Nghiên cứu, thiết kế chế tạo một số bộ phận chính và khảo nghiệm máy gieo hạt lúa thành khóm

Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng đại học nông nghiệp I




Nguyễn Thành Long





Nghiên cứu thiết kế, chế tạo một số
bộ phận chính và khảo nghiệm máy gieo
lúa hạt thành khóm phù hợp với
điều kiện sản xuất lúa ở Việt nam



Luận văn thạc sĩ kỹ thuật



Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá
nông lâm nghiệp

M số: 60.52.14


Ngời hớng dẫn khoa học: TS. Lê Minh L

Hà nội - 2006


2

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận
văn này là trung thực và cha hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp cho việc thực hiện luận văn này đ
đợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đều đ đợc chỉ rõ
nguồn gốc.

Tác giả


Nguyễn Thành Long


3
Lời cám ơn



Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo - TS. Lê Minh L ngời
trực tiếp hớng dẫn và giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài, các thầy
giáo TS. Lơng Văn Vợt, TS. Đỗ Hữu Quyết, Thạc sĩ Đặng Đình Trình và

các thầy cô trong bộ môn Cơ học kỹ Thuật, Khoa Cơ điện, Khoa Sau Đại học
Trờng Đại học Nông nghiệp I Hà Nội đ giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi
trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn này.
Tôi cũng xin bày tỏ lời cám ơn tới các thầy giáo, các cô giáo và tất cả
những ngời đ giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.



Tác giả



Nguyễn Thành Long


4


Danh mục các bảng

Số bảng Tên bảng Trang
2.1. Các nốc có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới năm1996 3
2.2. Tình hình sản xuất lúa khu vực ASEAN 4
2.3. Diện tích trồng lúa cả năm (đơn vị nghìn ha) 5
2.4. Sản lợng lúa cả năm (nghìn tấn) 5
3.1. Bảng ghi kết quả khảo nghiệm 16
4.1. Các kích thớc hạt 22
4.2. Trọng lợng 1000 hạt lúa không mầm và lúa mầm
của một số giống lúa 23
4.3. Độ ẩm của một số giống lúa 23

4.4. Khối lợng riêng của một số giống lúa 24
4.5. Hệ số ma sát và góc ma sát của lúa không mầm và lúa mầm 26
4.6. Độ cao cần thiết khi gieo đối với hạt lúa mầm 28
4.7. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 18 v/ph 55
4.8. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 26 v/ph 56
4.9. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 28 v/ph 56
4.10. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 31 v/ph 56
4.11. Tỉ lệ hạt hỏng qua bộ phận gieo với số vòng quay n = 37,5 v/ph 57
4.12. Kích thớc khóm hạt đối với đoạn ống dẫn hạt: l
1
=220 mm 57
4.13. Kích thớc khóm hạt đối với đoạn ống dẫn hạt: l
2
=170 mm 58
4.14. Kích thớc khóm hạt đối với đoạn ống dẫn hạt: l
3
=112 mm 58
4.15. Bảng kết quả khảo nghiệm với lỗ = 9 mm, dày 3,5 mm 59
5.1. Dụng cụ đo khi thử máy gieo 67
5.2. Đặc tính kỹ thuật của một số giống lúa 68
5.3. Lợng cung cấp hạt khi gieo bằng máy 69
5.4. Khoảng cách hàng của hạt khô giống lúa XI 23 71
5.5. Khoảng cách hàng của hạt nứt nanh giống lúa XI 23 72



5
5.6.

Khoảng cách khóm của hạt khô giống lúa XI 23

72

5.7. Khoảng cách khóm của hạt nứt nanh giống lúa XI 23 73

5.8. Số hạt trong một khóm của hạt lúa khô giống lúa XI 23. 73

5.9. Số hạt trong một khóm của hạt nứt nanh giống lúa XI 23 74

5.10. Đờng kính khóm của hạt khô giống lúa XI 23. 74

5.11. Đờng kính khóm của hạt nứt nanh giống lúa XI 23 75

5.12. Năng suất thuần tuý 75

5.13. Kết quả thử tính năng làm việc trong phòng thí nghiệm
79
5.14. Kết quả khảo nghiệm trên đồng với giống lúa XI 23 80

5.15. Kết quả khảo nghiệm trên đồng với giống lúa Q5 81

5.16. Kết quả khảo nghiệm trên đồng với giống lúa Nếp 325
82




6
Danh mục các hình

Số hình Tên hình Trang
4.1. Dụng cụ đo độ ma sát của hạt lúa với bề mặt làm việc 25
4.2. Dụng cụ đo góc chảy tự nhiên của hạt lúa 27
4.3. Sơ đồ cơ cấu lấy hạt kiểu đĩa có trục nằm ngang 30
4.4. Cơ cấu lấy nhả hạt kiểu đĩa có trục thẳng đứng 31
4.5. Nguyên lý gieo kiểu trục cuốn 32
4.6. Nguyên lý gieo kiểu khí động 33
4.7. Sơ đồ nguyên lý gieo kiểu ly tâm 34
4.8. Mô hình bộ phận ra hạt lúa mầm loại rung 35
4.9. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy gieo lúa thành khóm 37
4.10. Mô hình nguyên lý bộ phận gieo 38
4.11. Sơ đồ rơi của hạt 42
4.12. Sơ đồ tính toán 43
4.13. Đĩa định lợng 45
4.14. Đĩa cố định 46
4.15. Mô hình cấu tạo bộ phận gieo 47
4.16. Kích thớc thùng đựng hạt 48
4.17. Kích thớc nón cụt 48
4.18. Kích thớc cốc ra hạt. 49
4.19. Nắp điều chỉnh cửa ra 49
4.20. Mô hình tổng thể của cốc ra hạt 50
4.21. Buồng làm việc 51
4.22. Mô hình buồng làm việc 51
4.23. ống dẫn hạt 52



