درطول يك فصل زراعي مي باشد كه چيزي نيست جز تغييرپذيري زماني. بنابراين كاوش هر دو تغييرپذيري در كشاورزي دقيق ضروري به نظر مي رسد [Shunwad et al., 2004].
ب- مديريت تغييرات: زماني كه تغييرات درمزرعه مطالعه مكان يابي شد، توليد كننده بايد براساس دانش زراعي خود مديريت مناسبي متناسب با آن تغييرات اتخاذ كند. اين مديريت اصطلاحاً مديريت موضعي محصول (Site-specific crop management) نام دارد كهsscm  مشهوراست. البته هرچه قدر بعد زماني تغييرپذيري در اين شيوه مديريتي غالب تر باشد، مشكلات بيشتر است. به عنوان مثال در بحث پتاسيم و فسفر، بعد زماني تأثيرچنداني بر تغييرپذيري آن در مزرعه ندارد در حالي كه اين مطلب درمورد كودهاي نيتروژنه صادق نيست.
ج- ارزيابي عملي: سه مؤلفه اقتصاد، محيط زيست و انتقال فن آوري در اين مرحله بيشترين اهميت را دارند. مهمترين واقعيتي كه بايد در كشاورزي دقيق قبول كرد اين است كه اطلاعات وداده ها در اين نوع كشاورزي ارزش محسوب مي شوند نه فن آوري. بنابراين اين داده ها به هر شيوه اي كه به دست مي آيند، در صورت داشتن دقت بالا و خطاي قابل قبول، با ارزش بوده و يك ورودي براي مديريت موضعي اند. نكته دوّم اين است كه حفظ محيط زيست همواره به عنوان عامل تأثيرگذار در بوجود آمدن كشاورزي دقيق مطرح بوده است. كاهش استفاده از مواد شيميايي، سموم، آفت كش ها، افزايش كارايي كودها و در نتيجه افزايش بازدهي نهاده ها، جلوگيري فرسايش خاك [Shunwad et al., 2004] از مزاياي زيست محيطي اين نوع كشاورزي به شمار مي آيند.
واژه انتقال فن آوري، بيشتر مرتبط با انتقال اطلاعات به بخش صنعت و عملياتي كردن طرح هاي تحقيقاتي و ترويج برآيند آنها در ميان كشاورزان مي باشد (شکل 1).

 
شکل 1: مراحل اساسي در کشاورزي دقيق

جمعيت نيل به اهداف فوق و كاربردي كردن قدم هاي اساسي كشاورزي دقيق، سيستم هاي محاسبه اي سيّار اعم از كامپيوتر ها ونرم افزارهاي مناسب چون نرم افزارهاي GIS براي ثبت داده ها و تحليل و كنترل آنها مورد نياز خواهند بود. كترل ادوات و نهاده ها توسط دو روش عمده صورت مي گيرد: يكي روش همزمان (Real-time) است كه در اين روش، خصوصيتي از گياه يا خاك به صورت پيوسته (On-the-go) اندازه گيري شده و سيستم هاي كنترلي واقع در تراكتور، به طور همزمان و با استفاده از اين اندازه گيري، نهاده مورد نظر را تعيين و اعمال مي كنند (شکل 2). اين مطلب مي تواند در كنترل عمق ادوات كشاورزي نيز قابل استفاده باشد [Raper et al., 1990].
روش بعدي كه « نقشه مبنا» (Map-based) نام دارد زماني به كار مي رود كه نقشه اي از خصوصيات خاك يا گياه قبلاً توسط حسگرها يا نمونه برداري و با استفاده از تركيبي از سيستم هاي GPS و GIS تهيه شده باشد وهم اكنون دراختيار پردازشگر كابين تراكتور باشد (شکل 2).

 
شکل 2: سيستم نقشه مبنا (راست) و سيستم همزمان (چپ)

نكته مهم در اين روش اين است كه بايد نقشه مورد نظر اطلاعات بروزي از خصوصيات را ارائه دهد در غير اين صورت كارايي لازم را نخواهد داشت.
در حال حاضر تركيبي از اين دو روش مي تواند به عنوان گزينه مطلوب تري پيشنهاد گردد [Adamchuck et al., 2004]. شکل 3 بيانگر تئوري كاربرد حسگرهاي پيوسته و ثابت درخاك است.

