Nghiên cứu hoàn thiện một số bộ phận chính của máy cấy mạ thảm phù hợp với điều kiện việt nam

Luận văn

bộ Giáo dục và đào tạo

TRường đại học nông nghiệp i – hà nội

Hà nội – 2007

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và ch−a đ−ợc sử dụng để bảo vệ một học vị nào Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này

đ1 đ−ợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đ−ợc chỉ

rõ nguồn gốc

Tác giả

Lê Quyết Tiến

Lời cảm ơn Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nông nghiệp I Hà Nội, tôi đ1 nhận được sự giúp đỡ, giảng dạy nhiệt tình của các thầy cô giáo trong trường Nhân dịp này tôi xin được bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô

Tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới gia đình và TS Đỗ Hữu Quyết, người đ1 tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài nghiên cứu này Tôi xin chân thành cám ơn TS Lê Sỹ Hùng – Trưởng phòng CGH canh tác – Viện cơ điện NN và Công nghệ STH đ1 động viên và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cám ơn Bộ môn Cơ học kỹ thuật khoa Cơ Điện Trường

Đại học Nông Nghiệp I Hà Nội, cùng các đồng nghiệp tại Viện Cơ điện NN và CNSTH, Công ty Máy kéo và Máy nông nghiệp đ1 giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài

Trong quá trình thực hiện đề tài bản thân đ1 có nhiều cố gắng, song không thể tránh khỏi thiết sót Rất mong tiếp tục nhận được sự đóng góp ý kiến của thấy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn

Tác giả

Lê Quyết Tiến

Mục lục Trang

Lời cam đoan i

Lời cám ơn ii

Mục lục iii

Danh mục bảng vi

Danh mục hình vii

Lời mở đầu 1

Chương I: Tổng quan về tình hình nghiên cứu máy cấy lúa trong nước và thế giới 1.1 Tình hình nghiên cứu máy cấy lúa trên thế giới 3

1.1.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất mạ thảm và máy cấy ở Nhật Bản 3

1.1.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất mạ và máy cấy lúa ở Hàn Quốc 5

1.1.3 Tình hình nghiên cứu máy cấy mạ thảm tại Đài Loan 7

1.1.4 Tình hình nghiên cứu máy cấy lúa mạ thảm ở Trung Quốc 9

1.1.5 Tình hình nghiên cứu máy cấy lúa mạ thảm tại các nước khác ở châu á 12

1.2 Tình hình cơ giới hoá sản xuất lúa ở Việt Nam 12

1.2.1 Tình hình sản xuất lúa hoá nói chung 12

1.2.2 Phương pháp canh tác lúa 13

1.2.3 Tình hình cơ giới hoá sản xuất mạ và cấy lúa ở nước ta 16

Chương II: phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 21

2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát 21

2.3 Phương pháp phân tích đáng giá 21

2.4 Phương pháp nghiên cứu thử nghiệm máy thực 22

Chương III Nghiên cứu lựa chọn kết cấu và nguyên lý làm việc

của máy cấy phù hợp với điều kiện nước ta

3.1 Yêu cầu sản xuất mạ thảm sử dụng máy cấy 24

3.2 Phân loại máy cấy 27

3.3 Quá trình nghiên cứu máy cấy mạ thảm 28

3.3.1 Máy cấy người lái lội ruộng 28

3.2.2 Máy cấy mạ thảm tự hành 29

3.4 Lựa chọn mẫu máy cấy phù hợp với điều kiện Việt Nam 30

3.4.1 Cơ sở lựa chọn mẫu máy 31

3.4.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy cấy 2ZT9356 31

3.4.3 Khảo nghiệm máy cấy 2ZT9356 trong điều kiện thực tế 33

Chương VI, Nghiên cứu Hoàn thiện máy cấy mạ thảm phù hợp với điều kiện kỹ thuật Việt Nam 4.1 Xác định các thông số kết cấu cơ bản của máy cấy lúa mạ thảm 38

4.2 Thiết kế, cải tiến hệ thống cung cấp mạ 39

4.3 Thiết kế, cải tiến cụm tay cấy 43

4.4 Nghiên cứu quỹ đạo chuyển động 46

4.5 Kết quả khảo nghiệm máy cấy mạ thảm 58

Chương V: Kết luận và đề nghị 63

Tài liệu tham khảo 64

Phần phụ lục 65

Danh mục các bảng

Số bảng Tên bảng Trang

1.1 Các nước có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới năm 1996 3

1.2 Tốc độ cơ giới hoá cấy lúa ở Nhật Bản 4 1.3 Mức độ cơ giới hoá hoá cấy lúa ở Nhật Bản 4 1.4 Sản lượng máy cấy hàng năm của Nhật Bản 5 1.5 Số lượng máy cấy và diện tích cấy máy hàng năm ở Hàn Quốc 6 1.6 Các loại máy cấy phổ biến ở Hàn Quốc 7 1.7 Tốc độ phát triển các Trung tâm sản xuất mạ khay tại Đài Loan 8 1.8 Số lượng máy cấy hàng năm của Đài Loan 9 1.9 Diện tích, năng suất lúa theo từng vùng vụ Chiêm xuân 2003 12 1.10 Diện tích, năng suất lúa theo từng vùng vụ Hè thu năm 2003 13 1.11 Năng suất và chi phí lao động cho máy cấy 19 2.1 Chỉ tiêu và phương pháp xác định 22 2.2 Dụng cụ đo 22 3.1 Các chỉ tiêu khảo nghiệm máy cấy mẫu 34

3.2 Các thông số kỹ thuật của máy cấy mẫu 36

4.1 Mối tương quan giữa vị trí điều chỉnh và diện tích cắt mạ 54

4.2 Mối tương quan giữa vị trí điều chỉnh và độ sâu cấy 56

4.3 Thông số kỹ thuật của máy cấy mạ thảm 57 4.4 Kết quả thử nghiệm 59 4.5 Các dụng cụ đo 59 4.6 Các điều kiện khi thử máy cấy 60 4.7 Kết quả thử tính năng làm việc trên đồng của máy cấy mạ thảm 61

Danh mục các hình

Số hình Tên hình Trang 3.1 Quá trình phát triển của mạ cấy 24 3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất mạ thảm 24 3.3 Hệ thống sản xuất mạ thảm công nghiệp 25 3.4 Sơ đồ sản xuất mạ thảm trên ruộng 26

3.7 Máy cấy mạ thảm người ngồi lái 29 3.8 Máy cấy tốc độ cao 30 3.9 Máy cấy mạ thảm tại Trung Quốc 31 3.10 Máy cấy 2TZ -9356B khảo nghiệm trên sân 32 3.11 Máy cấy đang làm việc trên đồng 35 3.12 Sơ đồ chạy máy trên ruộng 35

4.2 Cấu tạo hệ thống cung cấp mạ và tay cấy 39 4.3 Trục cam xoắn 40 4.4 Chốt dẫn hướng 40

4.7 Chốt dẫn hướng mới 42 4.8 Mô hình làm việc hệ thống cung cấp mạ 42

4.10 Cấu tạo bộ côn trượt 44 4.11 Cụm tay cấy với côn trượt cũ 44 4.12 Côn chống quá tải mới 45 4.13 Cụm tay cấy theo phương án mới 45 4.14 Mô hình quỹ đạo làm việc của tay cấy tốc độ cao (high speed) 46