7
4.24. Mô hình giàn khảo nghiệm 53

4.25. Giàn khảo nghiệm bộ phận gieo 53

4.26. Tời kéo 54

4.27. Băng ray 54

4.28. Biểu đồ phân bố số hạt trong mỗi khóm ứng với lỗ = 9
mm 59

4.29. Máy gieo lúa hạt thành khóm 62

5.1. Liên hợp máy gieo 66



1

1. Mở đầu
Lúa nớc là một trong những cây lơng thực chủ yếu của thế giới, sản
xuất lúa nớc chủ yếu tập trung ở các nớc châu á. Một số nớc sản xuất lúa
nớc lớn nh Trung Quốc, ấn Độ, Thái Lan, Pakistan, Việt Nam
Việt Nam là nớc với khoảng 70% dân số sống bằng nông nghiệp.
Trong sản xuất nông nghiệp, lúa là cây lơng thực chính. Việc sản xuất lúa ở
nớc ta hiện nay còn mang tính thủ công, năng suất và chất lợng cha cao
đặc biệt là giá trị thơng phẩm của sản phẩm làm từ lúa còn thấp nên thiếu
tính cạnh tranh xuất khẩu trong khu vực và trên thế giới. Xuất phát từ thực tiễn
trên, ngành nông nghiệp đang đa nhanh tiến bộ khoa học vào sản xuất nhằm
hiện đại hoá nông nghiệp. Trong văn kiện Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ IX
nêu rõ: Đẩy nhanh công nghiệp hoá, hiện đại hoá nông nghiệp và nông thôn
theo định hớng hình thành nền nông nghiệp hàng hoá lớn phù hợp với nhu

cầu thị trờng và điều kiện sinh thái của từng vùng. Đa nhanh tiến bộ khoa
học và công nghệ vào sản xuất nông nghiệp, đạt mức tiên tiến trong khu vực
về trình độ công nghệ và về thu nhập trên một đơn vị diện tích, tăng năng suất
lao động. Việc cơ khí hoá nông nghiệp sẽ góp phần nâng cao năng suất lao
động, chất lợng sản phẩm. Đặc biệt giải phóng đợc lợng nhân công lao
động phục vụ cho các ngành nghề kinh tế x hội khác. Trong đó, cơ giới hoá
quá trình sản xuất lúa là hết sức quan trọng. Hiện nay, việc cơ khí hoá khâu
làm đất và thuỷ lợi đ đạt tỉ lệ khá cao. Tuy nhiên, khâu gieo và cấy còn hạn
chế sản xuất chủ yếu bằng thủ công.
Khâu gieo lúa ở Việt Nam thờng sử dụng hình thức gieo sạ. Hình thức
này đợc sử dụng rộng ri ở các tỉnh miền Trung, Nam bộ nhng có nhiều
nhợc điểm. Vấn đề đặt ra gieo lúa theo khóm sẽ có u điểm hơn hẳn so với
gieo vi, gieo hàng.
Gieo lúa theo khóm có những u điểm sau:


2

- Mật độ cây lúa đều đảm bảo tốt điều kiện sinh trởng, phát triển tăng
năng suất cây trồng.
- Tạo điều kiện cho việc cơ giới hoá các khâu chăm sóc và thu hoạch.
- Tạo môi trờng thuận lợi kết hợp nuôi trồng thuỷ sản trên đồng ruộng.
- Tiết kiệm lúa giống, giảm chi phí nhân công lao động.
Hiện nay gieo lúa khóm cha đợc ứng dụng do không thể làm thủ công,
chỉ có thể dùng máy nhng máy gieo lúa nớc theo khóm cha có. Việc
nghiên cứu, chế tạo máy gieo lúa thành khóm phù hợp với điều kiện sản xuất
lúa ở Việt Nam là cần thiết luôn mang tính thời sự.
Xuất phát từ những lý do trên tôi chọn đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế
tạo một số bộ phận làm việc chính và khảo nghiệm máy gieo lúa hạt thành
khóm phù hợp với điều kiện sản xuất lúa ở Việt Nam.

3

2. Tổng quan tình hình sản xuất lúa và cơ giới hoá
khâu gieo lúa trên thế giới và Việt nam
2.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới và Việt nam
2.1.1. Tình hình sản xuất lúa trên thế giới
Lúa là cây lơng thực quan trọng trên thế giới. Thế giới có khoảng trên
100 nớc sản xuất lúa. Vào năm 1996 diện tích trồng lúa nớc trên thế giới là
152,2 triệu ha, trong đó 90% tập trung ở châu á, còn lại ở châu Âu, châu Phi,
châu Mỹ, châu Đại Dơng. Có khoảng 40 nớc trồng nhiều lúa, trong đó có
13 nớc có diện tích trồng lúa từ 1 triệu ha trở lên. Các nớc có diện tích trồng
lúa nhiều trên thế giới biểu thị ở bảng 2.1.
Bảng 2
.1. Các nớc có diện tích trồng lúa nhiều trên thế giới năm 1996,[13]
Nớc
ấ
ấấ
ấn
Độ
Trung
Quốc

Inđô
nê xia

Băng
la
đét
Thái
Lan
Việt
Nam
Miến
Điện
Bra
xin
Diện tích
(triệu ha)