 
شکل 3: تئوري کاربرد حسگرهاي در حال حرکت در خاک

همان طور كه ملاحظه مي شود، حسگرهاي پيوسته يا در حال حركت، برمبناي پنج اصل فيزيكي طبقه بندي شده اند. حسگرهاي الكتريكي ومغناطيسي، هدايت/ مقاومت الكتريكي، ظرفيت خازني ويا القاي مغناطيسي را تحت تأثير جنس تشكيل دهنده يك ماده اندازه گيري مي كنند. حسگرهاي نوري و راديو متري نيز از امواج الكترو مغناطيسي براي كاوش سطح انرژي جذب شده، باز تابيده شده يا انتقال يافته توسط وزارت خاك يا بافت گياه استفاده مي كنند. همچنين اين حسگرها مي توانند از اصل ديد ماشين (Machine Vision ) براي شناسايي گونه هاي مختلف گياهان يا اندازه گيري تراكم گياه به صورت « همزمان» بهره بگيرند. حسگرهاي صوتي از صداي ايجاد شده توسط درگيري وسيله با خاك و اندازه گيري آن استفاده مي كنند [Tekeste et al., 2002]. حسگرهاي بادي با تزريق مقدار معيني باد به داخل خاك مي توانند ميزان فشردگي خاك را تعيين كنند [Clement and Stombaugh, 2000]. حسگرهاي مكانيكي، نيروي ايجاد شده در اثر درگيري يك وسيله با خاك يا گياه را اندازه گيري مي كنند. از اين حسگرها ي الكترو شيميايي شامل غشاءهاي يون انتخابي [ion-selective] مي باشند كه دراثرفعاليت يون هاي مشخصي در محلول خاك، ايجاد ولتاژ مي كنند. مي توان با كاليبره كردن اين ولتاژ، سطح فعاليت يون هاي انتخابي را كاوش نمود[Adamchuck et al., 2004].
اگرچه توليد كنندگان، حسگرهايي را ترجيح مي دهندكه داراي ورودي مستقيم به الگوريتم هاي تصميم گيري باشند ولي واقعيت اين است كه حسگرهاي ساخته شده، تنها قادر به كاوش غيرمستقيم پارامترهاي خاك يا گياه مي باشند. به عنوان مثال، تغييرات هدايت الكتريكي خاك كه توسط حسگرهاي الكتريكي اندازه گيري مي شود بيانگرتغييرات در شوري خاك، رطوبت، بافت و نيز ماده آلي خاك مي باشند[Adamchuck et al., 2004].
بنابراين افزايش دقت و كارايي حسگرهاي مذكور، از جمله چالش هاي اساسي در تحقق كشاورزي دقيق است.
بنابر توضيحات فوق حال مي توان چهار مؤلفه اساسي كشاورزي دقيق را نام برد:
1- سنجش از راه دور Remote Sensing
2- GIS
3-DGPS
4- VRT
ازطريق عكس برداري فضايي از سطح مزرعه مي توان اطلاعات مفيدي در خصوص رطوبت موجود در گياه و خاك، سطح پوشش گياهي و.... به دست آورد[Mishra et al., 2003]. كه به روش سنتي از راه دور معروف است. خصوصيت غير مخرّب آن باعث مي شود كه هيچ گونه تصرفي از جهت عبور و مرور ادوات و ماشين ها و يا نمونه برداري در مزرعه صورت نپذيرد ودرنهايت خطاي عكس برداري كه در چند سال اخير به حدود چند سانتي متر كاهش يافته است نيزاز نكات قابل توجه اين روش محسوب مي شود [Mishra et al., 2003]. با همه توصيف هايي كه شد، بهترين حالت، تركيب روش هاي سنجش از راه دور با نقشه هاي به دست آمده از روش هاي ديگر است تا بتوان اطلاعات جامع و مفيدي به دست آورد.
فن آوري نرخ متغير(VRT) از سه بخش اساسي تشكيل يافته است:
1- كنترل كننده
2- موقعيت ياب
3- فعال كننده
كنترل كننده در واقع شامل تجهيزات دقيقي است كه مي تواند با استفاده از نقشه، وضعيت مكان مورد نظر را از نظر خصوصيت خاك يا گياه  پردازش كند. اين پردازش به كمك موقعيت ياب مي تواند موقعيت يك مكان را با نقطه تعيين شده در نقشه هماهنگ كرده ودر نتيجه تصميم لازم را براي استعمال نهاد، اتخاذ نمايد. سيستم موقعيت ياب در واقع يك دريافت كننده DGPS است كه مختصات موقعيت جغرافيايي مكان مورد نظررا از لحاظ طول و عرض جغرافيايي و همچنين ارتفاع نمايش مي دهد. در مرحله آخر، فعال كننده، تصميم اتخاذ شده توسط پردازشگر را عملي مي سازد.

تجارب كشورهاي مختلف در مورد كاربرد كشاورزي دقيق
1- مديريت عناصر غذايي در سيستم هاي كاشت ذرت و سويا، ايالات متحده آمريكا
سيستم هاي كشت ديمي وآبي كمربند ذرت آمريكا با مزارع بزرگ و كاربرد فن آوري هاي جديد شناخته شده است. با وجود اين كه طي 30 سال گذشته، افزايش عملكرد خوبي در اين مزارع رخ داد امّا آلودگي آبهاي زيرزميني (به علت استفاده مداوم ازسموم و كودهاي شيميايي درروش هاي مرسوم ) معضل اساسي اين كشاورزي بوده است. كشاورزي دقيق گرچه ابتدا با هدف ايجاد سود بيشتر متولد شد امّا هم اكنون، نيل به سود پايداروكاهش آلودگي هاي زيست محيطي از مهمترين نتايج آن است [Dobermann and Cassman, 2002].
درابتداي به وجود آمدن كشاورزي دقيق دراين منطقه، عمدتاً سيستم هاي VRT، مزارع بزرگ را مديريت مي كرد. به خصوص در كاربرد متغير كودهاي نيتروژنه، فسفاته و پتاسيم وديگرنهاده ها اين سيستم جايگاه خاصي داشت [Pierce and Nowak, 1999].
امّا با گذشت زمان و توسعه سيستم هاي مديريت موضعي (sscm) مزارع به واحدهاي كوچك تري از لحاظ مديريتي تقسيم شدند. همچنين به علت هزينه بالاي نمونه برداري درمزارع وسيع، رويكرد سنجش ازراه دور، حسگرهاي on-the-go وتهيه نقشه هاي عملكردي جايگزين روش هاي قديمي گشت [Ferguson et al., 2003]. بنابراين كشاورزي دقيق درآمريكا جايگاه خاصي پيدا كرد. البته درمرحله ارزيابي عملي اين سيستم مشخص شد كه اگر چه با كاربرد اين تكنولوژي سطح استفاده از نهاده ها كاهش پيدا كرد امّا افزايش معني داري درعملكرد محصول مشاهده نشد (جدول 1).
همچنين روشن نيست كه آيا كاربرد VRT مي تواند باعث كاهش آبشويي نيترات گردد يا خير
[Ferguson et al., 2002]. به هرحال اين تكنولوژي فعلا به صورت گسترده وفراگيركاربرد پيدا نكرده است امّا مطالعه وبررسي ها بويژه در بحث مواد مغذي، چالش اساسي محققان كشاورزي دقيق در آمريكا است.