4.15 Mô hình quỹ đạo làm việc của tay cấy thông thường 46

4.17 Vị trí cần lắc tay cấy ở điểm chết trên 47

4.18 Vị trí cần lắc tay cấy ở điểm chết dưới 48

4.19 Quỹ đạo chuyển động của nỉa tách mạ 48

4.20 Quỹ đạo chuyển động của cần dúi mạ 49

4.21 Quỹ đạo của nỉa tách mạ và cần dúi mạ khi làm việc đồng thời 50

4.22 Cấu tạo cửa lấy mạ 51

4.23 Của lấy mạ khi nỉa lấy mạ đi vào 52

4.24 Vị trí lấy mạ khi vít điều chỉnh cần lắc ở điểm chết dưới 52

4.25 Vị trí lấy mạ khi vít điều chỉnh cần lắc ở điểm chết trên 52

4.26 Khoảng cách điều chỉnh cần lắc 53

4.27 Quỹ đạo tay cấy khi vít điều chỉnh ở vị trí trên cùng 54

4.28 Độ sâu cấy khi vít điều chỉnh ở vị trí trên cùng 55

4.29 Quỹ đạo tay cấy khi vít điều chỉnh ở vị trí dưới cùng 55

4.30 Độ sâu cấy khi vít điều chỉnh ở vị trí dưới cùng 55

4.31 Máy cấy lúa mạ thảmtại nơi sản xuất 56

4.32 Máy cấy mạ thảm khảo nghiệm 58

Lời mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài

Lúa nước là một trong những cây lương thực chính của thế giới, sản xuất lúa nước chủ yếu tập trung ở các nước châu á, như Trung Quốc, ấn Độ, Thái Lan, Pakistan, Việt Nam… ở nước ta lúa là cây lương thực chính Hàng năm tổng diện tích gieo, cấy lúa hơn 7,5 triệu ha, sản lượng thóc đạt hơn 30 triệu tấn/ năm, không chỉ đủ cung cấp lương thực cho toàn quốc mà còn xuất khẩu khoảng 3,5 triệu tấn/ năm, đứng hàng thứ 2 trên thế giới

Do điều kiện tự nhiên và khí hậu khác nhau nên ở Việt Nam lúa được canh tác bằng cả hai phương thức là gieo thẳng và cấy Làm mạ và cấy lúa là một khâu hết sức vất vả và nặng nhọc trong quá trình canh tác và sản xuất lúa Khi cấy lúa người nông dân phải cúi gập người liên tục và lội trong bùn nước trong

điều kiện thời tiết khắc nhiệt (nóng bức trong vụ hè và giá rét trong vụ đông - xuân) Làm mạ và cấy lúa chiếm khoảng 30% tổng thời gian lao động cho sản xuất lúa và yêu cầu tính thời vụ cao Vào vụ cấy phải huy động toàn bộ lực lượng lao động nông thôn để nhổ mạ và cấy lúa Hiện nay ở nước ta khâu cấy lúa là khâu duy nhất chưa được cơ giới hoá Nếu giải quyết được cơ giới hoá khâu cấy lúa sẽ góp phần giải quyết được nhiều vấn đề như:

- Thay thế lao động thủ công nặng nhọc, vất vả, kịp thời vụ;

- Giảm chi phí sản xuất, tăng năng suất lúa;

- Giảm chi phí công lao động 30- 50%;

- Đảm bảo mật độ cấy đồng đều, thẳng hàng;

- Tạo điều kiện cho người lao động tham gia phát triển các ngành nghề khác thu nhập cao hơn Đồng thời cơ giới hoá cấy lúa sẽ tạo điều kiện tốt cho các khâu cơ giới hoá chăm sóc và thu hoạch lúa

ở các nước trồng lúa nước có nền nông nghiệp phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan và gần đây là Trung Quốc các khâu canh tác lúa đ1 được

cơ giới hoá hoàn toàn 100% Sau khi Nhật Bản phát triển sản xuất mạ theo phương pháp mạ thảm gieo trên khay phục vụ máy cấy thì máy cấy phát triển rất nhanh Chỉ trong thời gian 5 năm (từ 1972 - 1977) Nhật Bản đ1 đưa cơ giới hoá cấy lúa vào toàn bộ diện tích trồng lúa của họ (2,5 triệu ha) Tuy nhiên máy cấy của Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc có mật độ cấy thưa (hàng cánh hàng 300 mm) không phù hợp với yêu cầu nông học của cây lúa ở nước ta

Việt Nam có khí hậu nhiệt đới, mỗi năm trồng từ 2 đến 3 vụ lúa, lúa phát triển nhanh mật độ cấy dày Vì vậy lúa cấy mật độ dày so với các nước có khí hậu ôn đới Nhập khẩu các loại máy cấy của nước ngoài vừa có giá thành cao vừa không phù hợp với điều kiện nông học của cấy lúa nước ta

Trước nhu cầu cấp thiết của sản xuất trong việc cơ giới hoá khâu cấy lúa, với mục tiêu đưa ra mẫu máy cấy phù hợp với cây lúa nước ta và mẫu máy cấy phải

đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cơ khí của Việt Nam Chúng tôi đ1 lựa chọn luận văn : ‘Nghiên cứu hoàn thiện một số bộ phận chính của máy cấy mạ thảm phù hợp với điều kiện Việt Nam ’’

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Trên cơ sở của mẫu máy cấy của đề tài đ1 có, mục tiêu nghiên cứu của luận văn là: Hoàn thiện một số bộ phận chính của máy cấy mạ thảm phù hợp với điều kiện Việt Nam

1.3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu, điều tra, phân tích các loại máy cấy trên thế giới, tuyển chọn, mẫu máy cấy thích hợp với điều kiện sản xuất lúa nước ta

- Nghiên cứu cải tiến, hoàn thiện một số cụm chi tiết chính của máy cấy

- Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến quỹ đạo chuyển động tuyệt đối của tay cấy đưa ra phép điều chỉnh cho máy cấy

- Khảo nghiệm máy trong điều kiện sản xuất

Chương I Tổng quan về tình hình nghiên cứu máy cấy lúa

trong nước và thế giới 1.1 Tình hình nghiên cứu máy cấy lúa trên thế giới

Lúa là cây lương thực quan trọng trên thế giới, có khoảng hơn 100 nước trên thế giới sản xuất lúa Vào năm 2004 diện tích trồng lúa trên thế giới khoảng 153,2 triệu ha, trong đó 90 % diện tích tập trung ở châu á, còn lại ở châu Âu, châu Phi, châu Mĩ và châu Đại Dương Có khoảng 40 nước trồng nhiều lúa, trong đó có 13 nước có diện tích trồng lúa từ 1 triệu ha trở lên, các nước có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới biểu thị ở bảng1.1

Bảng 1.1 Các nước có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới (năm 2004)

Nước ấn

Độ

Trung Quốc Bănglađét Indonesia

Thái Lan

Việt Nam

Miến

Điện

Nhật Bản

Diện tích

(Nguồn: Viện nghiên cứu lúa quốc tế IRRT)

Năng suất lúa bình quân trên thế giới năm 2004 khoảng 3,97 tấn/ha Những nước có năng suất cao là Nhật Bản 6,9 tấn/ha, Hàn Quốc 6,4 tấn/ha, Trung Quốc 6,35 tấn/ha, IRan 5,9 tấn/ha

