Une machine de gestion des résidus pour hacher les résidus de paddy dans une rizière récoltée par une moissonneuse-batteuse

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 5077 (2023) Citer cet article

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De nos jours, les moissonneuses-batteuses sont l'appareil le plus couramment utilisé pour récolter les cultures ; en conséquence, une grande quantité de matière végétale et de résidus de récolte est concentrée dans une bande étroite de matière végétale qui sort de la moissonneuse-batteuse, ce qui complique la tâche de gestion des résidus. Cet article vise à développer une machine de gestion des résidus de récolte capable de hacher les résidus de paddy et de les mélanger avec le sol de la rizière récoltée combinée. A cet effet, deux unités importantes sont rattachées à la machine développée : les unités de hachage et d'incorporation. Le tracteur exploite cette machine comme source principale, avec une plage de puissance d'environ 55,95 kW. Les quatre paramètres indépendants sélectionnés pour l'étude étaient la vitesse de rotation (R1 = 900 & R2 = 1 100 tr/min), la vitesse d'avancement (F1 = 2,1 & F2 = 3,0 km/h), le réglage horizontal (H1 = 550 & H2 = 650 mm) et le réglage vertical. ajustement (V1 = 100 & V2 = 200 mm) entre l'arbre du broyeur de paille et l'arbre du rotavator et son effet a été constaté sur l'efficacité de l'incorporation, l'efficacité du déchiquetage et la réduction de la taille des résidus de paddy hachés. L'incorporation des résidus et l'efficacité de broyage étaient les plus élevées dans les arrangements V1H2F1R2 (95,31 %) et V1H2F1R2 (61,92 %). La réduction des déchets des résidus de paddy hachés a été enregistrée au maximum à V1H2F2R2 (40,58%). Par conséquent, cette étude conclut que la machine de gestion des résidus développée avec quelques modifications dans la transmission de puissance peut être suggérée aux agriculteurs pour surmonter le problème des résidus de paddy dans les rizières récoltées de manière combinée.

La récolte produit de la paille comme sous-produit depuis des siècles, ce qui en fait une ressource agricole importante1. Malgré ses ressources naturelles, la paille après récolte est d’une immense valeur en tant qu’amélioration de la fertilité et de la structure du sol2. Le deuxième principe de l’agriculture de conservation est la rétention des résidus, qui contribue à la santé du sol, réduit l’érosion du sol et améliore la teneur en humidité du sol, améliorant ainsi la teneur en matières organiques du sol, augmentant ainsi les rendements des cultures et l’utilisation d’énergie3. Divers facteurs influencent la rétention des résidus sur le terrain, notamment les pratiques de gestion des cultures, du sol, du climat, de la pente et des résidus.

Les rendements des principales cultures ont considérablement augmenté entre 1949-1950 et 2017-18. Il était d'environ 379,8% pour le paddy, 1460,4% pour le blé, 1337,6% pour le maïs, 209,9% pour les légumineuses, 388,7% pour les oléagineux et 669,3% pour la canne à sucre4. La plupart des résidus de récolte sont brûlés dans les champs au lieu d'être utilisés pour nourrir les animaux, fabriquer du compost nutritionnel ou planter des champignons, même s'ils peuvent être transformés en bioénergie pour l'approvisionnement et le développement rural5,6. Il existe une correspondance directe entre la productivité des cultures et la disponibilité d’énergie dans la production agricole. Environ 371 millions de tonnes de résidus de récolte sont produites chaque année en Inde, dont 27 à 36 % de résidus de blé et 51 à 57 % de résidus de paddy7,8. Dans la région nord-ouest (NO) de l'Inde, à savoir le Pendjab, l'Haryana et l'Uttar Pradesh, les résidus des cultures de riz sont brûlés in situ, ce qui constitue une autre pratique de gestion courante. Les résidus de combustion contribuent jusqu'à 20 % au budget d'émissions de combustion de déchets agricoles dans le nord-ouest de l'Inde9. Chaque tonne de paille (riz et blé) brûlée libère 3 kg d'une matière particulière, 60 kg de CO, 1 460 kg de CO2, 199 kg de cendres et 2 kg de SO210, provoquant un réchauffement climatique important et des pluies acides. Et environ 32 à 67 % du poids de la paille et 27 à 73 % de l'azote sont perdus à cause du brûlage1,11. En Inde, en 2000, la combustion du paddy et de la paille de blé devrait émettre respectivement 110, 2 306, 2 et 84 gigagrammes (Gg) de CH4, CO et NOx12. Ainsi, le pays doit renforcer la mécanisation agricole pour la production alimentaire et la qualité de vie. Dans de nombreuses pratiques agricoles, les coûts de production sont assez élevés en raison de l'intensité du travail nécessaire aux différents aspects des opérations agricoles. En revanche, la part des sources d’énergie mécaniques et électriques est passée de 7 % à environ 90 % au cours de la même période. Dans l'agriculture indienne, il existe une prépondérance de petites exploitations opérationnelles principalement employées à des fins agricoles ; cela signifie que la consolidation des propriétés foncières sera nécessaire pour récolter les bénéfices de la mécanisation agricole13.