39 33 11,09 9,3 9,22

7,02 5,524

3,5

Năng suất lúa bình quân trên thế giới năm 1992 khoảng 3,34 tấn/ha.
Những nớc có năng suất cao là Nhật Bản 6,8 tấn/ha, Hàn Quốc 6,2 tấn/ha,
Trung Quốc 5,7 tấn/ha. Những nớc có năng suất thấp: Chilê 0,94 tấn/ha, Mali
1,1 tấn/ha, [13].
Châu á là khu vực sản xuất lúa lớn nhất của thế giới. Năm 1996 chiếm
88,6% của toàn thế giới và năm 1997 tăng lên tới 89,59%. Các nớc sản xuất
lúa gạo nhiều nhất ở châu á gồm có 8 nớc là ấn Độ, Trung Quốc, Inđônêxia,

Bănglađét, Việt Nam, Thái Lan, Nhật Bản, Myamar. Trong đó, ở khu vực
ASEAN có tập quán trồng lúa nớc từ lâu đời. Năm 1996 diện tích là 40,23
triệu ha, chiếm tỷ lệ 26,4% so với toàn thế giới và 29,8% so với châu á. Năm


4

1997 có diện tích trồng lúa 41,1 triệu ha, chiếm tỷ lệ 27,46% so với toàn thế
giới và 30,65% so với châu á. Tình hình sản xuất lúa ở khu vực ASEAN thể
hiện ở bảng 2.2.
Bảng 2.2. Tình hình sản xuất lúa khu vực ASEAN, [13]
1996 1997
Các nớc
ASEAN
Diện tích
(nghìn ha)

Năng
suất
(tấn/ha)

Sản
lợng
(nghìn tấn)
Diện tích
(nghìn ha)
Năng
suất
(tấn/ha)
Sản

lợng
(nghìntấn)

Brunei
Cambodia
Indonesia
Lào
Malaysia
Myanmar
Philipines
Thailand
Việt Nam
0,4
1.949,4
11.096,8
565,6
660,0
5.524,8
3.951,0
9.221,7
7.020,5
2,7
1,8
4,6
2,5
3,1
3,2
2,9
4,4
3,7

1
3.390
50.102
1.414
2.065
17.801
11.284
21.800
26.397
0,4
1.949,4
11.101,1
553,9
660,0
5.599,8
4.045,6
9.175,5
7.099,3
2,7
1,7
4,6
2,6
3,1
2,8
2,9
4,4
3,7
1
3.390
50.632

1.414
2.065
155.000
11.441
20.700
27.524
Tổng 39.990,2

134.254 40.185,0 272.167
2.1.2. Tình hình sản xuất lúa ở Việt Nam
Việt Nam là nớc có diện tích trồng lúa đứng thứ 6 trên thế giới. Diện
tích và sản lợng lúa tập trung ở các tỉnh đồng bằng sông Hồng, đồng bằng
sông Cửu Long và các tỉnh Duyên Hải miền Trung. Diện tích cả nớc khoảng
7 triệu ha, năng suất 3,7 tấn/ha.
Sự tăng nhanh và ổn định sản lợng lúa gạo ở nớc ta đ đáp ứng đợc
nhu cầu về lơng thực trong nớc và trở thành nớc xuất khẩu gạo lớn thứ hai


5

trên thế giới. Năm 1989 cả nớc đạt 18,9 triệu tấn lúa trong đó xuất khẩu 1,42
triệu tấn gạo. Năm 1998 cả nớc đạt 29,1 triệu tấn lúa, xuất khẩu 3,8 triệu tấn
gạo. Tính từ năm 1989 đến năm 1998 Việt Nam đ cung cấp cho thị trờng gạo
thế giới hơn 22 triệu tấn, bình quân 2,23 triệu tấn gạo một năm. Vợt qua
những khó khăn và yếu kém ban đầu do chiến tranh kéo dài để lại, năng suất
thấp, đất đai thiếu chất dinh dỡng nhng đến nay năng suất lúa bình quân là
3,76 - 3,79 tấn/ha. Đầu tháng 12 năm 2003 lợng gạo xuất khẩu đạt 3,733 triệu
tấn và ớc tính trong năm 2004 lợng gạo xuất khẩu của cả nớc đạt 3,9 triệu
tấn. (theo nguồn tin từ Hiệp hội Lơng thực Việt Nam).
Diện tích và sản lợng lúa ở Việt Nam những năm gần đây đợc thể

hiện trong bảng 2.3 và 2.4, [17].

Bảng 2.3. Diện tích lúa cả năm (đơn vị nghìn ha)


Bảng 2.4
. Sản lợng lúa cả năm (nghìn tấn)
Qua bảng 2.4 ta thấy sản lợng lúa tăng dần theo các năm và sản lợng lúa
phụ phụ thuộc nhiều vào vụ lúa đông xuân.
Năm

