khảo sát sự thay đổi lượng tiêu thụ nhiên liệu theo ẩm độ của đất khi cày trên đất sét ở nông trường sông hậu, việt nam

Kh?o sát s? thay d?i lu?ng tiêu th? nhiên li?u theo ?m d? c?a d?t CÀy d?t sét ? Page of KHẢO SÁT SỰ THAY ĐỔI LƯỢNG TIÊU THỤ NHIÊN LIỆU THEO ẨM ĐỘ CỦA ĐẤT KHI CÀY TRÊN ĐẤT SÉT Ở NÔNG TRƯỜNG SÔNG HẬU, VIỆT NAM Lê Quang Minh, Nguyễn Văn Long Khoa Công Nghệ TÓM TẮT Được mệnh danh đồng rộng lớn Việt nam, đồng Sông Cửu Long (ĐBSCL) cung cấp 50% sản lượng lương thực cho đất nước Việc trồng lúa nhiều vụ thực việc giới hóa khâu làm đất Nói chung, người nông dân quan tâm cho đạt suất cao cách dễ với chi phí thấp khả dĩ, mục tiêu lâu dài việc làm đất nông dân trì tăng độ phì nhiêu đất, cải tiến kỹ thuật phù hợp với loại đất trồng Trong trình canh tác lúa nguồn động lực chi cho khâu làm đất tương đối cao so với khâu khác chi phí lượng cho khâu làm đất yếu tố quan trọng đáng quan tâm Một câu hỏi đặt là: "Trong điều kiện làm đất với chi phí lượng thấp nhất?” Mục tiêu đề tài khảo sát biến thiên chi phí nhiên liệu riêng khâu cày ẩm độ đất thay đổi nhằm tìm khoảng ẩm độ thích hợp cày Bằng phương pháp thí nghiệm đồng, thí nghiệm bố trí lô phân bố ngẫu nhiên Số liệu xử lý theo phép thống kê hồi qui bậc hai Kết thí nghiệm cho ta thấy cày ẩm độ thích hợp tiết kiệm chi phí nhiên liệu Tuy nhiên, kết nghiên cứu đơn lẻ tập trung vào chủ đề hẹp Để phát triển lảnh vực làm đất ĐBSCL, việc nghiên cứu có hệ thống nhằm phát triển qui trình hệ thống làm đất phù hợp cho vùng việc làm có ích thiết thực Từ khoá: làm đất, cày, lượng tiêu thụ nhiên liệu ĐẶT VẤN ĐỀ Được mệnh danh đồng rộng lớn Việt Nam (3.900.000 ha, Nguyễn Công Bình tác giả, 1995), đồng Sông Cửu Long cung cấp 50 % sản lượng lương thực cho đất nước Trong năm gần Việt nam xuất khoảng triệu gạo năm ĐBSCL nguồn cung cấp cho lượng xuất Ở đây, lúa trồng quanh năm 1, vụ tùy theo vùng điều kiện thủy lợi Việc trồng lúa nhiều vụ thực việc giới hóa khâu làm đất Giống vùng khác Đông Nam Á (Rijk,1989) đồng Sông Cửu Long, khâu làm đất giới hoá trước so với khâu khác đập lúa, gặt lúa Qui trình mức độ làm đất có mối liên hệ mật thiết với phương pháp canh tác ẩm độ đất Trong hệ thống làm đất khác nhau, qui trình làm đất thay đổi tùy theo cấu trúc đất, địa hình, trình độ khả người nông dân (De Datta tác giả, 1978) Nói chung người nông dân quan tâm cho đạt suất cao cách dễ với chi phí thấp khả dĩ, mục tiêu lâu dài việc làm đất nông dân là: trì tăng độ file://D:\HoanthanhNCKH\d1\630KH108\630KH108.htm 9/8/2005 Kh?o sát s? thay d?i lu?ng tiêu th? nhiên li?u theo ?m d? c?a d?t CÀy d?t sét ? Page of phì nhiêu đất, cải tiến kỷ thuật phù hợp với loại đất trồng (Kuipers, 1985) Phương pháp làm đất cổ điển đồng Sông Cửu Long dùng cày lưởi với sức kéo trâu, bò dùng cuốc với sức người Trước trồng lúa mùa vụ phương pháp thỏa mãn yêu cầu đáp ứng mà lúa trồng đến vụ năm thời gian làm đất trở nên ngắn Bảng trình bày chi phí thời gian làm đất phương tiện khác Bảng 1: Thời gian làm đất (FAO, 1976) Loại phương tiện Cuốc tay Thời gian (Giờ/ha) 500 Trâu (bò) + plow 60 Máy cày tay (6 hp) 20 Máy cày bánh (50hp) Theo Nguyễn Sinh