Una macchina per la gestione dei residui per la triturazione dei residui di risaia in risaie raccolte con mietitrebbia

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 5077 (2023) Citare questo articolo

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Al giorno d'oggi, le mietitrebbie sono il dispositivo più comunemente utilizzato per la raccolta dei raccolti; di conseguenza, una grande quantità di materiale vegetale e residui colturali si concentra in una stretta fascia di materiale vegetale che esce dalla mietitrebbia, complicando il compito di gestione dei residui. Questo articolo mira a sviluppare una macchina per la gestione dei residui colturali in grado di tritare i residui di risaia e mescolarli con il terreno della risaia raccolta combinata. A questo scopo alla macchina sviluppata sono annesse due importanti unità: il gruppo di triturazione e quello di incorporazione. Il trattore aziona questa macchina come fonte principale, con una gamma di potenza di circa 55,95 kW. I quattro parametri indipendenti selezionati per lo studio erano la velocità di rotazione (R1 = 900 e R2 = 1100 giri/min), la velocità di avanzamento (F1 = 2,1 e F2 = 3,0 Kmph), la regolazione orizzontale (H1 = 550 e H2 = 650 mm) e la regolazione verticale regolazione (V1 = 100 e V2 = 200 mm) tra l'albero del trinciapaglia e l'albero della fresa e il suo effetto è stato riscontrato sull'efficienza di incorporazione, sull'efficienza di triturazione e sulla riduzione delle dimensioni dei residui di riso tritato. L'incorporazione dei residui e l'efficienza di triturazione erano più elevate con le soluzioni V1H2F1R2 (95,31%) e V1H2F1R2 (61,92%). La riduzione dei residui di riso tritato è stata registrata al massimo a V1H2F2R2 (40,58%). Pertanto, questo studio conclude che la macchina per la gestione dei residui sviluppata con alcune modifiche nella trasmissione di potenza può essere suggerita agli agricoltori per superare il problema dei residui di risaia nelle risaie a raccolta combinata.

Per secoli la raccolta dei raccolti ha prodotto la paglia come sottoprodotto, rendendola un'importante risorsa agricola1. Nonostante le sue risorse naturali, la paglia dopo il raccolto ha un immenso valore come fertilizzante del suolo e potenziatore della struttura2. Il secondo principio dell’agricoltura conservativa è la ritenzione dei residui, che contribuisce alla salute del suolo, riduce l’erosione del suolo e migliora il contenuto di umidità nel suolo, migliorando il contenuto organico del suolo, aumentando così i raccolti e l’uso di energia3. Vari fattori influenzano la ritenzione dei residui sul campo, comprese le pratiche di gestione delle colture, del suolo, del clima, della pendenza e dei residui.

C’è stato un enorme aumento dei raccolti delle principali colture dal 1949-50 al 2017-18. Era circa il 379,8% nel risone, il 1460,4% nel grano, il 1337,6% nel mais, il 209,9% nei legumi, il 388,7% nei semi oleosi e il 669,3% nella canna da zucchero4. La maggior parte dei residui colturali vengono bruciati nei campi invece di essere utilizzati per nutrire gli animali, produrre compost nutrizionale o piantare funghi, anche se possono essere trasformati in bioenergia per l’approvvigionamento e lo sviluppo rurale5,6. Esiste una corrispondenza diretta tra la produttività delle colture e la disponibilità di energia nella produzione agricola. Ogni anno in India vengono prodotti circa 371 milioni di tonnellate di residui colturali, di cui i residui di grano rappresentano il 27–36% e i residui di risaia rappresentano il 51–57%7,8. Nella regione nord-occidentale dell’India, vale a dire Punjab, Haryana e Uttar Pradesh, i residui delle risaie vengono bruciati in situ, un’altra pratica di gestione comune. I residui della combustione contribuiscono fino al 20% al bilancio delle emissioni di rifiuti agricoli bruciati nell’India nordoccidentale9. Ogni tonnellata di paglia (riso e grano) durante la combustione rilascia 3 kg di una sostanza particolare, 60 kg di CO, 1460 kg di CO2, 199 kg di ceneri e 2 kg di SO210, causando un significativo riscaldamento globale e piogge acide. E circa il 32–67% del peso della paglia e il 27–73% dell'azoto vengono persi a causa della combustione1,11. Si prevede che il riso e la paglia di grano bruciati in India nel 2000 emetteranno rispettivamente 110, 2306, 2 e 84 gigagrammi (Gg) di CH4, CO e NOx12. Pertanto, il Paese deve potenziare la meccanizzazione agricola per la produzione alimentare e la qualità della vita. In molte pratiche agricole, i costi di produzione sono piuttosto elevati a causa dell’intensità del lavoro impiegato nei diversi aspetti delle operazioni agricole. Nello stesso periodo, invece, la quota delle fonti di energia meccaniche ed elettriche è aumentata dal 7% al 90% circa. Nell'agricoltura indiana prevalgono le piccole aziende operative impiegate principalmente per operazioni agricole; ciò significa che il consolidamento delle proprietà fondiarie sarà necessario per raccogliere i benefici della meccanizzazione agricola13.