Tổng Lúa đông xuân

Lúa hè thu Lúa mùa
1999

7.653,6 2.888,9 2.341,2 2.413,5
2000

7.666,3 3.013,2 2.292,8 2.360,3
2001

7.492,7 3.056,9 2.210,8 2.225,0
2002

7.504,3 3.033,0 2.293,7 2.177,6
2003

7.449,3 3.022,6 2.319,9 2.106,8
Năm

Tổng Lúa đông xuân Lúa hè thu Lúa mùa
1999 31.393,8

14.103,0 8.758,3 8.532,5
2000 32.529,5

15.571,2 8.625,0 8.333,3
2001 32.108,4

15.474,4 8.328,4 8.305,6
2002 34.447,2

16.719,6 9.188,7 8.538,9
2003 34.518,6

16.822,9 9.390,0 8.305,7


6

2. 2. Tình hình cơ giới hoá khâu gieo lúa
2.2.1.Tình hình cơ giới hoá khâu gieo lúa trên thế giới
ở các nớc châu Âu, châu Mỹ, châu úc sản xuất lúa mì là chính, lúa
nớc chỉ chiếm một tỉ lệ rất nhỏ (khoảng 2%) đợc canh tác bằng gieo thẳng
trên đất khô, sau khi lúa mọc mới cho nớc vào. Do trình độ thuỷ lợi hoá, cơ
giới hoá, hoá học hoá cao nên thích hợp cho việc gieo thẳng. ở Mỹ đ dùng
máy bay để gieo vi trên diện tích lớn. ở Nga, ý và một số nớc Đông Âu
dùng máy gieo liên hợp với máy kéo lớn để gieo thành hàng. Trung Quốc,
phần diện tích lúa gieo thẳng trên đất khô (chủ yếu là ở miền Bắc) đ đợc cơ

giới hoá, dùng nguyên mẫu máy gieo lúa mì với cơ cấu gieo kiểu trục cuốn,
còn gieo thẳng lúa đất ớt thì dùng cả công cụ kéo tay và máy chạy động cơ
nhiều kiểu khác nhau. Tốc độ gieo thẳng lúa ở Trung Quốc tăng rất nhanh,
trong tám năm từ 1991 - 1998 đ tăng 160%, trong khi tốc độ cơ khí hoá khâu
cấy chỉ tăng trên 76%. Thái Lan, ấn Độ, Philipin và nhiều nớc khác đ dùng
máy gieo thẳng lúa trên đất ớt dùng động cơ. ở một số nớc và vùng lnh
thổ châu á nh: Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan hiện nay đ phát minh ra máy
cấy và dây chuyền sản xuất mạ thảm, nên đ đi theo con đờng cấy mạ thảm.
Trung Quốc bớc đầu từ bỏ con đờng cơ giới hoá cấy mạ dợc và đi theo con
đờng cấy mạ thảm.
2.2.2. Tình hình cơ giới hoá khâu gieo lúa ở Việt Nam
Do điều kiện khí hậu các vùng khác nhau dẫn đến tập quán sản xuất lúa
giữa các vùng khác nhau. ở nớc ta hiện nay tồn tại hai tập quán sản xuất lúa
đặc trng cho hai vùng sản xuất lúa chính là đồng bằng sông Hồng và đồng
bằng sông Cửu Long.
- ở Miền Bắc nớc ta (Đồng bằng sông Hồng) điều kiện tự nhiên
không thích hợp cho việc gieo thẳng. Lúa vụ xuân đầu vụ thời tiết còn rét đậm
nếu gieo thẳng lúa khó mọc mầm, thậm chí bị chết. Lúa vụ mùa, đầu vụ


7

thờng có ma to, nếu gieo thẳng hạt bị trôi dạt. Hơn nữa lúa gieo thẳng
chiếm thời gian dài gây khó khăn cho việc thâm canh tăng vụ. Vì vậy, ở miền
Bắc nớc ta hầu hết diện tích lúa đợc cấy (sản xuất lúa hai giai đoạn) và chỉ
gieo thẳng ở một số vùng với một số vụ có điều kiện thích hợp.
Hiện nay, ở miền Bắc cơ giới hoá mới thực hiện ở khâu làm đất, còn
khâu gieo, cấy vẫn làm thủ công. Một số vùng có sử dụng công cụ gieo nhng
không đáng kể.
- ở Đồng bằng sông Cửu Long, thời tiết nắng ấm quanh năm và vào

thời vụ gieo lại ít có ma lớn nên rất thích hợp cho việc gieo thẳng (sản xuất
lúa một giai đoạn), chỉ cấy một tỉ lệ nhỏ diện tích.
Để tiến hành sản xuất lúa theo qui trình một giai đoạn hiện nay có một
số hình thức gieo nh sau :
+ Gieo vi (gieo sạ)
Hình thức gieo vi là hạt giống đợc sạ trên mặt ruộng bùn nhuyễn. Hạt
chìm vào trong đất bùn nhờ vào trọng lợng của hạt rơi tự do. Do trọng lợng
hạt giống nhỏ nên khả năng đợc vùi lấp là rất khó kiểm soát. Hơn nữa, hạt
giống lúa nớc đ đợc ngâm để nẩy mầm đ có rễ khó chìm sâu trong bùn.
Gieo sạ không theo hàng lối rất khó kiểm soát khoảng cách giữa các cá thể và
hoàn toàn chỉ áng chừng khi ngời đi sạ ném các hạt giống xuống mặt ruộng,
do đó chất lợng sạ kém, mật độ phân bố hạt không đều, chỗ quá dày, chỗ quá
tha, làm cho lúa phát triển không đồng đều, năng suất lúa không cao. Gieo sạ
lúa mọc không thành hàng nên không thể diệt cỏ bằng công cụ mà phải dùng
hoá chất gây ô nhiễm môi trờng, công việc rất nặng nhọc, năng suất thấp,
chất lợng kém, phụ thuộc nhiều vào độ thuần thục của mỗi ngời.
+ Gieo hàng
Gieo hàng là cách đặt hạt giống thành hàng dọc (hàng sông) với khoảng
cách nhất định. Khi gieo hàng, ngời ta dễ dàng kiểm soát đợc lợng hạt
giống phải gieo. Thí nghiệm của Viện lúa Đồng bằng sông Cửu Long so sánh