Cúc Nguyễn Văn Tiêm (1996), đồng Sông Cửu Long có khoảng 12.500 máy kéo lớn 26.500 máy kéo nhỏ Thông dụng hai loại máy kéo bánh bánh Loại máy kéo bánh có nguồn động lực từ 7-14 kW, chúng dùng chủ yếu khâu làm đất nơi đất hẹp yếu vận chuyển nông thôn Loại máy kéo bánh từ 15 đến 38 kW, dùng công việc đồng án nơi có kích thước lô vừa rộng Việc nghiên cứu làm đất ĐBSCL chưa có nhiều, Nguyễn Điền Nguyễn Văn Thân (1984) nghiên cứu đặc điểm địa hình tính chất lý đất, Lê Quang Minh (1996) nghiên cứu việc giảm phèn cách kết hợp trục bùn rửa trôi phèn, Lê Quang Trí (1996) nghiên cứu vai trò kỷ thuật không làm đất việc trồng lúa đất phèn, Nguyễn văn Long (1997) lập mô hình để mô lưởi phay theo phương pháp phần tử rời rạc, Trần Văn Nhã (1999) phát triển cày trụ liên kết với máy kéo bánh, Nguyễn Bồng công (2001) điều tra trạng giới hoá, Nguyễn Văn Long Nguyễn Bồng (2001) phát triển cày trụ liên kết với máy kéo bánh Thật không may, ĐBSCL, thiếu nghiên cứu mối liên hệ hệ thống làm đất, loại đất thời tiết, hệ thống mùa vụ, yêu cầu sức kéo cho khâu làm đất Việc định thời điểm làm đất dụng cụ làm đất thường dựa vào kinh nghiệm định tính Hơn nữa, tiêu chuẩn để định cách làm đất thường dựa vào định chủ quan người nông dân Trong trình canh tác lúa lượng chi cho khâu làm đất tương đối cao so với khâu khác yếu tố quan trọng đáng quan tâm Một câu hỏi đặt cho nhà khoa học người nông dân là: "Trong điều kiện làm đất với chi phí lượng thấp nhất?" Nếu trả lời câu hỏi tiết kiệm nhiều tiền bạc công sức cho ĐBSCL Việc nghiên cứu góp phần giảm chi phí sản xuất lúa cho ĐBSCL tăng tính cạnh tranh gạo Việt Nam thị trường giới tương lai góp phần tăng lợi ích cho người dân đồng Chi phí lượng làm đất phụ thuộc nhiều yếu tố, đó, yếu tố quan trọng độ cày sâu, loại đất, ẩm độ đất, loại công cụ tốc độ di chuyển liên hiệp máy Trong nghiên cứu này, giới hạn việc khảo sát chi phí lượng cho khâu cày đất phụ thuộc vào yếu tố ẩm độ đất Chi phí lượng cày biểu diễn lực cản kéo (kN/m2), công file://D:\HoanthanhNCKH\d1\630KH108\630KH108.htm 9/8/2005 Kh?o sát s? thay d?i lu?ng tiêu th? nhiên li?u theo ?m d? c?a d?t CÀy d?t sét ? Page of kéo (J) hay lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng (lit/ha lit/m3) Trong đó, việc đo lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng dễ thực có ý nghĩa thực tế cao nên chọn làm tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu đề tài khảo sát biến thiên lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng khâu cày ẩm độ đất thay đổi nhằm tìm khoảng ẩm độ thích hợp cày Có nhiều tiêu tên gọi "lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng" Đối với nhà chế tạo động máy kéo hay người khách hàng mua máy họ ý đến tiêu "lượng tiêu thụ nhiên liêu riêng" có đơn vị g/hp*h tức khối lượng nhiên liêu chi cho đơn vị công suất đơn vị thời gian tiêu không nằm phạm vi nghiên cứu đề tài Đối với chủ máy kéo, cày đất, họ ý đến "lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng" với đơn vị lít/ha tức lượng nhiên liệu cần thiết để cày đất Đây tiêu có ý nghĩa thực tế cao áp dụng tiêu vào nghiên cứu so sánh cày đất độ sâu khác