Phần 5 Kết luận và kiến nghị
2.3. Phương án gieo hạt và bónphân
TT Thông số Đơn vị Kết quả Ghi chú
1 Bề rộng mặt luống (B) mm 750 ÷ 800 2 Chiều cao luống (H) mm 200 ÷ 300 3 Chiều rộng rãnh luống (R) mm 350 ÷ 400
4 Số hàng gieo (Zh) hàng 4 2 hàng kép 5 Số hàng phân (Zp) hàng 2 giữa hai hàng kép 6 Khoảng cách hàng đầu với mép
ngoài luống (m)
mm 50 ÷ 75 7 Khoảng cách hai hàng kép (bk) mm 150 ÷ 200
8 Số hạt trên hốc (nhh) hạt/hốc 01 ÷ 02 tỷ lệ 01 hạt ≥ 90% 9 Khoảng cách hốc (ah) mm 70 ÷ 120
10 Chiều sâu gieo hạt (h2) mm 20 ÷ 50 11 Lượng phân (Qp) kg/ha 450 ÷ 600 12 Chiều sâu bón phân (h1): mm 70 ÷ 120
18
2.3.2. Sơ đồ kết cấu và nguyên lý làm việc của máy GBĐ
Để đáp ứng các yêu cầu của canh tác đậu tương theo hướng đồng bộ, rút ngắn thời gian và phù hợp với điều kiện đồng ruộng của nước ta, Lê Minh Lư & cs. (2019) và Nguyễn Chung Thơng (2019), đã lựa chọn mơ hình nghiên cứu là máy gieo đa năng, đồng thời thực hiện nhiều nhiệm vụ trên luống có sẵn: rạch hàng, gieo hạt, bón phân, lấp rãnh và san phẳng mặt luống và liên hợp sau máy kéo. Mơ hình tổng thể của máy được thể hiện trên hình 2.7, kết cấu của máy bao gồm nhiều bộ phận, trong đó hai bộ phận làm việc chính là bộ phận bón phân và bộ phận gieo.
1. Bộ phận bón phân; 2. Bộ phận gieo; 3. Bộ phận san phẳng mặt luống trước; 4. Bánh xe; 5. Hệ dẫn động cơ khí; 6. Bộ phận rạch hàng cho phân; 7. Ống dẫn phân; 8. Bộ phận rạch hàng cho hạt; 9. Ống dẫn hạt; 10. Bộ phận lấp rãnh và san phẳng mặt
luống sau; 11. Khung máy.
Hình 2.7. Sơ đồ kết cấu tổng thể của máy GBĐ
Nguồn: Lê Minh Lư & cs. (2019)
Nguyên lý làm việc của máy GBĐ: Khi máy di chuyển dọc luống với vận tốc vm, bánh xe 4 lăn và truyền chuyển động quay cho các bộ phận bón phân 1 và bộ phận gieo hạt 2 thơng qua hệ dẫn động cơ khí 5. Phân bón và hạt sẽ rơi vào các ống dẫn phân 7, ống dẫn hạt 9 và rơi xuống rãnh đã được các bộ phận rạch hàng 6 và 8 rạch sẵn. Các rãnh sẽ được lấp đất và mặt luống sẽ được san phẳng nhờ bộ phận lấp đất và san phẳng mặt luống 10. Do độ sâu của phận bón lớn hơn độ sâu của hạt nên việc bón phân sẽ được thực hiện trước. Độ sâu, đặc biệt là mật độ phân bón và khoảng cách hạt có thể được điều chỉnh dễ dàng bằng cách điều chỉnh độ sâu của bộ phận rạch hàng và thay đổi tỷ số truyền của hệ dẫn động cơ khí.
19
2.4. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LÝ GIEO HẠT VÀ BÓN PHÂN, MỘT SỐ MẪU MÁY GIEO HẠT - BÓN PHÂN MẪU MÁY GIEO HẠT - BÓN PHÂN
2.4.1. Một số nguyên lý bộ phận gieo hạt
Trong quy trình canh tác của một cây trồng, khâu gieo được coi là đóng vai trị tiền đề cho chất lượng của mùa màng. Đối với cơ giới hóa, khâu gieo máy cịn có vai trị quy định chuẩn cho các loại máy tiếp theo ở các khâu chăm sóc, thủy lợi, bảo vệ thực vật và thu hoạch. Kĩ thuật canh tác ngô, đậu tương trên thế giới được áp dụng chủ yếu: Gieo trồng trên đất đã gia cơng có hoặc khơng có luống; Gieo rải theo hàng hoặc gieo định lượng theo hàng và hốc. Có thể phân biệt các máy theo nguyên lý làm việc của bộ phận gieo, theo tính năng của máy (А.Б.ЛУРЬЕ, 1977; Nguyễn Bảng & cs., 1978; Nguyễn Bảng, 1995; Nguyễn Văn Muốn & cs., 1999).
* Theo nguyên lý, gồm có: bộ phận gieo cơ học và khí động học
- Bộ phận gieo cơ học thường được áp dụng: kiểu rung, kiểu trục cuốn, kiểu đĩa,...
+ Kiểu rung: Việc lấy hạt từ thùng qua máng rung 4 là nhờ cơ cấu gây rung. Cơ cấu gây rung làm máng rung liên tục, tần số và biên độ rung được tính tốn và điều chỉnh phù hợp với u cầu gieo từng loại hạt. Bộ phận gieo kiểu này thường dùng để gieo vãi.