8

giữa lúa gieo hàng và lúa sạ lan đ khẳng định sự u việt hơn hẳn của lúa gieo
hàng vì mật độ hạt gieo phân bố đều, không khí thông thoáng, tiếp thu ánh
sáng tốt làm cho cây lúa phát triển nên năng suất lúa tăng (15-20%) tiết kiệm
giống (40%), diệt cỏ dễ hơn, do đó hình thức này đang đợc ứng dụng rộng ri
ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long và các tỉnh miền Trung.
+ Gieo khóm

Là hình thức gieo mà cây lúa mọc thành khóm nh lúa cấy, mật độ hạt
phân bố đều, không khí thông thoáng, tiếp thu ánh sáng tốt hơn so với gieo
hàng và gieo vi, tạo điều kiện cho cây lúa đẻ nhánh. Ta đ biết cây lúa là cây
a ánh sáng, cờng độ ánh sáng lớn sẽ làm tăng năng suất lúa nhất là vào giai
đoạn từ 30 ữ 45 ngày cuối của thời kỳ sinh trởng. Nhiều tài liệu nghiên cứu
cho thấy trong tháng cuối trớc lúc thu hoạch nếu đợc 200 giờ chiếu sáng,
trung bình 7 giờ trong ngày thì lúa sẽ cho năng suất cao. Khi gieo khóm
khoảng cách khóm và khoảng cách hàng là chỗ để di chuyển, nơi đặt công cụ
làm cỏ sục bùn làm việc. ở những vùng kết hợp nuôi cá, tôm tạo điều kiện cho
cá, tôm bơi qua các hàng lúa tìm thức ăn dễ dàng đồng thời tác động tốt cho
cây lúa phát triển, đảm bảo hiệu quả kinh tế.
Hiện nay, ở nớc ta mới có công cụ gieo lúa nh công cụ gieo lúa kéo
tay VNN- 67, công cụ gieo lúa Bắc Cạn. Những năm 1976- 1982, Viện Cơ
Điện Nông nghiệp đ thiết kế, chế tạo đa vào thử nghiệm tại đồng bằng sông
Cửu Long (Nông Trờng Mỹ Lâm và Vĩnh Điều, tỉnh Kiên Giang) máy sạ lúa
trên đất khô XL-10 kiểu đĩa ly tâm treo sau máy kéo bánh lớn (MTZ-Styer)
với bề rộng gieo là 10 mét và máy gieo lúa thành hàng trên đất khô GL-3,6 với
bề rộng làm việc là 3,6 mét lắp sau máy kéo bánh lớn. Viện cũng đ thử
nghiệm gieo thẳng lúa bằng máy bay tại tỉnh Đồng Tháp nhng sau đó đều
không phổ biến vào sản xuất đợc. Tuy máy gieo làm việc tốt nhng việc gieo
lúa trên đất khô không tồn tại. Gần đây, Viện Cơ Điện Nông Nghiệp đ phối
hợp với Viện Lúa đồng bằng sông Cửu Long thiết kế chế tạo công cụ gieo lúa


9

trên đất ớt kiểu trống quay theo mẫu của Viện lúa Quốc tế một ngời kéo,
hạt lúa đợc gieo thành hàng, hạt lúa ngâm ủ không đợc có mầm đổ vào
trống. Khi trống quay, hạt lúa do trọng lợng sẽ rơi qua các lỗ ở thành trống
xuống đất.

Qua kết quả nghiên cứu ở trên cho thấy ở đồng bằng sông Cửu Long
sản xuất lúa theo qui trình một giai đoạn, việc cơ giới hoá khâu gieo thẳng lúa
ở miền Nam nớc ta đang là một nhu cầu cấp thiết, phải khẩn trơng nghiên
cứu giải quyết.
Mặt khác gieo lúa khóm sẽ giảm chi phí cho sản xuất (tiết kiệm hạt
giống), tạo điều kiện cho cơ giới hoá khâu chăm sóc nh: làm cỏ, sục bùn
cho cây lúa sinh trởng, phát triển và có thể kết hợp nuôi trồng thuỷ sản tăng
hiệu quả kinh tế trên diện tích canh tác.
2.3. Xây dựng qui trình sản xuất lúa sử dụng máy gieo lúa
thành khóm
ở nớc ta hiện nay tồn tại hai tập quán sản xuất lúa đặc trng cho hai
vùng khác nhau là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long.
2
.3.1. Qui trình sản xuất lúa truyền thống ở đồng bằng sông Hồng
Sơ đồ qui trình sản xuất lúa hai giai đoạn










Chuẩn bị giống

Chuẩn bị ruộng gieo

Gieo hạt

Chăm sóc mạ

Nhổ mạ

Chuẩn b
ị ruộng cấy

Cấy

Thu hoạch


Chăm sóc



10
ở Miền Bắc nớc ta điều kiện tự nhiên không thích hợp cho gieo thẳng,
hầu hết diện tích lúa đợc cấy đó là qui trình sản xuất lúa hai giai đoạn.
2.3.2. Qui trình sản xuất lúa truyền thống ở đồng bằng Sông Cửu Long và
các tỉnh miền Trung
ở đồng bằng sông Cửu Long sản xuất lúa chủ yếu là gieo thẳng đó là
qui trình sản xuất một giai đoạn.
Sơ đồ qui trình sản xuất lúa một giai đoạn