Do để tránh ảnh hưỡng độ cày sâu, đề tài này, lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng định nghĩa lượng nhiên liệu cần thiết để cày 1m3 đất (lít/m3) Mối liên hệ hai tiêu sau: lit/m3 = (1/10000)*(l/ha)*(1/D); D: độ cày sâu PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN Trang thiết bị thí nghiệm gồm có Máy kéo MTZ50 (50HP) liên kết với cày đất thuộc 7; dụng cụ đo chi phí nhiên liệu Econotest; dụng cụ xác định ẩm độ đất gồm có tủ sấy dụng cụ lấy mẫu đất với thể tích chuẩn 100 cm3, thùng chứa nhằm chống nước trình di chuyển mẫu, cân với độ xác 0.01g Hình 1: Sơ đồ khu thí nghiệm Thí nghiệm tiến hành Nông Trường Sông Hậu cách thành phố Cần Thơ 30 km hướng tây Lô đất thí nghiệm thuộc khu giống Nông Trường Sông Hậu Khu có hành thang vuông, chiều cao 510m, đáy lớn 166m, đáy nhỏ 158m Nó bao bọc lộ phía trước, nhà máy chế biến phía bên trái đê kiên cố hai mặt lại Việc cấp thoát nước thông qua đập nước Hiện trạng khu đất thí nghiệm có đê nhỏ chia làm lô nhỏ (I, II, III, IV, V) Hình Kết khảo sát cho ta thấy tất mẫu đất có sa cấu là đất sét khác giửa file://D:\HoanthanhNCKH\d1\630KH108\630KH108.htm 9/8/2005 Kh?o sát s? thay d?i lu?ng tiêu th? nhiên li?u theo ?m d? c?a d?t CÀy d?t sét ? Page of sa cấu lớp mặt lớp đáy không đáng kể (xem Bảng 2) Bảng 2: Sa cấu đất Độ sâu (mm) 0-100 100-200 0-100 100-200 0-100 100-200 0-100 100-200 Vị trí A(a) B(b) C(b) D(b) %sét 50.1 50.7 40.26 43.28 43.59 50.83 46.51 46.91 %thịt 49.2 48.8 59.74 56.72 56.41 49.17 53.49 53.09 %cát 0.7 0.5 0 0 0 Loại đất Sét Sét Sét Sét Sét Sét Sét Sét (a) Phân tích phòng thí nghiệm làm đất ĐH Wageningen Hà lan (b) Phân tích phòng thí nghiệm Cơ Học Đất Khoa Công Nghệ Thí nghiệm tiến hành lô đất có kích thước đủ để thực đường cày với chiều dài đường 30m Lô đất chọn vị trí toàn khu cho ẩm độ tương đối đồng nằm dãy ẩm độ khảo sát Để dễ dàng quay đầu máy kéo thả vạt cho đường cày đầu tiên, kích thước lô chọn 8x50 m2 Phương pháp thí nghiệm tiến hành sau: – Trước cày, lô thí nghiệm chọn cọc mốc cắm để xác định khoảng đường làm việc máy 30m Mẫu đất xác định ẩm độ với 10 lần lặp lại phân bố lô đất Toạ độ 100 điểm xác định dụng cụ đo địa hình (reliefmeter) với mốc cao độ xác định mực nước để đo độ cày sâu sau cày – Khi cày, chi phí nhiên liệu đo đường chạy với số lần lặp lại lần cho lô – Sau cày, tổng bề rộng làm việc xác định với lần lặp lại Toạ độ 100 điểm xác định bằng dụng cụ đo địa hình lần sau hiệu chỉnh với cột mốc ban đầu mực nước Chi phí nhiên liệu riêng xác định theo công thức sau: Fs = đó: Fs: chi phí nhiên liệu riêng l/m3 Ftb: chi phí nhiên liệu trung bình cho đường chạy Stb: diện tích đất cày trung bình cho đường chạy Dtb: độ sâu trung bình 100 điểm đo file://D:\HoanthanhNCKH\d1\630KH108\630KH108.htm 9/8/2005 Kh?o sát s? thay d?i lu?ng tiêu th? nhiên li?u theo ?m d? c?a d?t CÀy d?t sét ? Page of Ẩm độ xác định phương pháp sấy nhiệt độ 1050C 24 tính tỷ số giửa khối lượng nước khối lượng đất khô MC = x100% đó: Mw: khối lượng đất ướt Md: khối lượng đất khô KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Thí nghiệm đo lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng tiến hành lô có ẩm độ biến thiên từ 33% đến 54% Kết thí nghiệm trình bày Bảng Sử dụng phần mềm thống kê SPSS theo phương pháp hồi qui bậc hai ta có kết sau: Biến phụ thuộc: Chi phí nhiên liệu riêng (L/1000M3) Phương pháp: Hồi qui bậc hai Hệ số R: 0.97 R2: 0.94 Sai lệch chuẩn: 0.54 Phân tích phương sai: Độ tự Nguồn biến động Tổng bình phương Trung bình Bình phương Hồi qui 21.12 0.56 Sai số 1.48 0.30 F 35.59 Mức ý nghĩa 0.00 Các hệ số phương trình: Biến số Ẩm độ (MC) MC2 Hằng số B SE B T Sig T -2.82 0.03 71.21 0.38 0.004 8.14 -7.45 7.74 8.75 0.00 0.00 0.00 file://D:\HoanthanhNCKH\d1\630KH108\630KH108.htm 9/8/2005 Kh?o sát s? thay d?i lu?ng tiêu th? nhiên li?u theo ?m d? c?a d?t CÀy d?t sét ? Page of Hàm hồi qui bậc hai biểu diễn biến thiên lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng theo ẩm độ sau: Fs = 71.21 - 2.82 MC + 0.03MC2 đó: Fs: chi phí nhiên liệu riêng lít/1000m3 MC: ẩm độ lô đất Bảng 3: Chi phí nhiên liệu riêng cày Lô Ẩm độ 33 36 37 39 42 43 45 54 Độ cày sâu 7.4 7.9 7.8 7.9 8.1 8.4 9.1 10.1 L/1000M3 15.1 13.5 11.9 11.8 12.1 12.1 12.4 16.7 Đồ thị biểu diễn biến thiên lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng ẩm độ trình bày Hình Kết nghiên cứu thể rõ vùng ẩm độ thích hợp để cày đất từ 36% - 45% Khi đất khô hay ướt làm tăng lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng cày Dạng biến thiên đồ thị file://D:\HoanthanhNCKH\d1\630KH108\630KH108.htm 9/8/2005 Kh?o sát s? thay d?i lu?ng tiêu th? nhiên li?u theo ?m d? c?a d?t CÀy d?t sét ? Page of phù hợp với nghiên cứu Zapata (1999) Sự tăng lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng đất khô hay ướt giải thích sau: Khi ẩm độ tăng cao làm cho bánh xe máy kéo bị trượt nhiều làm tổn hao lượng Ngược lại, đất khô độ bền đất tăng lên làm tăng chi phí lượng phá vỡ Hình 2: Sự biến thiên lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng theo ẩm độ Kết thực đất Nông Trường Sông Hậu áp dụng cho vùng khác ĐBSCL theo Koolen Kuiper (1983) đất có đặc tính học có phản ứng học (Mechanically Equal Soils Exhibit Equal Behavior) Theo kết phân tích phòng thí nghiệm Cơ Học Đất ĐHCT ĐH Wgeningen (2000) đất Nông Trường Sông Hậu đất sét Theo kết nghiên cứu Kuyma (1976) với 49 mẫu phân tích ĐBSCL có 43 mẫu đất sét, mẫu đất thịt có mẫu đất cát nằm chân núi Như khả áp dụng kết qủa nghiên cứu vào ĐBSCL KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ Kết nghiên cứu thoả mãn mục đích đề tài nghiên cứu khảo sát biến thiên lượng tiêu thụ nhiên liệu riêng khâu cày ẩm độ đất thay đổi nhằm tìm khoảng ẩm độ thích hợp cày Hiện nay, mà người dân ĐBSCL đứng trước thách thức to lớn giá lúa thấp, việc giảm chi phí đầu tư việc làm có ích giúp họ tăng hiệu sản xuất Giảm lượng tiêu thụ nhiên liệu khâu cày yếu tố định toàn cho khâu sản xuất lúa góp phần tương đối quan trọng khâu làm đất khâu tiêu tốn nhiều lượng Hy vọng kết nghiên cứu cung cấp thông tin giúp ích cho việc nghiên cứu phát triển làm đất ĐBSCL Tuy nhiên, kết nghiên cứu đơn lẻ tập trung vào chủ đề hẹp Để phát triển lãnh vực làm đất ĐBSCL, việc nghiên cứu có hệ thống nhằm phát triển hệ thống