جدول 1: مثالهايي از اثر کاربرد کشاورزي موضعي بر استفاده از کود نيتروژنه در آمريکا
[Dobermann et al., 2004]
محصول، منطقه  تيمار کود نيتروژنه کاربرد نيتروژن
 kg/ha عملکرد t/ha کارايي نيتروژن kg/kg
ذرت ،
ايالات متحده آمريکا مرسوم 142 3/10 73
 کشاورزي موضعي(1) 141 4/10 74
 کشاورزي موضعي(2) 113 2/10 90
گندم،
ايالات متحده آمريکا مرسوم 90 1/2 23
 کشاورزي موضعي(1) 109 3/2 21

2 مديريت كود نيتروژنه در كاشت غلات، شمال اروپا
عملكرد غلات زمستانه و استفاده از كود نيتروژنه در اروپا بالاست. برآوردهايي كه در انگلستان و آلمان صورت مي پذيرد مبين اين است كه هزينه استفاده از نيتروژن مازاد وغيرضروري بسيارزياد مي باشد [Dobermann et al., 2004]. اگر چه در دانمارك، استفاده از نيتروژن داراي يك حدّ بيشينه است، مطالعات درزمينه كاربرد بهينه ميزان نيتروژن وافزايش كارايي آن محور اساسي تحقيقات انگلستان اشاره مي شود امّا تحقيقات مشابهي نيزدركشورهايي چون آلمان ودانمارك درحال انجام است.
برنامه كشاورزي دقيق درجنوب انگلستان درطي 5 سال انجام شد كه هدف عمده آن تعيين خط مشي هايي جهت افزايش كارايي نهاده ها و كاهش صدمات زيست محيطي بود[Blackmore, 2000].
اين برنامه درعمل شامل 3 مرحله بود:
1) كاوش و بررسي سطح تغييرپذيري درمزارع انگليس.
2) توسعه تكنيك هايي جهت اندازه گيري تغييرات در طي فصل رشد (مديريت تغييرات)
3) ترويج وانتقال اطلاعات به كشاورز و توليد كننده و توجيه بخش كشاورزي دقيق نسبت به مزاياي استفاده از كشاورزي خصوصياتي مانند رطوبت خاك، بافت خاك، ومواد مغذي آن به صورت نقشه هايي تهيه شد. و به صورت كاربردي در اختيار برنامه هاي
GIS و GPS قرار گرفت. درمرحله ارزيابي عملي اين فن آوري، محققان انگليسي دريافتند كه كاربرد متغير نيتروژن با استفاده از كشاورزي دقيق، استفاده مازاد N را تا   كاهش ميدهد و نيز سودي معادل 36 يورو بر هكتار درمقايسه با روشهاي سنّتي عايد كشاورز ميكند[Dobermann et al., 2004]. درمجموع يافته هاي بررسي كشاورزي دقيق در انگلستان وبه طور كلّي اروپا  مشابه نتايج آمريكا بود. بدين معني كه اگرچه به عنوان مثال كاهش چشمگيري در استفاده ازN وجود داشت امّا همچنان افزايش در عملكرد و ميزان پروتئين دانه، مشاهده نشد(جدول 2).

3- مديريت عناصر غذايي در مزارع آبي برنج، آسيا
در آسيا، مزارع خصوصي داراي ابعاد كوچكي هستند و بنابراين تنها مي توان، ازتجهيزات كوچك استفاده نمود. بررسي هاي مزرعه اي نشان داده است كه عدم قطعيت هاي بسياري دراثر تغييرپذيري منابع تغذيه اي خاك در همين مزارع موجود است [Dobermann et al., 2004]. بنابراين، كشاورزي دقيق درمناطقي چون چين، هندوستان و فيليپين توسعه يافت وبررسي هايي كه طي سالهاي 1997تا2000 در179 نقطه از مناطق برنج خيزآسيايي انجام گرفت مبين اين واقعيت بود كه به طور متوسط عملكرد دانه برنج 11 درصد افزايش و استفاده از كود نيتروژنه 4 درصد درمقايسه با روش هاي مرسوم كاهش يافت و در نتيجه سود متوسطي معادل 46 دلار آمريكا درهر هكتار و در هر چين برداشت، عايد كشاورزان شد. بنابراين مديريت موضعي مواد مغذي (Site  Specific  Nutrient  Management) در اين مناطق با وجود كوچك بودن مزارع (كه مشكل مزارع ايران نيز مي باشد) پاسخ نسبتاً خوبي ارائه كرده است.
جدول 2: مثال هايي از اثر کاربرد کشاورزي موضعي بر استفاده از کود نيتروژنه در اروپا
 [Dobermann et al., 2004]
محصول، منطقه  تيمار کود نيتروژنه کاربرد نيتروژن kg/ha عملکرد
 t/ha کارايي نيتروژن kg/kg
گندم،
انگلستان مرسوم 174 4/7 43
 کشاورزي موضعي 155 2/7 46
گندم،
آلمان مرسوم 178 3/6 35
 کشاورزي موضعي 138 3/6 46
گندم،
هلند مرسوم 240 4/9 39
 کشاورزي موضعي 189 5/9 50