Những nước có năng suất thấp: Campuchia 2,05 tấn/ha, Thái lan 2,57 tấn/ha

1.1.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất mạ thảm và máy cấy ở Nhật Bản Nhật Bản là nước có nền kinh tế phát triển, nước tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển máy cấy, là nước đầu tiên trên thế giới phát minh ra máy cấy Ngay từ năm 1898 Nhật Bản đ1 nghiên cứu và chế tạo thành công những chiếc máy cấy đầu tiên và đến năm 1960 con số đó đ1 lên đến hơn 300 máy Đó

là thời điểm xuất phát sớm nhất của máy cấy Nhật Bản

Nhật Bản đ1 chuyển sang một hướng nghiên cứu mới đó là sản xuất mạ thảm và nghiên cứu thiết kế máy cấy mạ thảm Máy cấy mạ thảm đ1 phát triển qua từng giai đoạn như sau:

Năm 1968 máy cấy mạ thảm đầu tiên của Nhật ra đời Nguyên tắc của máy cấy mạ thảm là cơ cấu cấy của máy cấy gắp, xén thảm mạ ra từng miếng nhỏ rồi dúi xuống bùn ruộng Do mật độ cấy được đều trên khay, cây mạ mọc thẳng

đứng, cứng cây, đanh rảnh nên chất lượng cấy đều, mạ không bị tổn thương và năng suất cao Năm 1971 Nhật Bản sản xuất hàng loạt máy cấy (máy cấy người lái lội ruộng và máy cấy người ngồi lái) cung cấp cho thị trường Năm 1972 đ1

có 11 loại máy cấy được thông qua Sở nghiên cứu máy nông nghiệp giám định công nhận

Trong quá trình phát triển cơ giới hoá đồng bộ sản xuất lúa ở Nhật Bản khâu cấy lúa là khâu phát triển sau cùng nhưng lại là khâu có tốc độ phát triển cơ giới hoá nhanh nhất

Bảng 1.2: Tốc độ cơ giới hoá cấy lúa ở Nhật Bản (nghìn chiếc)[2]

Năm Số lượng máy cấy sử dụng Năm Số lượng máy cấy sử dụng

Bảng 1.3: Mức độ cơ giới hoá hoá cấy lúa ở Nhật Bản [2 ]

Máy cấy mạ thảm Nhật Bản là loại máy cấy chuyên dùng; gọn nhẹ; vật liệu

sử dụng cho máy cấy chủ yếu là plastic và hợp kim nhôm đúc áp lực cao nên

Tỷ lệ cấy lúa bằng máy(%) 3 91 98 99

Chi phí cấy lúa ( giờ/ha) 118 64 44 38

công nghệ chế tạo máy cấy cũng đòi hỏi rất cao

Máy cấy lúa mạ thảm có nhiều loại: 2 hàng, 4 hàng người lái lội ruộng; máy 4 hàng, 6 hàng, 8 hàng người ngồi lái Xu hướng máy cấy 2 hàng ngày càng giảm và máy cấy 6, 8 hàng ngày càng tăng; có cả máy cấy mạ non và máy cấy mạ trung Máy cấy mạ thảm bắt đầu nghiên cứu từ năm 1960 thì 15 năm sau

đếm năm 1976 đ1 được nông dân chấp nhận rộng r1i, hơn một triệu cái, cơ giới hoá làm mạ và cấy máy đ1 đạt 80% tổng diện tích lúa Sau đó số lượng máy cấy tiếp tục tăng để hoàn thành cơ giới hoá làm mạ non và cấy lúa vào năm 1980 Việc cơ giới hoá sản xuất mạ thảm và cấy lúa ở Nhật Bản luôn đi song song, hiện nay ở Nhật Bản có khoảng 16 h1ng chế tạo máy cấy, trong đó có những h1ng lớn, nổi tiếng như ISeiki, Kubota, Yamaha, Honda, Misubishi với gần 60 kiểu loại khác nhau Sản lượng máy cấy hàng năm hiện nay gần 100 ngàn chiếc

Bảng 1.4: Sản lượng máy cấy hàng năm của Nhật Bản[2]

Sản lượng máy cấy 91.000 87.000 81.000 85.000 86.000

Đồng thời với việc chế tạo máy cấy các h1ng đ1 chế tạo hệ thống công cụ máy sản xuất mạ khay cho quy mô sản xuất nhỏ hoặc dây chuyền máy đồng bộ cơ giới hoá sản xuất mạ tự động từ xử lý hạt giống, nghiền đất, rải đất, gieo mộng, tưới nước, hệ thống nhà ẩm, khu ruộng nuôi mạ.v.v…

Hiện nay Nhật Bản đ1 chuyển sang giai đoạn phát triển công nghệ cao trong máy cấy, chế tạo máy cấy nhanh, tốc độ cao với kỹ thuật sản xuất mạ băng (mạ có thể cuộn lại thành băng lớn) Trong quá trình cấy giảm được công tiếp mạ, năng suất máy cao

1.1.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất mạ và máy cấy lúa ở Hàn Quốc Lúa là cây trồng chính của Hàn Quốc, lúa nước chiếm tỉ lệ diện tích cũng như thu nhập lớn trong các loại cây trồng, nó được trồng hầu hết ở các vùng Hàn Quốc có 1,16 triệu ha trồng lúa (chiếm 60% diện tích đất nông nghiệp) các trang trại của Hàn Quốc thuộc loại trang trại nhỏ, các trạng trại có diện tích trên dưới 1 ha chiếm 60ữ70% Lao động nông nghiệp là 2,2 triệu người (chiếm 10,5%) và 1,44 triệu hộ nông nghiệp, trong đó 89% lao động thuần tuý và 41% bán nông nghiệp

Hàn Quốc là nước có điều kiện thiên nhiên rất thuận lợi cho việc sản xuất lúa nước, cho năng suất rất cao Ruộng cấy lúa của Hàn Quốc được chuẩn bị rất kỹ trước khi cấy

Hàn Quốc là nước có tốc độ phát triển kinh tế rất mạnh nên có điều kiện để phát triển cơ giới hoá nhanh Học tập công nghệ của Nhật Bản, Hàn Quốc cũng

đ1 hoàn thành cơ giới hoá sản xuất mạ và cấy lúa vào những năm 80 (sau Nhật Bản khoảng 10 năm) Năm 1998 Hàn Quốc có 375 nghìn máy cấy lúa và cơ giới hoá 98% diện tích Đến nay, Hàn Quốc cũng đang áp dụng công nghệ cao trong sản xuất mạ cấy và cấy lúa nhằm tăng năng suất lao động, tăng năng suất lúa

Đầu những năm 1970 sau khi khảo nghiệm và đánh giá mức độ phù hợp cơ giới hoá làm mạ và cấy lúa Nhật Bản trong điều kiện nông nghiệp Hàn Quốc Các Công ty máy cấy đ1 nhanh chóng chế tạo dây chuyền tự động hoá sản xuất mạ và máy cấy phù hợp với điều kiện của Hàn Quốc và phổ biến nhanh trong sản xuất Hiện nay có 5 Công ty chế tạo máy cấy, hàng năm chế tạo 40.000 máy cấy và hàng trục nghìn liên hợp sản xuất mạ Máy cấy của Hàn Quốc chủ yếu là máy cấy 4 hàng người lội ruộng và 6 hàng người ngồi lái và công nghệ chế tạo máy cấy cũng không khác nhiều của Nhật Bản

Bảng 1.5: Số lượng máy cấy và diện tích cấy máy hàng năm ở Hàn Quốc[2]

Số lượng máy cấy(c) 121 11.061 42.138 138.405 271.051 Diện tích cấy máy(ha) 218 66.334 270.000 1.041.000 922.000

Tỉ lệ diện tích cấy máy (%) 0,2 5,4 21,9 87 97

Bảng 1.6: Các loại máy cấy phổ biến ở Hàn Quốc[2]

hàng cấy

Khoảng cách khóm lúa trong một hàng

Mật độ cấy ( số khóm/3,3m 2

)