2.3.3. Xây dựng qui trình sản xuất lúa sử dụng máy gieo lúa theo khóm
Qui trình sản xuất lúa sử dụng máy gieo lúa theo khóm là qui trình sản
xuất lúa gieo thẳng nhng khác với gieo vi, gieo hàng là các hạt lúa đợc
gieo thành khóm. Để thực hiện bằng máy nên đặt ra một số yêu cầu nh sau:
+ Chuẩn bị ruộng gieo
- Ruộng gieo thẳng nên tập trung, không phân tán để đảm bảo tiện lợi
cho theo dõi, chăm sóc thờng xuyên, tránh sự phá hại của chim, chuột, sâu
bệnh, chủ động tới và thoát nớc sau khi gieo, nhất là thời kỳ cây con 2- 3 lá.
- Ruộng giữ nớc tốt, bảo đảm một lớp nớc trên ruộng sau khi tới.
- Làm đất sớm ngâm lâu hoặc phơi ải kỹ diệt cỏ dại.
- Diện tích ruộng gieo phải đảm bảo đủ lớn (hơn 1000 m
2
). Phải đảm
bảo cho liên hợp máy gieo lên xuống dễ dàng. Nền ruộng phải đảm bảo độ cứng
để máy gieo có thể đi lại thuận lợi khi làm việc.
Thu hoạch

Chuẩn bị giống

Chuẩn bị ruộng gieo

Gieo hạt

Chăm sóc



11
+ Chuẩn bị giống
- Nói chung những giống lúa cây thấp, lá đứng, cây cứng, năng suất cao

đều có thể gieo thẳng đợc (không gieo giống cây cao dễ đổ). Nên chọn giống
lúa ngắn ngày để chủ động với thời tiết , rút ngắn thời gian sinh trởng.
- Thực hiện xử lý tiêu độc và ngâm ủ hạt, hạt chỉ ngâm ủ đến khi nứt nanh.
+ Gieo hạt sử dụng máy gieo
- Trớc khi gieo:
Tháo hết nớc, không thoát nớc quá sớm đất dễ bị se mặt.
Nếu ruộng không bằng phẳng, khơi những rnh nhỏ để thoát nớc.
Ruộng quá lớn, cao thấp không đồng đều có thể đắp một số bờ nhỏ để
giữ nớc tùng khu.
- Sau khi gieo: Tháo hết nớc, nếu có vũng lớn có thể lội vào vét thành
rnh nhỏ để thoát nớc. Vụ mùa trời nắng, còn rnh và vũng nhỏ thì không
cần thiết phải thoát hết nớc.
+ Chăm sóc
+ Thu hoạch
+ Mật độ
Khi gieo lúa bằng máy yêu cầu khoảng cách các hàng 20 cm, khoảng
cách khóm từ 13-17 cm, mỗi khóm trung bình từ 3-6 hạt.
Qua nghiên cứu và phân tích các tập quán canh tác lúa đang tồn tại
hiện nay, chúng tôi đ đa ra quy trình sản xuất lúa áp dụng cho máy gieo lúa
hạt thành khóm. Việc áp dụng quy trình sản xuất lúa bằng máy gieo lúa hạt
thành khóm sẽ giảm đợc một lợng lớn lúa giống, nhân công phục vụ khâu
gieo cấy và tạo điều kiện thuận lợi cho khâu chăm sóc và thu hoạch sau này.


12
3. Phơng pháp nghiên cứu
3.1. Phơng pháp nghiên cứu lý thuyết
Nội dung của phơng pháp thực hiện trên cơ sở quan hệ hình học giữa
các kích thớc trong kết cấu, các phơng trình chuyển động của hạt trong
buồng làm việc để xác định các thông số.

Sử dụng quan hệ hình học giữa các kích thớc trong bộ phận làm việc
để xác định một số kích thớc
- Trên cơ sở các thông số kích thớc của hạt lúa gieo, số hạt trên khóm
để xác định kích thớc lỗ định lợng bằng phơng pháp so sánh thể tích lỗ với
thể khối hạt trên khóm.
- Khoảng cách hàng, khoảng cách khóm theo yêu cầu nông học ta xác
định định đợc đờng kính tâm lỗ ra hạt, vị trí bố trí lỗ ra hạt trên đĩa cố định.
- Từ khoảng cách rơi yêu cầu của hạt lúa xác định đợc chiều dài ống
dẫn hạt.
- Trên cơ sở quan hệ hình học giữa kích thớc của các chi tiết trong bộ
phận gieo, một số kích thớc đợc lụa chọn trớc trên cơ sở đặc điểm của hạt
lúa gieo ta xác định đợc các kích thớc còn lại.
Sau khi xác định đợc mô hình tính toán trên cơ sở các thông số lựa
chọn hoặc tính trớc lập phơng trình vi phân chuyển động của hạt (coi mỗi
hạt lúa gieo nh một chất điểm). Phơng trình vi phân chuyển động của hạt
đợc thành lập trên cơ sở định luật: Biến thiên của động lợng tỷ lệ thuận
với lực tác dụng và có chiều của lực . Phơng trình có dạng:

Frm
dt
d
=).(
&

(3.1)
trong đó:
m - khối lợng;

r
&

- vận tốc của điểm;
F
- lực tác dụng.