4- كشاورزي دقيق در هندوستان
با وجود اين كه كشاورزي دقيق تقريباً در حال حاضر در انحصار كشورهاي رشد يافته است امّا در كشورهاي رشد يافته است امّا در كشورهاي در حال توسعه چون هندوستان نيز تلاش هايي براي اجراي اين فنآوري انجام شده است [Shunwad et al., 2004].
در حال حاضر، پتانسيل استفاده از كشاورزي دقيق در هند به دليل كمبود تكنيكهاي اندازهگيري و تحليل فاكتورهاي موثر خاك و گياه محدود شده است اما متدولوژي زير براي اجراي کشاورزي دقيق در هند پيشنهاد شده است [Mishra et al., 2003].
 الف- بوجود آمدن سيستم هاي مختلف علمي شامل دانشمندان كشاورزي در سنجش هاي مختلف آن مهندسان، سازندگان و اقتصاددانان به منظور مطالعه دورنماي كلي كشاورزي دقيق.
ب- تشكيل تعاوني هاي كشاورزي جهت تهيه تجهيزات، چرا كه بسياري از لوازم مورد نياز اين فنآوري گران قيمت هستند.
ج- تلاش جهت ادغام اراضي كشاورزي با دخالت مكانسيم هاي درست.
د- ترويج و آگاهي دادن به كشاورزان نسبت به مزاياي استفاده از كشاورزي دقيق از جمله كاهش ميزان مصرف كود، آب، حشره كشها و آفت كشها.
بر همين اساس مطالعاتي با همكاري بخش فضايي (Department of space) و دولت هندوستان در قالب 8 طرح پژوهشي در مزارع  ICRISAT و مزارع خصوصي كشاورزان تدوين شده است. هدف اين سري پژوهش ها، بررسي شكاف عملكردي در مزارع، تغيير پذيري خصوصيات مكاني در خاك و تغييرپذيري خصوصيات وابسته به زمان و فصل و نمايش آنها است كه توسط اطلاعات حاصله از حسگرهاي نوري و ميكرويوي انجام مي شود. محصولات كاشته شده در مزارع مورد مطالعه شامل گندم، سورگوم، برنج، سويا و بقولات هستند. مشابه اين تحقيقات در ابعاد كوچك تر نيز انجام شده است [Mishra et al., 2003].

موانع توسعه كشاورزي دقيق در دنيا
براي پرداختن به موانع سر راه توسعه و پيشرفت كشاورزي دقيق، ابتدا بايد فاكتورهاي موثر بر توسعه آن را بررسي كرد. اين فاكتورها به دو دسته مهم طبقه بندي مي شوند: فاكتورهاي كلان و دوست مهرور و فاكتورهاي خورد يا فاكتورهايي كه مربوط به توليدكنندگان وكشاورزان است. متوسط مساحت اراضي كشاورزي، حرفه اي بودن كشاورزان، سودآورد بودن آن، سواد و اطلاعات نرم افزاري و داشتن امكانات و تجهيزات ماهواره اي و فضايي، از جمله عوامل كلاني هستند كه جايگزين سازي و عملي كردن كشاورزي دقيق دريك كشور به صورت قابل توجهي تحت تأثير اين عوامل مي باشد.
سود اقتصادي بيشتر، افزايش عملكرد محصول، كاهش مصرف نهاده هايي مانند كود و آب و آساني كار نيز از ديدگاه فردي براي كشاورزان حائز اهميت است[Dobermann et al., 2004]. در راستاي عملياتي كردن شيوه هاي كشاورزي دقيق در هر كشوري چهار سؤال مهم مطرح مي شود.
1- آيا اطلاعات به دست آمده از كشاورزي دقيق قابل تحقيق به بخش كشاورزي هست و اساساً چه شيوه هاي مديريتي قابل تطبيق با اطلاعات بدست آمده مي توان اتخاذ كرد؟
2- آيا اطلاعات بروز و جديد هستند؟
3- آيا اطلاعات براي شخصي كه مي خواهد تصميم گيري كند معني دار است تا اين شخص دست به تغيير و تحول بزند؟
4- آيا اطلاعات را مي توان در حيطه عمل پياده كرد؟
 با پذيرفتن اين كه اطلاعات مهم، قابل دسترسي، بروز و جديد و هم چنين معني دار مي باشند و مي توان در عرصه عمل اجرا كرد،يك توليدكننده نسبت به انجام و اجراي سيستم هاي كشاورزي دقيق متقاعدمي شود.امّابايدتوجه داشت كه كشاورزي دقيق يك امرتدريجي وقدم به قدم است وهرگزباتصميمات عاجل وسريع قابل اجرا نخواهد بود. موانع و عوامل بازدارندة دركشورهاي در حال توسعهء چون ايران را مي توان از ميان فاكتورهاي مذكور چه در بخش كلان و چه در بعد فردي، جستجو كرد در استراليا، ترويج و انتقال فن آوري، بيشترين اهميت را از لحاظ بازدارندگي نسبت به عواملي چون اقتصاد و تجهيزات ايفا مي كند[Cook et al., 2000].
امّا در كشورهايي چون هندوستان، سطح كوچك اراضي، غير يكنواختي سيستم هاي كاشت، كمبود دانش فني و نرم افزاري در ميان كشاورزان و توليدكنندگان و هزينه هاي بالا به عنوان محدود كننده هاي كشاورزي دقيق مطرح هستند[Shunwad et al., 2004]. با اين توضيح كه در هند بيش از 58 درصد مزارع كشاورزي مساحت كمتر از يك هكتار داشته و متوسط مساحت اراضي اين كشور 57/1 هكتار است. تنها در ايالاتي چون پنجاب، گوجارات و هاريانا بيش از 20 درصد از اراضي مساحتي بيش از 4 هكتار دارند [Mishra et al., 2003]. البته زمين هايي با وسعت بيش از 15 هكتار نيز در بخش پاتيالاي ايالت پنجاب وجود دارند كه مناسب براي اجراي طرح هاي كشاورزي دقيق به نظر مي رسند و به همين دليل در حال حاضر در دو ايالت پنجاب و هاريانا، مقدماتي براي اجراي كشاورزي دقيق براي محصولات محوري چون برنج و گندم تدارك ديده شده است [Mishra et al., 2003].

