Authors

Abstract

Fruit branch pruning is still done manually, resulting in high labor costs, ergonomic hazards, and low efficiency and productivity. Furthermore, there are some limitations with imported agricultural machines because of their high prices and inappropriate local conditions. Hence, the present study aims to manufacture a local device for fruit branch pruning based on validating the correct stem-cutting position using a branch guide. The manufactured device comprises a 60 W electric motor, a formed base, a teethed pruning disc, a telescopic tube made up of the picker-cutting mechanism of the device, and a 12–Volt rechargeable dry battery. The device was made from local and light materials to allow a telescopic tube to reach the high position of the citrus fruit branches and consider ergonomic aspects. Field trials were executed on sour oranges trees to assess the pruning device’s performance as a function of change in cutting disc speeds (9.81, 13.74, 17.66, and 21.59 m/s), cutting disc teeth numbers (60, 80, and 100 teeth), different groups of branches diameters {A (from 5 mm to less than 10 mm), B (10 mm to less than 20 mm), C (from 20 mm to less than 30 mm) and D (from 30 mm to less than 40 mm)}. The manufactured device was assessed in terms of device productivity, pruning efficiency, pruning damage, power requirements, specific energy, and operating cost. The results indicated that the highest device productivity and pruning efficiency were 780, 218, 100 and 65 branch/h; and 96.0, 94.0, 92.0 and 90.5%, while the lowest pruning branch damage were 4.0, 6.0, 8.0 and 9.5%, specific energy were 0.0447, 0.1645, 0.4050 and 0.700 Wh per branch, for the groups of branches diameters A, B, C, and D respectively. The current investigation recommended that the optimal operational conditions were using the manufactured device for pruning citrus trees at 17.66 m/s pruning disc speed with a pruning disc teeth number of 60 teeth.

Abstract in Arabic

لا يزال تقليم أغصان الفاكهة يتم بالصورة اليدوية، والذي ينتج عنه ارتفاع تكاليف العمالة والمخاطر الجسدية للعامل وانخفاض كفاءة وانتاجية العامل لعملية التقليم. علاوة على ذلك، هناك بعض القيود بالنسبة لاستيراد الآلات الزراعية بسبب ارتفاع أسعارها وعدم ملاءمتها للظروف المحلية. ومن ثم، تهدف الدراسة الحالية إلى تصنيع جهاز محلي لتقليم أغصان الفاكهة حيث يعتمد في تصميمه على التحقق من صحة موضع قطع الساق الصحيح باستخدام دليل الفرع. ويتكون الجهاز من موتور كهربي بقدرة 60 وات، وقاعدة مشكلة، وقرص تقليم مسنن وأنبوب تلسكوبي وبطارية جافة 12 فولت. تم تصنيع الجهاز من خامات محلية وخفيفة الوزن للسماح لأنبوب تلسكوبي بالوصول إلى الموضع المرتفع لأغصان الشجرة وأيضا لمراعاة بيئة عمل مريحة للعامل. وأجريت التجارب على أشجار النارنج لتقييم أداء جهاز التقليم عند استخدام أربع سرعات لقرص القطع (9.81، 13.74، 17.66 و21.59 م/ث)، عدد أسنان قرص القطع (60، 80، 100 سن)، أربع مجموعات مختلفة لأقطار الفروع {A (من 5 مم إلى أقل من 10 مم)،) B 10مم إلى أقل من 20 مم)، C (من 20 مم إلى أقل من 30 مم) و D (من 30 مم إلى أقل من 40 مم)}. وتم تقييم أداء الجهاز المصنع من حيث إنتاجية الجهاز وكفاءة التقليم ونسبة تلف الناتج عن التقليم ومتطلبات القدرة والطاقة والتكلفة التشغيلية. وأظهرت النتائج أن أعلى قيم إنتاجية للجهاز وكفاءة التقليم كانت 780 و218 و100 و65 فرعًا في الساعة؛ و96.0 و94.0 و92.0 و90.5٪ بينما كانت أقل قيم تلف فرع التقليم 4.0 و6.0 و8.0 و9.5٪ ومتطلبات الطاقة 0.0447 و0.1645 و0.4050 و0.700 وات ساعة لكل فرع لمجموعات الفروع بأقطار A و B و C و D على التوالي. وأوصت الدراسة الحالية بان ظروف التشغيل المثلى هي باستخدام جهاز التقليم المصنع عند سرعة تقليم 17.66 م/ث مع قرص القطع بعدد أسنان 60 سن لتقليم أشجار الحمضيات.