13
Nếu khối lợng của điểm chuyển động không đổi,
Frm =
&&
.

Phơng trình véc tơ đó tơng đơng với ba phơng trình vô hớng khi
ta chiếu nó lên các trục của hệ toạ độ nào đó.
Với hệ trục toạ độ Đề các ta có:

Zzm
Yym
Xxm
=
=
=
&&
&&
&
&
.
.
.
(3.2)

x
&
&
,
y
&
&
,
z
&
&
- đạo hàm bậc hai của các toạ độ theo thời gian;
X, Y, Z - các hình chiếu của lực tác dụng.
Giải các phơng trình vi phân trên ta xác định đợc số vòng quay tới
hạn để tránh hiện tợng cắt hạt, h hỏng hạt, xác định quĩ đạo chuyển động
của hạt từ đó xác định các kích thớc giới hạn cần thiết của các chi tiết trong
bộ phận làm việc.
3.2. Phơng pháp điều tra, khảo sát
Nội dung của phơng pháp là điều tra, khảo sát tập quán sản xuất lúa ở
nớc ta, điều kiện, khí hậu, thời vụ của từng vùng.
Điều tra, khảo sát điều kiện sinh trởng 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 gieo lúa nói riêng ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long
từ đó thiết kế mô hình máy đáp ứng nhu cầu sản xuất.
3.3. Phơng pháp đo đạc, thực nghiệm

Để nghiên cứu, thiết kế, chế tạo một số bộ phận làm việc của máy
chúng ta cần có các thông số về đặc điểm của hạt lúa gieo cơ sở lựa chọn một
số thông số ban đầu đó là cơ lý tính của hạt lúa gieo. Bằng đo đạc, thực

nghiệm ta xác định đợc các đặc điểm cơ lý tính của hạt lúa gieo:


14
- Tiến hành đo ba kích thớc một số hạt của một số giống lúa: chiều
dài, chiều rộng, chiều dày bằng thớc cặp, pan me sau đó tính giá trị trung
bình của các kích thớc đó.
- Trọng lợng 1000 hạt lúa thực hiện bằng phơng pháp cân trực tiếp.
- Độ ẩm, trọng lợng riêng, hệ số ma sát, độ cao rơi của hạt đợc xác
định bằng các dụng cụ đo kiểm thực nghiệm.
3.4. Phơng pháp phân tích đáng giá
Phân tích các nguyên lý gieo đ sử dụng trong các máy gieo hiện có ở
trong và ngoài nớc nh: nguyên lý gieo kiểu lấy hạt dùng đĩa quay, nguyên
lý gieo kiểu trục cuốn, nguyên lý gieo kiểu khí động, nguyên lý gieo kiểu ly
tâm, nguyên lý gieo kiểu rung độngTiến hành phân tích kết cấu, nguyên lý
hoạt động, phạm vi áp dụng, u điểm, nhợc điểm của các nguyên lý trên. Từ
đó lụa chọn nguyên lý phù hợp với gieo lúa hạt thành khóm trên ruộng bùn
ớt có nền, hạt lúa gieo đ đợc ngâm ủ nứt nanh.
Phân tích đặc điểm cấu tạo, nguyên lý làm việc, các phép điều chỉnh
trong quá trình sử dụng của các máy gieo hiện có để chọn cơ cấu phù hợp: cơ
cấu truyền động cho bộ phận gieo, bộ phận di động, bộ phận xoá vết bánh, cơ
cấu liên hợp với máy kéo.
Khi đ chọn đợc nguyên lý, cơ cấu phù hợp với gieo hạt thành khóm
có cải tiến cho phù hợp để gieo lúa hạt thành khóm trên đất ớt có nền trong
điều kiện sản xuất lúa ở nớc ta.
3.5. Phơng pháp nghiên cứu thử nghiệm máy thực
3.5.1. Nghiên cứu thử nghiệm đối với bộ phận gieo
Sau khi đ chế tạo bộ phận gieo tiến hành thử nghiệm nhằm kiểm định
lại kết quả nhận đợc từ các phơng pháp nghiên cứu khác.

Để thử nghiệm bộ phận gieo ta tiến hành phơng pháp tìm theo định
hớng, nội dung của phơng pháp này thực hiện nh sau:
+ Khảo nghiệm vận tốc quay của đĩa định lợng:


15
Nội dung của khảo nghiệm là thay đổi tốc độ quay của đĩa định lợng
để xác định tỉ lệ h hỏng của hạt.
Tiến hành khảo nghiệm ở 5 tốc độ quay khác nhau của đĩa định lợng
thứ tự với tốc độ tăng dần, với các giống lúa CR203, XI23, C70. Mỗi giống
chạy trong thời gian 3 phút, hạt đợc đựng vào khay, đếm số hạt trong khay.
Tổng số hạt đếm là n hạt, số hạt hỏng là n
h

Tỷ lệ hạt hỏng đợc tính
p =
n
n
h
.100% (3.3)
Từ kết quả khảo nghiệm ta xác định đợc số vòng quay của đĩa định
lợng đảm bảo yêu cầu đặt ra.
+ Khảo nghiệm ảnh hởng của chiều dài ống dẫn hạt đến độ chụm của
khóm gieo:
Thay đổi chiều dài ống dẫn hạt xác định kích thớc khóm hạt gieo. Mỗi
chiều dài ống dẫn hạt, với một loại hạt lúa ta đo kích thỡc khóm.
Tổng số khóm hạt cần đo n, coi khóm hạt có kích thớc hình chữ nhật
a xb (mm). Trị số kích thớc trung bình
bxa
(mm):

a
=

n
i
a
n
1
1
(3.4)


=
n
i
b
n
b
1
1
(3.5)
+ Khảo nghiệm ảnh hởng của kích thớc lỗ định lợng đến lợng hạt
gieo trong một khóm.
Cho bộ phận gieo làm việc với các lỗ định lợng có kích thớc khác
nhau. Kích thớc lỗ gồm: chiều dày đĩa định lợng, đờng kính lỗ định lợng
ứng với các kích thớc ta tiến hành khảo nghiệm với các giống lúa khác
nhau,
Sau mỗi lần khảo nghiệm ta đếm số hạt trong mỗi khóm kết quả ghi vào
bảng 3.1.