نتيجه گيري و بحث
سيستم هاي كشاورزي دقيق با وجود اين كه محدود به كشورهاي توسعه يافته شده است اما در كشورهاي درحال توسعه و به ويژه هندوستان نيز در سال هاي اخير مورد بحث و بررسي قرار گرفته است و حتي تحقيقات جامعي نيز در حال اجراست. هدف اساس اين فنآوري، تحقق كشاورزي پايدار است كه در قالب كاهش استفاده، از نهادهايي چون كودهاي شيميايي و در نتيجه كاهش آلودگي هاي زيست محيطي به ويژه آلودگي هاي آب هاي زير زميني قابل دستيابي است. از طرفي غير يك نواختي پارامترهاي مهم خاك و گياه در داخل يك مزرعه نيز اين فنآوري را بيش از بيش مورد توجه قرار داده است. سيستم هاي سنجش از راه دور، GIS ،DGPS، VRT به كمك اين فنآوري آمده اند تا بتوان با حداقل خطا، مطابق نياز در مناسب ترين زمان و مكان، نهادها را به درستي اعمال كرد. اما موانع و مشكلاتي هم پيش رو بوده است كه هزينه هاي بالا، انتقال فنآوري و دانش فني مورد نياز به كشاورزان، توجيه اقتصادي و سودآوري، امكانات و تجهيزات ماهواره اي از جمله اين موانع بوده اند. با تركيبي مناسب از سيستم هاي سنجش از راه دور و سيستم مكان يابي جهاني و نيز كاربرد حسگرهايي كه بتوانند با حداكثر دقت پارامترهاي خاك را اندازهگيري نمايند مي توان عوامل محدود كننده اين فنآوري را به حداقل رسانده و در كشورهاي در حال توسعه اي چون ايران شاهد تحقق اين فنآوري بود. از طرفي تجربه كشورهاي مختلف نشان داده است كه رسيدن به اين فنآوري يك فرايند وقت گير و گام به گام است كه با مطالعات و آزمايشها و انجام پروژه هاي كاربردي و مفصل قابل حصول است. بنابراين اولين قدم در بحث كشاورزي دقيق براي كشورمان، شناسايي توانايي ها و قابليت هاي بالقوه اي است كه مي تواند بسياري از محدوديت ها را از سر راه برداشته و در نتيجه باعث محلي شدن اين فنآوري گردد. از طرفي بررسي و مطالعه دقيق تغيير پذيري مكاني و زماني ويژگي هاي مهم خاك و گياه از جمله عناصر غذايي، بافت خاك، رطوبت، عملكرد محصول، فشردگي و ساير عوامل نيز در مرحله اول به عنوان تجربه كشورهاي صاحب اين فنآوري ضروري به نظر مي رسد.
در نتيجه مي توان طي مراحل شناسايي و تشخيص سطح تغيير پذيري مزارع ايران، مديريت تغييرات و ارزيابي عملي فنآوري مذكور را براي محصولات محوري چون گندم و برنج در ايران متصور بود.

(علي محمد نيکبخت، حسن زکي ديزجي)

ريشه لغوي
واژه تراکتور يک کلمه خارجي است. و معني آن «کشنده» مي‌باشد. اين واژه اسم فاعل ساخته شده از واژه
(Tratiox) به معني کشش است.

ديدکلي
اين کلمه به ماشينهايي اطلاق مي‌شود که جهت کشيدن يک بار يا يک وسيله بکار مي‌ر‌وند. ‌در واقع تراکتور وسيله ايست که براي تامين قدرت مورد نياز جهت کشيدن وسايل و تجهيزات مورد استفاده قرار مي گيرد. شايد اکثريت مردم با شنيدن کلمه تراکتور ذهنشان به کشاورزي و کاربرد اين وسيله در کشاورزي معطوف گردد، ليکن لازم است بدانيم که تراکتورها داراي انواع گوناگوني مي‌باشند. مثلا تراکتورهايي با عنوان تراکتورهاي صنعتي و يا راهسازي نيز وجود دارند.

تاريخچه پيدايش و سير تکاملي
پيدايش ماشينهاي کشش (تراکتورها) به شکل امروزي در حدود 100 سال قبل آغاز شد. نمونه‌هاي اوليه تراکتورها براي استفاده در مزارع و به منظور کشيدن وسايل کشاورزي مثل گاو آهن مورد استفاده قرار مي گرفتند.

در اين انواع اوليه براي تامين کردن توان مورد نياز تراکتور از يک موتور بخار استفاده مي شد. اين موتور بخار براي آنکه کار کند به مقادير زيادي آب و ذغال سنگ نياز داشت. بنابراين اين تراکتورهاي اوليه بسيار بزرگ بودند و نياز به مراقبت و نگهداري زيادي داشتند بطوري که گاهي براي به حرکت درآوردن و استفاده از يک تراکتور ، موتور بخار به 15 نفر کارگر نياز بود. اين مدلهاي اوليه تراکتور داراي چرخهاي بسيار بزرگ فلزي بودند که مي توانستند وزن بسيار زياد تراکتور را تحمل نمايند. البته فلزي بودن چرخهاي تراکتور باعث کاهش سرعت ماشين مي شد. بنابراين در نمونه هاي بعدي و مدرن‌تر از چرخهاي لاستيکي استفاده شده است.