DEAONG

DP 480 4 hàng, lội ruộng 30 11; 14; 16 112; 85; 75 S160R 6 hàng ngồi lái 30 9,8; 12,8; 14,7 112; 85; 75 TongYeng

1.1.3 Tình hình nghiên cứu máy cấy mạ thảm tại Đài Loan

Đài Loan cũng như Hàn Quốc là hai nước đi đầu áp dụng công nghệ mạ thảm và máy cấy của Nhật Bản

Hai nước này có tiềm năng là nước có nền công nghiệp rất phát triển, lao

động nông nghiệp ít và ngày càng giảm nhanh, tiềm năng lao động nông nghiệp tăng rất nhanh nên cơ giới hoá sản xuất mạ và cấy lúa được nông dân chấp nhận

và phát triển với tốc độ nhanh

Việc sản xuất mạ ở Đài Loan chủ yếu từ các Trung tâm sản xuất mạ khay (KCN) trong đó hầu hết các công việc được làm bằng máy và đồng bộ từ khâu ủ mạ, gieo mạ đến vận chuyển mạ ra khu ruộng nuôi Mạ được cung cấp theo hợp

đồng đặt trước cho nông dân mang về có thể dùng máy riêng hoặc thuê máy của trung tâm để cấy Số lượng các Trung tâm sản xuất mạ phát triển rất nhanh, khởi

đầu năm 1973 thì sau 13 năm (1986) toàn quốc đ1 có 1.145 Trung tâm cung cấp khoảng 70% sản lượng mạ cho nông dân

Bảng 1.7: Tốc độ phát triển các Trung tâm sản xuất mạ khay tại Đài Loan[7]

Máy cấy mạ thảm của Đài Loan chủ yếu là loại máy cấy 4 hàng lội ruộng và

6 hàng người ngồi lái Máy cấy đ1 được phổ biến rộng r1i trong những năm 80 Năm 1994 Đài Loan có 80.830 máy cấy và đ1 cơ giới hoá hầu hết 98% diện tích cấy lúa Máy cấy của Đài Loan chủ yếu nhập của Nhật Bản và một số sản xuất trong nước Mức độ phát triển máy cấy tăng hàng năm từ 2ữ5 nghìn chiếc

Bảng 1.8: Số lượng máy cấy hàng năm của Đài Loan [7]

Lượng máy cấy tăng hàng năm Năm

Nhập khẩu Sản xuất tại Đài Loan Tổng

1.1.4 Tình hình nghiên cứu máy cấy lúa mạ thảm ở Trung Quốc

Lúa là cây lương thực chính của Trung Quốc Năm 2002 tổng diện tích trồng lúa của Trung Quốc là 31,2 triệu ha (đứng hàng thứ 2 thế giới) và sản lượng lúa là hơn 200 triệu tấn (đứng hàng đầu thế giới) và được trồng hầu hết ở các tỉnh từ phía Bắc xuống phía Nam

a Các phương pháp trồng lúa của Trung Quốc:

Hiện nay Trung Quốc có các phương pháp trồng lúa chính sau:

- Cấy bằng mạ dược: Là phương pháp cấy lúa truyền thống, chi phí sản suất cao vì phải tốn công nhổ mạ và khó cơ giới hoá

- Lúa gieo thẳng: Ưu điểm nổi bật của việc gieo thẳng là bỏ qua giai

đoạn làm mạ, đầu tư cho máy thấp vì chỉ cần một máy gieo và cơ giới hoá dễ dàng và có thể dùng thuốc để diệt cỏ dại, và nhược điểm của gieo thẳng là: Thời gian gieo lúa chiếm đất lâu ảnh hưởng đến cây trồng vụ sau, nhất là vùng thâm

canh tăng vụ, khi gieo phụ thuộc nhiều vào thời tiết, sau khi mưa thì hạt lúa bị trôi dạt, nếu trời rét làm mầm hạt khó phát triển, thậm chí chết

- Cấy bằng mạ ném: Mạ được gieo vào trong các khay nilong có các hốc bầu, và khi mạ được 3ữ4 lá thì dùng để ném ra ruộng cấy Ưu điểm chính của mạ ném là: Bầu mạ khi ném không bị tổn thương rễ và không chìm sâu nên đẻ nhánh tốt, nhưng có nhược điểm: Bầu mạ sau khi ném không đồng đều, không

có hàng lối, chỗ dày chỗ thưa nên ánh sáng sử dụng không được tốt, tỉ lệ hạt lép nhiều rễ nhiễm sâu bệnh; Khi ném( bằng máy hoặc bằng tay) phụ thuộc rất nhiều vào thời thiết và phải tốn công sau khi ném mạ vì phải cấy dặm nhiều nên năng suất lao động không cao, hệ thống máy để cơ giới hoá mạ ném rất cồng kềnh và phức tạp

- Cấy lúa từ mạ thảm: Là hướng phát triển chính hiện nay và nó thích hợp với nhiều vùng ở Trung Quốc vì có nhiều ưu điểm và tránh được nhiều khuyết

điểm của lúa gieo thẳng và mạ ném như: Rễ không bị tổn thương khi cấy, diện tích mạ ít, dễ thâm canh, chủ động thời tiết, năng suất lúa cao, ổn định và đặc biệt là dễ dàng cơ giới hoá cho khâu làm mạ và khâu cấy máy

- Trung Quốc coi sản xuất mạ thảm là một công nghệ tiên tiến để làm mạ thâm canh rất tin cậy Họ đ1 chế tạo các thiết bị đồng bộ để sản xuất khay mạ

và dây chuyền sản xuất mạ khay thuận tiện và dùng nhà kính che phủ để khống chế nhiệt độ trong nhà nuôi mạ tự động Năm 2000 số dây chuyền thiết bị sản xuất mạ khay là 58.805 bộ và làm cho diện tích mạ là 421.980 ha Trong đó riêng tỉnh Cát Lâm và Hắc Long Giang (phía bắc Trong Quốc) chiếm tới 52,3% diện tích cấy, các tỉnh khác ở phía nam Trung Quốc như Giang Tô, Trùng Khánh, An Huy, Triết Giang, Hồ Nam cũng đang phát triển mạnh sản xuất mạ khay

b Tình hình cơ giới hoá cấy lúa ở từng vùng của Trung Quốc

Trung Quốc là nước đang phát triển cơ giới hoá cấy lúa, đến nay Trung Quốc đ1 cơ giới hoá cấy lúa hơn 1 triệu ha và chiếm hơn 3% tổng diện tích

trồng lúa và có trên 50.000 ha máy cấy lúa

Các tỉnh phía bắc chỉ cấy một vụ lúa một năm do rét đậm về mùa đông, nên thời kỳ làm mạ và cấy lúa vào tháng 5 và tháng 6 khi nhiệt độ và độ ẩm cao nên làm mạ rất dễ dàng, mặt khác ở đây ruộng rộng và người ít, bình quân 1,5ữ4,5 ha/1hộ nên rất thuận tiện cho việc cơ giới hoá cấy lúa Tuy các tỉnh phía bắc chỉ chiếm 10% tổng diện tích trồng lúa của Trung Quốc nên tỉ lệ cơ giới hoá cấy lúa lại rất cao như tỉnh Cát Lâm tỉ lệ cấy máy là: 32,8% , tỉnh Nội Mông tỉ

lệ cấy máy là 34,8%

Các tỉnh ở phía nam là vựa lúa chính của Trung Quốc có thể trồng lúa được

2 vụ do mùa đông ít rét hơn nhưng ruộng đất ở đây ít và manh mún bình quân 0,5ữ1 ha/ 1 hộ và mật độ dân cư ở đây đông cơ giới hoá cấy lúa còn thấp như tỉnh Giang Tô tỉ lệ cấy máy là 0,65%, tỉnh triết Giang 0,18%, tỉnh An Khánh 0,73%, tỉnh Hồ Nam 0,36 %, tỉnh Quảng Tây 0,1 % Còn nhiều tỉnh có diện tích lớn nhưng vẫn chưa áp dụng cơ giới hoá khâu cấy như tỉnh Quảng Đông, tỉnh Tứ Xuyên, tỉnh Hà Nam, tỉnh Trùng Khánh [2]

c Tình hình nghiên cứu, chế tạo máy cấy của Trung Quốc

Trung Quốc là nước nghiên cứu máy cấy từ rất sớm từ những năm 50 nhưng chỉ nghiên cứu chế tạo máy cấy mạ dược, điển hình là máy cấy mạ dược