16


Bảng 3.1. Bảng ghi kết quả số liệu khảo nghiệm
x
i
x
1
x
2
x
3
x
n
m
i
m
1
m
2
m
3
m
n

Trong đó: x
i

- Số hạt trong khóm thứ i
m
i
- Số lần lặp lại giá trị x
i

Sau khi có bảng số liệu ta vẽ biểu đồ biểu diễn sự phân bố số hạt trong
mỗi nhóm. Theo thống kê toán học xác định đợc các chỉ tiêu sau:
- Số lợng hạt trung bình trong mỗi khóm:
i
n
i
mx
n
X .
1
1

=
(3.6)
X
: Số lợng hạt trung bình trong mỗi khóm;
n: Tổng số khóm.
- Độ lệch chuẩn thực nghiệm :
S =

=


n

i
i
Xx
n
1
2
)(.
1
1
(3.7)
Số hạt xuất hiện trong mỗi khóm là sự kiện ngẫu nhiên có qui luật phân
phối chuẩn. Ta cần ớc lợng kỳ vọng ( Khoảng xuất hiện giá trị trung bình )
của phân phối chuẩn
n
S
tXm
n
S
tX

+
(3.8)
t

: Tra bảng[15];
t

: tra theo mức và số bậc tự do n-1, = 1- p;
p: mức tin cậy cho trớc, lấy p =0,95;
m : khoảng ớc lợng số hạt trung bình trong mỗi khóm.

17
Từ kết quả khảo nghiệm ta vẽ đợc biểu đồ phân bố số hạt trong mỗi
khóm ứng với các đĩa có kích thớc lỗ định lợng khác nhau.

3.5.2. Nghiên cứu thử nghiệm máy gieo lúa hạt thành khóm
Phơng pháp thử nghiệm máy thực cho kết quả chính xác với máy cụ
thể, phơng pháp nàydùng ở giai đoạn cuối của quá trình nghiên cứu
nhằmkiểm định lại kết quả nhận đợc từ các phơng pháp nghiên cứu khác
hoặc khi nghiên cứu có các hiện tợng phức tạp mà mô hình tính toán cha
phản ánh đầy đủ.
Nội dung của phơng pháp là đa máy vào thực tế sản xuất, dùng các
thiết bị và dụng cụ đo để xác định các chỉ tiêu làm việc của máy. Qui trình
thực hiện nh sau :
+ Tiêu chuẩn thử nghiệm máy gieo lúa hạt thành khóm
- Tiêu chuẩn quốc tế
Hiện nay có một số tiêu chuẩn quốc tế về khảo nghiệm máy gieo và liên
hợp máy gieo lúa thành khóm nh : Các tiêu chuẩn ISO và tiêu chuẩn của một
số nớc.
Tiêu chuẩn ISO 3534, stutisties- vocabulary and symbols.
Tiêu chuẩn ISO 5698, Agricultural machinery Hoppers Mannual looding
height.
Tiêu chuẩn ISO 5699, Agricultural machines, implements and
equipments.
Tiêu chuẩn mới là tiêu chuẩn ISO7256/2-1984.
- Tiêu chuẩn Việt Nam và tiêu chuẩn ngành
Từ các tiêu chuẩn quốc tế Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn đ
đa ra tiêu chuẩn ngành 10TCN-2005, đây là tiêu chuẩn mới đợc ban hành.
Tiêu chuẩn này đợc trích dẫn từ các tiêu chuẩn Việt Nam.

+ TCVN 5451-1991(ISO950-1979) ngũ cốc - lấy mẫu (dạng hạt).


18
+ TCVN 1776-2004 hạt giống lúa - yêu cầu kỹ thuật.
+ 10TCN 322-2003 phơng pháp kiểm nghiệm hạt giống cây trồng.
+ 10TCN 168- 92 máy nông nghiệp -phơng pháp xác định các chỉ tiêu
đánh giá nông học.Tiêu chuẩn ngành 10TCN 2005,'' Máy nông lâm nghiệp và
thuỷ lợi- máy gieo hạt giống lúa nớc thành hàng - phơng pháp thử'', đa ra
các định nghĩa và quy trình khảo nghiệm.
Các tiêu chuẩn khảo nghiệm máy nông- lâm nghiệp đợc hệ thống
trong tài liệu: ''Hệ thống các tiêu chuẩn khảo nghiệm, giám định chất lợng
máy kéo, máy canh tác dùng trong sản xuất nông nghiệp'' của tác giả Hồ Đông
Lĩnh- Nguyễn Văn Vinh- NXB Nông Nghiệp Hà Nội 1998.
Trong tài liệu trên có ''Quy trình và phơng pháp thử máy gieo có hoặc
không có bộ phận bón phân- Tiêu chuẩn RNAM.1995''.
Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn RNAM.1995: áp dụng cho nhiều loại
công cụ gieo khác nhau nh công cụ gieo điều khiển bằng tay, máy gieo súc
vật kéo và máy gieo liên hợp với máy kéo.
Nội dung của tiêu chuẩn RNAM.1995:
+ Định nghĩa và thuật ngữ.
+ Đặc tính kỹ thuật của công cụ hoặc máy.
+ Thẩm tra đặc tính kỹ thuật.
+ Điều kiện thử.
+ Thử đặc tính làm việc trong phòng thí nghiệm.
+ Thử trên đồng ruộng.
+ Tiêu chuẩn đánh giá máy gieo và công cụ gieo.
+ Mẫu báo cáo kết quả thử.
Thử nghiệm máy gieo lúa hạt thành khóm theo tiêu chuẩn
RNAM.1995: ''Quy trình và phơng pháp thử máy gieo có hoặc không có bộ

phận bón phân-Tiêu chuẩn RNAM.1995''.
- Qui trình thử nghiệm