سير تکاملي تراکتورها با اختراع موتورهاي درون سوز روند سريعتري را پيدا کرد و البته در کنار اين اختراع که باعث اضافه شدن توان تراکتورها شد ، متعلقات و مکانيسم هاي پيچيده اي نيز مختص تراکتورها طراحي و استفاده شده است ، که نتيجه آن ساخت تراکتورهاي بسيار مدرن و همه کاره در حال حاضر است.
ساختمان تراکتور
تراکتورهاي امروزي همگي به موتورهاي درون سوز که از سوخت هاي فسيلي (بنزين ، گازوئيل ، گاز مايع) استفاده مي کنند. مجهز هستند. موتورهاي اين تراکتورها براي توليد توان از سوزاندن اين سوخت‌ها استفاده مي کنند. اين ماشينها (تراکتورها) داراي يک سري سيستم هاي مجزا ولي متصل به همديگر مي‌باشند که باعث مي‌شوند انرژي ذخيره شده در سوخت‌هاي فسيلي به انرژي مفيدي که کار انجام مي‌دهد، تبديل شوند. اين سيستم ها عبارتند از

سيستم تبديل انرژي سوخت به انرژي جنبشي (موتور)
سيستم انتقال نيرو
سيستم هيدروليکي
سيستم الکتريکي
سيستم کنترل بار (کنترل کشش)
سيستم فرمانگيري
سيستم تواندهي
اندازه تراکتورها
تراکتورهاي کشاورزي داراي انواع گوناگوني مي‌باشند. اندازه آنها از تراکتورهاي دوچرخ کوچک گرفته که داراي 10 اسب بخار قدرت مي‌باشند. تا تراکتورهاي بزرگ کمرشکن 8 چرخ که داراي بيش از 500 اسب بخار قدرت مي‌باشند ، تغيير مي‌کند. اين گوناگوني و تنوع زياد تراکتورها به خاطر گوناگوني و تنوع زياد کارهايي است که به کمک اين وسيله انجام مي پذيرد. بر اين اساس تراکتورها را بر مبناي نحوه کاربرد طبقه بندي مي‌کنند. در ادامه طبقه بندي تراکتورها را ذکر مي‌کنيم.

تراکتورهاي همه کاره (معمولي)
تراکتورهاي چرخ زنجيري
تراکتورهاي شاسي بلند
تراکتورهاي باغباني
تراکتورهاي چمن زني
تراکتورهاي حمل تنه درخت از جنگل
تراکتورهاي بارکن يا بيل مکانيکي
تراکتورهاي دستي (تيلر)
انواع تراکتورهاي چهار چرخ محرک

کاربردهاي تراکتور
براي بکارگيري و استفاده نيروي ايجاد شده توسط تراکتور يک سري پيش بيني‌ها در نحوه ساخت اين وسيله انجام شده است. مثلا در پشت اين وسيله جاهايي تعبيه شده است که بتوان وسايل مربوط به کشاورزي مثل گاو آهن يا ديسک را به آنجا متصل کرد و کشيد. از تراکتورها براي کارهاي ديگر نظير حمل و نقل نيز استفاده مي شود. حتي اگر هيچ باري هم به تراکتور متصل نباشد، حداقل اين وسيله مي‌تواند خود راننده را جابجا کند. کاربردهاي تراکتور را مي توان بصورت زير بر شمرد.

وسيله کشنده:
ادواتي مثل گاو آهن ها ، ديسک هاي سنگين و غيره به مالبند تراکتور قلاب شده و بوسيله آن کشيده مي شوند.

تامين کننده حرکت دوراني:
برخي از ماشينهايي که به تراکتور وصل مي شوند خود داراي قسمت‌هاي متحرک داخلي هستند که براي تامين نيروي مورد نياز آنها به تراکتور متکي مي باشند. مثل: کمباين هاي کششي ، دروگرها و چاپرها.

راه اندازي ماشينهاي ثابت:
گاهي براي تامين توان مورد نياز ماشينهاي ثابت از قبيل آسيابها ، پمپ‌هاي آبياري ، ژنراتورهاي برق ، خرمنکوب‌ها و غيره از تراکتور استفاده مي شود.

استفاده به عنوان بيل مکانيکي يا جرثقيل:
چنانچه تجهيزات لازم به يک تراکتور اضافه شود، مي‌تواند به عنوان بيل مکانيکي يا جرثقيل از آن استفاده شود.
نقش تراکتور در زندگي ما
با توجه به توضيحات مذکور و گستردگي دامنه فعاليت تراکتورها کميت و گستردگي کاربرد و تاثير آنها بر زندگي بشر قابل تصور است. بگونه‌اي که مي‌توان گفت چنانچه از اين وسيله استفاده نشود تعداد بسيار زيادي از مردم کره زمين به علت نداشتن غذا جان خواهند سپرد.