Đông Fong 10 hàng trong những năm 60, 70 nhưng không phát triển được chất lượng cấy chưa tốt, năng suất cấy thấp và vẫn phải tốn công nhổ mạ Sau đó Trung Quốc cũng nghiên cứu và chế tạo máy cấy mạ thảm theo công nghệ của Nhật Bản và đến năm 1982 Trung Quốc đ1 chọn được mẫu máy cấy mạ thảm riêng của mình Máy cấy lúa 6 hàng 2TZ-9356 và máy cấy lúa 8 hàng 2 ZT-

7358 của Trung Quốc là loại máy cấy lúa đơn giản hơn nhiều so với máy cấy lúa của Nhật Bản trên cơ sở kết hợp phần di động đơn giản của máy cấy mạ dược đông fong của Trung Quốc với phần cấy dùng theo kiểu cơ cấu 4 khâu của Nhật Bản, nên máy có kết cấu đơn giản, công nghệ chế tạo hợp lý và giá thành chế tạo rẻ, phù hợp với điều kiện kinh tế và canh tác của Trung Quốc Hai kiểu

máy này liên tục được cải tiến và hoàn thiện cho đến nay Hiện nay Trung Quốc cũng đ1 liên doanh với một số h1ng chế tạo máy cấy của Nhật Bản như h1ng Kobota, Yamaha,… để chế tạo máy cấy lúa 4 hàng, 6 hàng, 8 hàng theo công nghệ chế tạo Nhật Bản ở tỉnh Giang Tô và Triết Giang, nhưng số lượng phát triển còn hạn chế

1.1.5 Tình hình nghiên cứu máy cấy lúa mạ thảm tại các nước khác ở châu

á:

Các nước khác ở châu á như ấn độ, Thái Lan, Philipphin, Nepan.v.v cũng

đ1 đầu tư vào nghiên cứu thử nghiệm thiết kế chế tạo mẫu máy cấy thủ công và máy cấy có động cơ của các nước tiên tiến nhưng đến nay vẫn chưa có nước nào phát triển được vẫn đang trong giai đoạn thăm dò

1.2 Tình hình cơ giới hoá sản xuất lúa ở Việt Nam

1.2.1 Tình hình sản xuất lúa nói chung

Lúa là cây lương thực chính ở nước ta, tổng diện tích trồng lúa năm 2003 là 7,5 triệu ha và tổng sản lượng thóc là 34,5 triệu tấn Lúa được trồng ở khắp mọi miền đất nước nhưng tập trung chính ở 2 vùng: Đồng Bằng Sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long (chiếm 69 % diện tích ) Lúa được trồng vào 2 vụ chính trong năm là vụ Chiêm xuân và vụ Mùa và có thể thâm canh vào vụ hè thu (chủ yếu ở đồng bằng sông Cửu Long)

Bảng 1.9: Diện tích, năng suất lúa theo từng vùng vụ Chiêm xuân năm 2003[8

Số

TT Vùng sản xuất lúa

Diện tích (ngàn ha)

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (nghìn tấn)

6 Vùng Duyên Hải Nam trung bộ 173.6 51.3 890.9

Năng suất (tạ/ha)

Sản lượng (nghìn tấn

điều kiện thời tiết khắc nhiệt (nóng nực vào mùa hè, và giá rét vào mùa đông)

Nó chiếm tới 30% tổng thời gian lao động trong sản xuất lúa và có tính thời vụ rất cao, vì thế vào thời vụ cấy phải huy động phần lớn lực lượng nhà dỗi ở nông thôn (chủ yếu là phụ nữ và trẻ em) vào nhổ mạ và cấy lúa để đảm bảo kịp thời

Hầu hết các vùng trồng lúa là những vùng có thể chủ động tưới tiêu nước

và cấy 2 vụ lúa một năm là vụ Chiêm xuân và vụ Mùa

Vụ Chiêm xuân: Trước đây, vụ Chiêm xuân thường cấy sớm, bắt đầu vào giữa tháng 1ữ2 hàng năm: do giống lúa có thời gian sinh trưởng dài, mạ được gieo từ cuối tháng 11(lúc này thời tiết chưa rét) nên mạ phát triển tốt, khi trời rét

đậm thì mạ đ1 được 4ữ5 lá nên mạ không bị chết rét (trong thời kỳ rét mạ phát triển rất ít) Khi thời tiết ấm dần lên thì mạ được đưa ra đồng cấy Vì thế thời gian mạ trên ruộng tương đối dài và khi cấy mạ đ1 được 5ữ6 lá nên lúa phát triển kém, đẻ nhánh ít nên cấy khóm phải to và cấy dầy (mật độ cấy có thể đến

50 khóm/m2) và tốn giống (4ữ5 kg hạt giống lúa cho một sào lúa)

Những năm gần đây do áp dụng tiến bộ kỹ thuật trong nông nghiệp, nhiều giống lúa sớm ngắn ngày có khả năng thâm canh cho năng suất cao (nhiều giống có thể cho năng suất gấp 2ữ3 lần các giống lúa trước đây) như giống NN8; CR-205; xuân số 2.v.v và thời gian cấy muộn đi, có thể vào đầu tháng 3 dương lịch vì thế mạ có thể gieo vào đầu tháng 2; lúc này trời đ1 ấm lên mạ tránh được rét và không phải cấy mạ già, lúa sau khi cấy phát triển nhanh, đẻ nhánh nhanh, khoẻ và lượng lúa giống làm mạ giảm đi do cấy ít dảnh và cấy thưa (30ữ40 khóm/m2)

Những năm rét muộn kéo dài, mạ bị chết nên nhiều nơi thiếu mạ, để bổ sung nông dân đ1 áp dụng phương pháp làm mạ nền cứng: Nông dân đi xúc bùn

ở dưới ao dải lên một diện tích có mặt bằng phẳng và sau đó gieo mộng mạ đ1 nẩy mầm lên lớp bùn đó với mật độ dày khoảng 1kg/m2 Khi mạ được 2ữ3 lá thì súc cả đất lẫn mạ đem đi cấy, đây cũng là hình thức cải tiến làm mạ của phương pháp làm mạ thảm trong khay

Vụ mùa: Trước đây do chưa chủ động tưới tiêu nên mạ khi cấy dài từ 25ữ30 cm để khi cấy không bị ngập và khi cấy thường là mạ già nên phát triển chậm, đẻ nhánh ít Hiện nay hệ thống tưới tiêu đ1 được chủ động và các giống lúa mới ngắn ngày nên không cấy mạ già nữa nên lúa phát triển tốt cho năng suất cao