làm đất phù hợp cho vùng việc làm có ích thiết thực Tài liệu tham khảo l De Datta, S K and Barker, R Land Preparation for rice soils Soil and rice International Rice Research Institute 1978 l FAO, 1976 Mechanization of Rice Production, India - Nigeria - Senegal An International Coordinated Research Project (1970-1976) of the FAO l Koolen, A J and Kuipers, H Agricultural Soil Mechanics Advanced series in Agricultural Sciences 13, 241pages, 1983 l Kuipers, H Tillage Machinery Systems as Related to Cropping Systems In Tillage Machinery Systems as Related to Cropping Systems Proceeding of International Conference on Soil Dynamics Auburn, Alabana, 1985 Volume three, page: 443 - 456 file://D:\HoanthanhNCKH\d1\630KH108\630KH108.htm 9/8/2005 Kh?o sát s? thay d?i lu?ng tiêu th? nhiên li?u theo ?m d? c?a d?t CÀy d?t sét ? l Page of Kuyma, K Paddy soils in the Mekong Delta of Vietnam 77 p Discussion paper No 85 The Center for Southeast Asian Studies, Kyoto University, Kyoti, Japan 1976 l Lê Quang Minh, Tô Phúc Tường, Mensvoort, M E F., and Bouma, J Tillage and water management for Increasing rice-land productivity in the flood prone acid sulfate soil area of the Mekong river delta of Vietnam In: PHD Thesis of Lê Quang Minh, Wageningen Agricultural University, 1996 Integrated soil and water management in acid sulphate soils, P 103-120 l Lê Quang Trí 1996 Developing management packages for acid sulfate soils based on farmer and expert knowledge Field study in the Mekong delta-Vietnam Ph.D thesis Wageningen Agricultural University, 200p 1996 l Nguyễn Bồng, Nguyễn Văn Trí, Trần Thanh Tâm, Nguyễn Quang Thanh, Trần Trung Tính, Trần Văn Nhã, Trương Văn Thảo, Phạm Thị Vân, Bùi Thiện Chánh Survey on The Current Situation of Agricultural Mechanization and Post-Harvest - Food Processing & Transportation Operations in Cantho, Vietnam Co-operation Programme: CTU - MHO /Viet nam - The Netherlands.2001 l Nguyễn Công Bình tác giả Nghiên cứu phát triển Đồng Bằng Sông Cửu Long Hà nội, Việt Nam (1995) l Nguyễn Điền Nguyễn Văn Thân Đặc điểm địa hình tính chất lý đất nông nghiệp Việt Nam 200 trang Nhà xuất Nông Nghiệp Hà Nội 1984 l Nguyễn Sinh Cúc Nguyễn Văn Tiêm Nửa kỷ phát triển nông nghiệp nông thôn Việt nam 1945-1995 Nhà xuất nông nghiệp 1996 l Nguyễn Văn Long An experimental setup for evaluating the Distinct Element Method (in soil dynamics) MSc Thesis Wageningen University 1997 l Nguyễn Văn Long Nguyễn Bồng Báo cáo nghiên cứu phát triển cày trụ liên kết với máy kéo bốn bánh (không xuất bản) 2001 l Rijk, A G Agricultural Mechanization Policy and Strategy The case of Thailand Ph.D thesis Wageningen Agricultural University, 1989 l Trần Văn Nhã Báo cáo nghiên cứu phát triển cày trụ máy kéo hai bánh (không xuất bản) 1999 file://D:\HoanthanhNCKH\d1\630KH108\630KH108.htm 9/8/2005 Kh?o sát s? thay d?i lu?ng tiêu th? nhiên li?u theo ?m d? c?a d?t CÀy d?t sét ? l Page of Zapata, C, M Soil workability as a basis for advice on tillage activities.144 p Ph.D thesis Wageningen Agricultural University, The Netherlands, 1999 file://D:\HoanthanhNCKH\d1\630KH108\630KH108.htm 9/8/2005