مکانیزآسیون کشاورزی

مكانيزاسيون كشاورزي در ايران موضوعي است كه طي سالهاي گذشته يا بهتر بگوئيم از سال 1345 ، يعني سالي كه قرارداد بين ايران و جمهوري روماني به منظور خريد تراكتور و بعضي ادوات كشاورزي منعقد شد و تعداد تراكتور از آن سال در كشور رو به فزوني گذاشت مورد بحث متخصصين فن بوده است.
وقتي از مكانيزاسيون كشاورزي صحبت به ميان مي آيد ، اكثرا به فكر كاربرد و استفاده از موتورهاي احتراق داخلي و ماشين هاي مختلف كشاورزي در مزارع مي افتند ، در حالي كه مكانيزاسيون به معني اعم، اين نيست كه حتما از موتور احتراق داخلي و يا از آخرين مدل هاي ماشين هاي كشاورزي استفاده شود. قبل از اينكه مكانيزاسيون كشاورزي را تعريف كنيم ، ابتدا لازم است موتور و ماشينرا از يكديگر تشخيص داده و جدا كنيم. "ماشين " وسيله اي است كه اگر به آن توان دهيم ، برايمان كار انجام مي دهد ولي خود به تنهايي قادر به انجام كار نيست . " موتور" وسيله اي است كه توليد توان مي كند ولي به تنهايي نمي تواند كاري انجام دهد مگر اينكه اين توان را به ماشيني بدهد تا آن ماشين بتواند كار توليد كند. به طور مثال يك گاوآهن را مي توان به وسيله ي يك يا چند حيوان كار به حركت درآورد و زميني را شخم زد ، گاوآهن در اينجا ماشين را تشكيل مي دهد و حيوان يا حيواناتي كه آن را مي كشند در حكم موتور مي باشند. يك موتور ممكن است در يك زمان، دو ماشين را به حركت درآورد و گاهي حركت هر دو ماشين ، براي انجام كار ، ضروري است.
اكنون با روشن شدن فرق بين ماشين و موتور مي توان مكانيزاسيون كشاورزي را تعريف نمود. كلمه ي مكانيزاسيون در كشاورزي مترادف با كلمه ي اتوماسيون در صنعت است كه خود به معني اتوماتيك كردن مي باشد و اتوماتيك كردن يعني كم كردن كار كارگري. بنابراين مكانيزاسيون يعني استفاده از ماشين و موتور در كشاورزي جهت كاهش نياز به نيروي كارگري. البته اين نياز هنگامي به وجود مي آيد كه درآمد حاصل از كار كارگري كمتر از درآمد به دست آمده از جايگزين نمودن ماشين و موتور باشد كه خود به عوامل متعددي از جمله عوامل زير بستگي دارد:
1- دستمز كارگر بالا باشد.
2- مشكلات كارگري موجب وقفه در كار، در زمان معين شود.
3- زيان هاي حاصل از طولاني بودن كار كارگري بيش از هزينه هاي استفاده از ماشين و موتور شود.
4- كيفيت كار ماشين آنقدر بالا باشد كه هزينه هاي آ را مستهلك نمايد.
معني اعم مكانيزاسيون كشاورزي اتخاذ هر روشي است كه موجب ازدياد درآمد شود. با اين تعريف جايگزين كردن كارگر با ماشين و موتور يكي از روش ها محسوب مي شود و استفاده از بذر اصلاح شده براي بدست آوردن عملكرد محصول بيشتر روشي ديگر، كه هر دو بخشي از موضوع مكانيزاسيون هستند.

آشنايي با وضعيت كشاورزي سنتي ايران
ايران از قديم الايام مهد تمدن هاي باستاني و يكي از مراكز توليد مواد كشاورزي دنياي باستان بوده است.به طوري كه بسياري از پيشرفتهاي كشاورزي و دامپروري مانند پرورش اسب و ترويج نباتات سودمند را بايد مرهون زحمات و ابتكارات اهالي اين مرزوبوم دانست. حفاري هايي كه در تپه ي سيالك كاشان انجام يافته ، نشان مي دهد كه حدود شش هزار سال پيش ، كشاورزي در ميان مردم آن منطقه معمول بوده و ايرانيان متمدن قرن ها پيش از اين در اين راه كار كرده اند. از نقش روي استوانه اي كه در شهر شوش كشف شده ، معلوم گرديده كه در سه هزار سال قبل از ميلاد مسيح مردم ايران گندم را در مخزن هايي كه امروزه هم در بعضي از نواحي ديده مي شود ،ريخته و انبار مي كرده اند. يونجه ، اين علوفه ي پر ارزش براي دام ها ، توسط ايرانيان به يونان و سپس به روم و ساير نقاط جهان برده شد.
ابزارهاي كشاورزي كه در ايران باستان به كار مي رفت شامل انواع ابزارهاي دستي ساده مانند بيلها، كج بيلها ، داسهاي دسته كوتاه ، كلنگ و وسائل دامي چوبي از قبيل گاوآهن ، هرسهاي دندانه اي ، خرمن كوبها و غيره بوده اند.
منبع توان و ابزارهاي كشاورزي معمول امروزي در نقاط مختلف كشور بخصوص در نقاط دورافتاده به مرور زمان تغيير زيادي پيدا نكرده و با ابزارهاي قديمي فرق چنداني ندارند. هنوز در اكثر نقاط دور افتاده ي كشور از يك يا دو جفت گاو به عنوان توان كششي منحصر به فرد و از گاوآهن هاي دامي چوبي و هرسهاي دندانه اي ، خرمن كوبها و ساير وسائل كه اكثرا از چوب ساخته شده اند به عنوان ابزار مورد نياز استفاده مي گردد.