Tình trạng ruộng đất: Toàn bộ ruộng trồng lúa được khoán cho từng hộ nông dân, diện tích phổ biến từ 2000ữ3000m2/ một hộ mà lại chia thành nhiều thửa ở các khu vực khác nhau Hiện nay nhà nước đang có chính sách khuyến khích nông dân dồn đền đổi thửa để tập trung ruộng tăng kích thước ruộng để

dễ dàng chăm sóc và áp dụng cơ giới hoá

Các trang trại trồng lúa thì rất ít, chủ yếu tập trung vào khu đất khai hoang, cải tạo, điều kiện canh tác khó khăn hơn

2 Tình hình canh tác lúa ở đồng bằng sông Cửa Long

Đồng bằng sông Cửu Long là vựa thóc của cả nước do đất rộng người ít,

đất đai phì nhiêu và đặc biệt thời tiết ở đây không có rét rất thuận lợi cho việc trồng lúa nước quanh năm

ở đây diện tích cấy lúa nước rất ít so với phương pháp xạ lúa thẳng, chỉ ở những vùng không thể gieo thẳng được hoặc ở những vùng có tập quán cấy lúa truyền thống thì nông dân mới cấy Nhiều nơi nông dân cũng muốn chuyển một phần diện tích xạ lúa sang cấy khi có điều kiện do hiện nay có xuất hiện ống biêu vàng và để tăng vụ, tăng năng suất lúa

Phương pháp canh tác: Cũng cấy mạ nhổ và làm sạch đất rễ như ở miền bắc nhưng thời vụ không khắt khe và có thể tăng diện tích lúa ở vụ hè thu,

Tình trạng ruộng đất: Đất trồng lúa cũng được khoán cho từng hộ nông dân, nhưng đất đai ở đây nhiều hơn ở đồng bằng Bắc bộ, bình quân ruộng đất từ 1ữ2 ha/hộ và hiện nay đang hình thành nhiều trang trại trồng lúa được tập trung

đất từ các hộ nông dân, nhiều trang trại hiện nay có diện tích từ 5ữ10 ha Vì thế

ở đây rất thuận lợi cho việc áp dụng cơ giới hoá đồng bộ trong sản xuất lúa 1.2.3 Tình hình cơ giới hoá sản xuất mạ và cấy lúa ở nước ta

Cho đến nay việc làm mạ và cấy lúa vẫn hầu hết bằng phương pháp thủ công Việc áp dụng cơ giới hoá sản xuất mạ và cấy lúa đ1 được đặt ra từ nhiều năm nay nhưng vẫn chưa có kết quả

Hiện nay ở nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hoá phát triển mạnh nên nhiều nơi thiếu lao động nông nghiệp và ngày công lao động ngày càng tăng cao có nhiều nơi phải thuê lao động nông nghiệp cho việc nhổ mạ và cấy lúa lúc thời vụ với giá 60 nghìn/sào ruộng Nhiều nơi đ1 có ý định phát triển cơ giới hoá cấy lúa nên đ1 nhập máy cấy cũ của Nhật Bản về để phát triển như ở Long An và Tỉnh An Giang Tiếp thu công nghệ mới của Nhật Bản trong phương pháp sản xuất mạ khay bằng đất bột khô và máy cấy mạ khay Viện Cơ

điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch đ1 khảo nghiệm máy cấy mạ khay 4 hàng người lái lội ruộng YP40 của h1ng YANMAR được nhập về từ Nhật Bản

Kết quả thử nghiệm cho thấy: Tính chất ưu việt hơn hẳn của phương pháp làm mạ thảm và cấy máy bằng mạ thảm: Có thể áp dụng cơ giới hoá sản xuất mạ thảm, diện tích làm mạ có thể giảm đi 20 lần, giống lúa giảm 30ữ40 % cây mạ khoẻ, cứng cấy đanh dảnh Chất lượng cấy bằng máy cấy mạ thảm tốt, ít bị

bỏ sót mạ, cây ít bị dập nát, mạ cấy có bầu đất và mạ non 2ữ3 lá nên mạ không

bị tổn thương sau khi cấy , phát triển nhanh, đẻ nhánh khoẻ và cho năng suất lúa tăng

Năm 1979 Viện đ1 nghiên cứu cải tiến phương pháp sản xuất mạ thảm của Nhật gieo mạ vào các khung gỗ và lót đáy bằng ni lông, thiết kế chế tạo hệ công

cụ gieo phủ đất vào khung gỗ, công cụ gieo mộng mạ phủ đều hơn gieo tay và cho năng suất cao Hệ thống công cụ và phương pháp làm mạ cải tiến này đơn giản, giá thành rẻ phục vụ cho máy cấy mạ thảm Cũng trong năm 1979 Viện cũng đ1 thiết kế cải tiến một mẫu máy cấy lúa 8 hàng MC-8 trên cơ sở ghép phần di động đơn giản của máy cấy mạ được Đông Fong – Trung Quốc với bộ phận của máy cấy mạ thảm của máy cấy 4 hàng YP-40 của Nhật Bản, máy này

có kết cấu đơn giản hơn máy Nhật Bản, chất lượng cấy tốt và đ1 tăng được mật

độ cấy lúa tới 40 khóm/m2 cho phù hợp với mật độ cấy của nước ta Máy cấy MC-8 đ1 được thử nghiệm và cấy thử nhiêu vụ mỗi vụ vài ha ở Viện cây lương

thực và thực phẩm- Hải Dương Đây cũng là đề tài mang tính chất thăm dò ban

đầu để tạo ra mẫu máy và xem xét khả năng ứng dụng của phương pháp cấy mạ bằng công nghệ sản xuất mạ thảm mới Mục tiêu nhằm phổ biến cơ giới hoá

đồng bộ tất cả các khâu sản xuất lúa nước của Nhật Bản ở Việt Nam Phối hợp với Bộ nông nghiệp & PTNT và Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch, ba Công ty sản xuất máy nông nghiệp của Nhật Bản KUBOTA, MEIMA, MTTSHUBITSHI, đ1 xây dựng 1 mô hình trình diễn cơ giới hoásản xuất lúa từ năm 1991ữ1993 tại Mỹ Văn- Hải Dương áp dụng cơ giới hoá 100% các khâu bằng cơ giới hoá từ khâu làm đất đến thu hoạch, làm sạch trên cánh

đồng ruộng được quy hoạch lại 4ha, trong đó có một hệ thống thiết bị đồng bộ sản xuất mạ khay và chống rét cho mạ khay, máy cấy lúa Hầu hết các máy móc thiết bị vật tư, kỹ thuật phục vụ cho mô hình này như phân bón, giống, thuốc bảo vệ thực vật …được đưa từ Nhật sang

Nhưng sau đó hệ thống thiết bị này không phát triển thêm ra được do giá thành thiết bị máy của Nhật quá đắt do với thu nhập của người nông dân lúc đó

và quy trình còn tương đối phức tạp so với trình độ và quy hoạch đồng ruộng ở nông thôn nước ta

Trong 3 năm 1992ữ1994 Viện Cơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch đ1 thực hiện đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sản xuất mạ thảm của Nhật Bản trong điều kiện nước ta” tại x1 Đại áng- Thanh Trì- Hà Nội Mục tiêu chinh là tìm ra được quy trình công nghệ đơn giản và những biện pháp chống rét hữu hiệu cho mạ để phổ biến cho vùng trồng lúa ngoại thành Hà Nội Trên cánh đồng trình diễn với diện tích hơn 3 mẫu ruộng của 30 hộ nông dân đ1 luôn cho năng suất cao hơn 20ữ30% đặc biệt có ruộng năng suất lúa tăng gần gấp 2 lần và sau đó 70% các hộ nông dân của hợp tác x1 đ1 áp dụng phương pháp làm mạ thảm này

Năm 1998 Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đ1 tiến hành nghiên cứu hệ thống thiết bị và quy trình công nghệ sản xuất mạ thảm và cơ giới hoá cấy lúa thích hợp với điều kiện nước ta

Trên cơ sở máy cấy mạ thảm 6 hàng PL-620 của Nhật Bản, Viện đ1 phục hồi và cải tiến để thu hẹp khoảng cách hàng cấy từ 30 cm xuống 25 cm và tăng mật độ cấy lên 40 khóm/m2 và đ1 tiến hành thử nghiệm tại hợp tác x1 Đồng Nguyên huyện Từ Sơn - Bắc Ninh Kết quả cho thấy : năng suất lúa cấy máy

Bảng 1.11: Năng suất và chi phí lao động cho máy cấy [7]

Chi phí lao động, năng suất máy

Tỉ lệ % cho toàn bộ công việc

Trong đó:

- Khâu chuẩn bị mạ còn tốn khá nhiều lao động cho gieo mạ vào khung gỗ, tốn nhiều công bóc mạ và xén rễ xung quanh thảm mạ

- Việc cấy dặm và cấy đầu bờ tốn nhiều công lao động do mạ và ruộng cấy chưa được tốt nên không bảo đảm được yêu cầu kỹ thuật cho máy cấy tốt

Trong những năm gần đây ở Đồng Bằng Sông Cửu Long cũng đang mở rộng diện tích canh tác lúa bằng phương pháp cấy Nhiều cơ sở sản xuất mạ đ1

áp dụng phương pháp làm mạ thảm (Sử dụng sơ dừa trộn bùn rải lên tấm nilông)

để phục vụ khâu cấy lúa Nếu có máy cấy phục vụ khâu cấy lúa thì sẽ dễ dàng

được bà con nông dân tiếp nhận đưa vào sản xuất

Nhận xét đánh giá chung:

- Sản xuất mạ thảm và cấy máy bằng mạ thảm là phương thức tiên tiến nhất hiện nay Vì thế ở nước ta cũng phải từ bỏ mạ dược, phát triển mạ thảm để áp dụng cơ giới hoá cấy lúa vì mạ thảm có nhiều ưu điểm hơn mạ dược và chỉ có mạ thảm mới cơ giới hoá cấy lúa tốt được

- Máy cấy mạ thảm của Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan có nhiều loại và nhiều kiểu cỡ khác nhau, nhưng nói chung là loại máy tự hành chuyên dùng kết cấu gọn nhẹ công nghệ chế tạo khá phức tạp và mật độ cấy thưa (18ữ27 khóm/m2) nên trước mắt nó chưa thích ứng với điều kiện nước ta và cần cải tiến thì mới áp dụng vào điều kiện nước ta được

- Máy cấy 6 hàng, 8 hàng của Trung Quốc là loại máy cấy có kết cấu đơn giản thích ứng với điều kiện của Trung Quốc và nó đ1 được hoàn thiên trong nhiều năm qua Cho đến nay nó vẫn là loại máy được phổ biến rộng r1i nhất ở Trung Quốc và một số nước trong khu vực Vì vậy nó cũng có thể thích ứng với

điều kiện nước ta do có cùng điều kiện nông nghiệp

- áp dụng máy cấy vào phục vụ sản xuất lúa nước ở nước ta là xu thế tất yếu và là nhu cầu cấp thiết hiện nay Nhập khẩu máy cấy nước ngoài không phù hợp với điều kiện canh tác lúa ở nước ta và chi phí đầu tư lớn (giá thành cao)

Vì vậy việc nghiên cứu thiết kế chế tạo ra mẫu máy cấy đơn giản, phù hợp với kỹ thuật canh tác lúa và khả năng chế tạo của nước ta, có giá thành hợp lý

là đòi hỏi cấp thiết hiện nay nhằm giải quyết khâu cuối cùng trong quy trình

sản cơ giới hoá sản xuất lúa

Chương II phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Trên cơ sở quan hệ hình học giữa kích thước của các chi tiết, một số kích thước được lựa chọn và một số chi tiết thay đổi trên cơ sở phù hợp với đặc điểm của Việt Nam

- Sử dụng phần mềm tin học Invertor để nghiên cứu động học các bộ phận làm việc chính của máy:

+ Phân tích động học của cơ cấu 4 khâu với kết cấu và kích thước thực xác định quỹ đạo chuyển động của tay cấy và cần dúi mạ trên cơ sở thay đổi các thông số điều chỉnh của cơ cấu

+ Phân tích động học các cơ cấu đ1 có của máy để đánh giá thiết kế lại, phân tích sự làm việc sau khi thiết kế lại

2.2 Phương pháp điều tra, khảo sát

- Nội dung của phương pháp là điều tra, khảo sát các thông tin truy cập từ các kênh thông tin trong và ngoài nước về tập quán sản xuất lúa ở nước ta, điều kiện, khí hậu, thời vụ của từng vùng

Điều tra, khảo sát điều kiện sinh trưởng phát triển của cây lúa: Các yêu cầu

kỹ thuật nông học để đảm bảo năng suất cây trồng

Điều tra, khảo sát tình hình cơ giới hoá các khâu sản xuất lúa nói chung, khâu cấy máy nói riêng ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long

từ đó lựa chọn kết cấu và nguyên lý làm việc của mẫu máy cấy đáp ứng nhu cầu sản xuất

2.3 Phương pháp phân tích đáng giá

- Phương pháp chuyên gia để tiến hành phân tích kết cấu, nguyên lý hoạt

động, phạm vi áp dụng, ưu điểm, nhược điểm của các nguyên lý trên Từ đó lựa chọn mẫu máy phù hợp sản xuất lúa ở nước ta

- Phân tích đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc, các điều chỉnh của máy cấy hiện có để chọn bộ phận phù hợp: bộ phận cấy; bộ phận đỡ và cung cấp mạ; bộ phận di động và hệ thống phụ trợ khác

2.4 Phương pháp nghiên cứu thử nghiệm máy thực

Điều kiện ruộng thí nghiệm, điều kiện máy và chỉ tiêu kỹ thuật của máy gieo, máy cấy như: chiều dài, chiều rộng, vận tốc làm việc, bề rộng làm việc, khoảng cách hàng, khoảng cách khóm, năng suất v.v được xác định theo tiêu chuẩn ESCAP – RNAM – 1995: Quy trình và phương pháp thử máy gieo và máy cấy lúa

- Độ nhuyễn của đất

- Đo bằng các dụng cụ thiết bị thông thường như: thước dây, đồng hồ bấm dây, thước đo

độ sâu v.v

- Dụng cụ đo độ nhuyễn của đất

Điều kiện máy:

- Kích thước máy;

- Trọng lượng máy;

- Số truyền khi làm việc

- Đo bằng các dụng cụ thiết bị thông thường

B¶ng 2.2 Dông cô ®o

chương iii Nghiên cứu lựa chọn kết cấu và nguyên lý

làm việc của máy cấy phù hợp với điều kiện nước ta 3.1 Yêu cầu sản xuất mạ thảm sử dụng máy cấy

Hình 3.1 Quá trình phát triển của mạ cấy Hiện nay làm mạ thảm cho máy cấy có 2 loại quy mô khác nhau:

* Quy trình sản xuất mạ thảm kiểu công nghiệp với hệ thống thiết bị được lắp đặt trên một dây chuyền đồng bộ

Hình 3.2: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất mạ thảm

THểC GIỐNG

CHUẨN BỊ THểC (chọn thúc, ủúng bao)

ðẤT

(pH=4,5-5,5)

TRỘN ðẤT VỚI PHÂN

VÀ MÙN

RẢI éẤT, GIEO MỘNG MẠ LấN KHAY

XUẤT MẠ THẢM ðI CẤY

Mạ khi cấy Cây lúa phát triển

Cây lúa trưởng thành Thu hoạch

* Hệ thống thiết bị và quy trình công nghệ sản xuất mạ thảm gồm các khâu chủ yếu sau:

- Đất sau khi phơi khô được đưa vào máy nghiền và máy sàng thành hạt nhỏ 3-4 mm

- Dùng máy trộn (hoặc bằng thủ công ) trộn đều đất, phân NPK với mùn cưa , trấu (hoặc mụn xơ dừa) thành hỗn hợp tơi xốp (giá thể)

- Rải đều giá thể hỗn hợp đất lên khay nhựa (hoặc lên tấm nilông rải trên sân) với độ dày 1,5-2cm

- Dùng vòi tưới nước cho thấm đều lên hỗn hợp đ1 được rải trên khay, trên ruộng (hoặc trên sân)

- Gieo mạ đ1 được xử lý, ngâm nứt nanh lên khay đất (hoặc trên sân) với mật độ 0,8 -1 kg thóc khô /m2

- Tiếp tục tưới nhẹ đủ ướt lớp mộng đ1 gieo

- Phủ một lớp đất bột (không trộn phân) lên bề mặt hạt giống đ1 gieo 4mm)

(2 Chăm sóc mạ theo quy trình (phụ thuộc vào điều kiện thời tiết) cho đến khi

đạt 2,5 -3 lá (10-12 ngày đối với vụ mùa, 18-22 ngày đối với vụ xuân) thì đưa mạ đi cấy

Với quy trình này từ đầu dây chuyền khay nhựa được xếp lên băng tải, sau khi khay đi qua các máy rải đất, tưới nước, gieo mạ, phủ đất vv đến cuối dây chuyền là đ1 hoàn chỉnh, chỉ cần đưa khay mạ đi chăm sóc (được đặt trên các giá trong nhà xưởng có khả năng thay đổi nhiệt độ) cho đến khi cấy được

* Hệ thống sản mạ thảm trên ruộng:

Do điều kiện tự nhiên khác nhau và điều kiện kinh tế, x1 hội không thể đầu tư

hệ thống sản xuất mạ thảm công nghiệp được thay thế bằng quy trình sản xuất mạ thảm trên ruộng

Hình 3.4 : Sơ đồ sản xuất mạ thảm trên ruộng Với quy trình này hệ thống thiết bị để có thể làm việc cơ động (máy có thể rải mạ trên ruộng, cắt thành miếng có kích thước phù hợp với máy cấy vv ) phù hợp với điều kiện từng vùng

CHUẨN BỊ THểC GIỐNG (chọn thúc, ủúng bao)

RẢI NI LONG (làm phẳng, dục lỗ)

RẢI BÙN, GIEO MỘNG MẠ

XUẤT MẠ THẢM ðI CẤY

CHUẨN BỊ RUỘNG (cày, bựa, lờn luụng, san phẳng)

NGÂM THểC

Ủ THểC

NUễI MẠ

Hình 3.5 : Sản xuất mạ thảm trên ruộng3.2 Phân loại máy cấy

Qua quá trình nghiên cứu và phát triển máy cấy trải qua 3 giai đoạn: - Thời

kỳ bắt đầu nghiên cứu máy cấy mạ dược; - Thời kỳ nghiên cứu phát triển và phổ cập máy cấy phổ thông; - Thời kỳ nghiên cứu và phát triển máy cấy công nghệ cao (máy cấy nhanh và máy cấy không người lái)

Cách phân loại máy cấy cũng có thể phân biệt qua cách gọi nguyên liệu (mạ)

mà máy cấy sử dụng như: máy cấy mạ dược; má cấy mạ thảm và máy cấy mạ băng (mạ được làm thành băng cuộn dài 6 m) Trên cơ sở tìm hiểu tài liệu và quá trình nghiên cứu trước đây cũng như học tập, kinh nghiệm thừa kế kết quả nghiên cứu của các nước đ1 thành công như Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc

đề tài đ1 đi sâu tìm hiểu máy cấy mạ thảm, bỏ qua quy trình tìm hiểu máy cấy mạ dược

Từ năm 1962 Nhật Bản đ1 bắt đầu nghiên cứu máy cấy mạ thảm Đến năm

1968 chiếc máy cấy mạ thảm đầu tiên của Nhật ra đời và liên tục được mở rộng trong sản xuất và cải tiến hoàn thiện cho đến nay qua nhiều mức độ khác nhau

Máy cấy mạ thảm có thể phân loại theo nhiều cánh khác: phân loại theo máy cấy 2 hàng, 4 hàng , 6 hàng và máy cấy 8 hàng Ngoài ra máy cấy cũng có thể phân loại theo nguồn động lực và cách thức điều kiển như: Máy cấy thủ công (người hoặc súc vật kéo); máy cấy liên hợp với máy kéo 2bánh, 4 bánh; máy cấy người lái lội ruộng và máy cấy người ngồi lái

3.3 Quá trình nghiên cứu máy cấy mạ thảm

3.3.1 Máy cấy mạ thảm người lái lội ruộng

Năm 1968 Nhật Bản chế tạo thành công chiếc máy cấy mạ thảm 2 hàng với nguyên lý là việc kết hợp giữa cơ cấu chuyển động theo phương pháp ngang để dịch chuyển dàn mạ và cơ cấu cấy theo phương pháp kẹp, nhổ bằng cách cắt một miếng mạ nhỏ từ thảm mạ đưa xuống ruộng đến vị trí thấp nhất thì mở ra

để lại miếng mạ trên đồng ruộng và tiếp tục hành trình sau

Máy cấy người lái lội ruộng thường là loại máy cấy 2 hoặc 4 hàng (hình 3.6) Trọng lượng của máy được đỡ trên hai bánh xe, dàn khung bệ và hệ thống phao trượt Độ sâu mạ cấy được kiều kiển bởi cơ cấu nâng hạ dàn phao từ 10-14mm Khoảng cánh hàng cấy 300mm khoảng cánh giữa các khóm từ 120 -160 mm Năm 1971 -1972 Nhật Bản đ1 sản xuất hàng loạt loại máy cấy người lái lội ruộng (11 loại) và phổ biến trong sản xuất

Hình 3.6: Máy cấy người lái lội ruộng

Hình 3.7: Máy cấy mạ thảm người ngồi lái

Từ năm 1979 -1980 Nhật Bản đ1 sản xuất máy cấy người ngồi lái hiện đại hơn với hệ thống phao nổi ở phía trước để kiểm tra độ sâu ruộng cấy, từ đó có thể điều chỉnh độ sâu cấy Bộ phận cấy và bộ phận di động được thiết kế gọn nhẹ, cải thiện điều kiện làm việc cho người sử dụng

Đến năm 1985 máy cấy tốc độ cao ra đời với cơ cấu tay cấy là cơ cấu tay quay bằng hệ thống bánh răng hành tinh, tốc độ cấy đạt 1,1 m/s Hai đầu tay quay lắp 2 tay cấy Mỗi vòng quay của tay cấy có thể cấy 2 lần