شرايط و امكانات توسعه ماشين هاي كشاورزي در ايران
در كشور ما استفاده از تراكتور و ماشبن هاي كشاورزي خيلي ديرتر از كشورهاي اروپايي و امريكا شروع شد و اصولا در قرن هيجدهم كه در اروپا گاوآهن هاي فلزي برگردان دار معمول شد، و در قرن نوزدهم كه خرمن كوبهاي جديد در امريكا اختراع گرديد ، در وسائل و ادوات كشاورزي كشور ما هيچگونه تغييري حاصل نگرديد. عملا در طول 50 تا 60 سال اخير بوده است كه به تدريج كشاورز ايراني با انواع ماشين هاي كشاورزي آشنا شده است، اما هنوز هم آن طوري كه شرايط امروز ايجاب مي كند كشاورزي مملكت ما ماشيني نگشته است و در مواردي هم كه اين امر به صورتي انجام گرفته است ، به علل بنيادي مواجه با مشكلات عديده اي مي باشد كه همه ي دست اندركاران و منخصصين كشاورزي ماشيني با آن آشنا هستند.
اولين گاوآهن فلزي برگردان دار دامي در زمان ناصرالدين شاه قاجار به ايران وارد شد و در اروميه مورد استفاده قرار گرفت . اولين نمايشگاه ماشين هاي كشاورزي در سال 1300 خورشيدي در تهران برگزار گرديد . اولين تراكتور نفتي ساده به دستور رضاخان در سال 1308 بري مدرسهي فلاحت خريداري گرديد و اين مدرسه بعدها به دانشكده كشاورزي تبديل شد. با وقوع جنگ جهاني دوم و مشكلات داد و ستد با كشورهاي فروشنده و همچنين اثرات اين جنگ در امور داخلي كشور، عملا اين طرح متوقف و بهره برداري از آن نيز مسكوت ماند. پس از جنگ كمكم سرمايه داران و بعضي از شركت ها شروع به وارد كردن تراكتور در ايران نمودند. ابتدا روستاييان از پذيرفتن تراكتور و ماشين هاي كشاورزي در مزارع خود خودداري مي كردند و اعتقاد داشتند كه بركت كشاورزي در سم گاوها مي باشد، ولي به تدريج كه با نتايج كار آشنا شدند تا حدودي آنها را پذيرفتند.
آغاز فعاليت بنگاه توسعه ماشين هاي كشاورزي از سال 1331ر حقيقت سرآغاز ماشيني كردن كشاورزي ايرا ن به شمار مي رود. اين مؤسسه از سال 1331 تا سال 1336 خود اقدام به وارد كردن تراكتور و ماشين هاي كشاورزي مي نمود و آنها را به اقساط به فروش مي رساند ، اما از سال 1336 تا سال 1345 بنگاه به متقاضيان خريد تراكتور وام ميداد تا آنها مطابق سليقه و امكانات خود اقدام به خريد تراكتور و كمباين و ساير ادوات كشاورزي بنمايند.اين طرز كار سبب شد كه به تدريج مارك هاي مختلف تراكتور و كمباين م به تعداد كمي وارد كشور شود و چون براي فروشندگان تامين لوازم يدكي و تعميرگاه هاي لازم مقرون به صرفه نبود، اغلب اين وسائل در مدت كوتاهي از كار افتاده و بي استفده مي ماند.
در سال 1345 قراردادي با كشور جمهوري روماني منعقد شد كه طي آن تعدادي تراكتور و ساير ادوات كشاورزي از جمله گاوآهن و ... از طريق بنگاه توسعه ماشين هاي كشاورزي در اختيار كشاورزان گذاشته شود. طبق اين قرار داد در مراكز عمده فروش اقدامات لازم براي تاسيس نمايندگيهاي لوازم يدكي تعميرگاه هاي ثابت و سيار به عمل آمد. به موازات اين قرارداد از سال 1346 شروع به ساخت كارخانه ي تراكتور سازي تبريز شد كه از سال 1349 بهره برداري از آن آغاز شد، قطعات تراكتور از روماني وارد و در آن كارخانه مونتاژ گرديد .در حال حاضر مونتاژ تراكتورهاي مسي فرگوسن نيز در اين كارخانه انجام مي گيرد، همچنين كارخانه ي جاندير اراك به مونتاژ تراكتور ، كمباين و ساير ادوات كشاورزي جاندير پرداخت.
در حال حاضر كارخانه جات تراكتورسازي ايران ، تراكتورهاي يونيورسال مدل 650M با توان 65 اسب بخار، تراكتور مسي فرگوسن مدل 399 با توان 110 اسب بخار و مدل285 با توان 75 اسب بخار و مدل 240 با توان 47 اسب بخار و تراكتورهاي مدل 750ITM با توان 75 اسب بخار را توليد مي كند.

نيروي كار انساني و لزوم استفاده ي ماشين در كشاورزي ايران
با توجه به ارقام و آمار موجود و تقليل جمعيت روستايي، به طور طبيعي نياز به تراكتور و ماشين هاي كشاورزي جهت جبران توان انساني بيشتر خواهد شد . اما در تامين توان مكانيكي مورد نياز، بررسي انواع تراكتور و ماشين هاي مورد نياز كشاورزي ايران با توجه به سطح پايين تكنولوژي در كشور و به خصوص روستاها كه متناسب با سطح محدود زير كبراي هر كشاورز و دامدار مي باشد بايد مورد توجه قرار گيردو سعي در بالا بردن دانش كشاورزي كشاورزان و آموزش آنها در استفاده ي صحيح از ماشين، شود. به خصوص تلاش در محدود كردن انواع تراكتورها و ماشين هاي وارده به چند نوع متناسب با شرايط خاص مناطق مختلف كشور ، و سعي در ساختن بعضي ما شين ها وابزار در داخل كشور كه امكان ساخت آنها وجود دارد ، تامين و ساخت لوازم يدكي ، تربيت كارگران ماهر و متخصصين براي به كار بردن تراكتور و ماشين هاي مورد نياز و ايجاد تعميرگاه ها به تعداد كافي در نقاط مختلف كشور، از جمله برنامه هايي است كه در آينده بايد به طور وسيع و كاملتر انجام گيرد.