1. Thùng chứa; 2, 3, 7. Cơ cấu truyền rung; 4. Máng rung; 5. Ống dẫn; 6. Lị xo; 8. Cam rung.
Hình 2.8. Bộ phận gieo kiểu rung
Nguồn: Nguyễn Bảng & cs. (1978)
+ Bộ phận gieo trục cuốn: Khi làm việc, phần rãnh trên trục lấy hạt ở thùng chứa, di chuyển qua vách ngăn và thả hạt rơi tự do ở vị trí bên dưới trục. Có thể
20
điều chỉnh lượng hạt gieo bằng cách thay đổi số vòng quay của trục cuốn hoặc thay đổi chiều dài trục cuốn. Ưu điểm của bộ phận gieo kiểu trục cuốn là kết cấu đơn giản, kích thước nhỏ gọn. Thường áp dụng trên các máy gieo có khoảng cách hàng nhỏ. Nhược điểm là dễ gây tổn thương hạt nếu biên dạng rãnh và vận tốc quay vòng của trục phân phối hạt khơng thích hợp.
1. Tấm chắn trên; 2. Thành thùng; 3. Thành bên trái hộp gieo; 4. Ổ lắp tấm rãnh trục hoa; 5. Tấm rãnh hoa; 6. Trục cuốn; 7. Chốt;
8. Trục mở đáy hộp gieo; 9. Ngón đỡ; 10. Cánh cửa đáy hộp gieo; 11. Thành bên phải hộp gieo; 12. Ống chắn; 13. Đệm; 14. Đáy hộp gieo.
Hình 2.9. Bộ phận gieo kiểu trục cuốn
Nguồn: Nguyễn Bảng & cs. (1978) Nguyễn Bảng (1995)
+ Bộ phận gieo kiểu đĩa: có kết cấu chính là đĩa gieo, đệm, tấm che và vòng đáy, tất cả được đặt ở đáy thùng đựng hạt hình trụ. Đĩa gieo có lỗ chứa hạt và quay trịn nhờ bộ truyền vng góc. Đĩa gieo có các lỗ kiểu ở mép ngồi đĩa hoặc trong đĩa. Để gieo các hạt có hình dạng khác nhau thì sử dụng bộ đĩa có kích thước lỗ và độ dày đĩa khác nhau. Các tấm che vừa là đệm vào đĩa gieo vừa là tấm che để che đi một số để điều chỉnh lượng hạt gieo và thay đổi bề dầy tổng cộng cho phù hợp với hạt giống. Vòng đáy 4 vừa là giá đỡ để lắp các vịng đệm, đĩa gieo,... vừa có lỗ để hạt rơi xuống ống dẫn hạt. Nắp 1 với lưỡi gạt có nhiệm vụ dẫn cho hạt rơi xuỗng lỗ đồng thời không cho hạt xáo trộn kéo theo đĩa khi đĩa quay. Hat trong lỗ đĩa quay đến vị trí cần rơi thì lưỡi ấn tác động làm cho hạt rơi xuống ống dẫn. Bộ phận gieo kiều này thường áp dụng cho phương pháp gieo rải hàng.
21
1. Nắp bộ phận gieo; 2. Đĩa gieo; 3. Đệm; 4. Vòng đáy; 5. Tấm che.
Hình 2.10. Bộ phận gieo kiểu đĩa (lỗ kiểu rãnh mép ngoài đĩa)
Nguồn: Nguyễn Bảng & cs. (1978) Nguyễn Bảng (1995)
1. Đĩa gieo; 2. Vành răng; 3. Đáy thùng; 4. Cầu che; 5. Tai hồng; 6. Nắp; 7. Trục truyền động; 8. Bánh răng nón; 9. Lưỡi gạt; 10. Lưỡi ấn.
Hình 2.11. Bộ phận gieo kiểu đĩa (lỗ trong đĩa)
Nguồn: Nguyễn Bảng & cs. (1978) Nguyễn Bảng (1995)
+ Bộ phận gieo kiểu trống (đĩa) thìa múc hoặc gầu múc: làm việc theo nguyên tắc kiểu gầu múc dạng roto hay gầu xích. Có cấu tạo chính là trống (đĩa) hoặc truyền động xích có gắn các thìa hoặc gầu múc. Cụm chi tiết này được lắp ở khoang cấp hạt dưới đáy thùng, khi trống quay hoặc dải xích chuyển động thì thìa múc hoặc gầu sẽ múc các hạt hay củ và đổ rơi tự do vào ống dẫn. Bộ phận gieo kiểu này có ưu điểm là cấu tạo đơn gian, dễ chế tạo. Tuy nhiên, dễ làm tổn thương hạt hoặc củ, đồng thời khả năng giữ hạt kém. Thường áp dụng cho các hạt có kích thước lớn hoặc củ.
22
1. Thùng đựng hạt; 2. Trống; 3. Buồng gieo
Hình 2.12. Bộ phận gieo kiểu trống thìa múc
Nguồn: А.Б.ЛУРЬЕ (1977)
1. Buồng cung cấp; 2. Đĩa xích; 3. Buồng giảm áp; 4. Ống hút; 5. Cần gạt hạt; 6. Thùng hạt; 7. Thành buồng cung cấp;
8. Đĩa gieo; 9. Bánh cao su vung hạt; 10. Hạt.
Hình 2.13. Bộ phận gieo kiểu khí động
Nguồn: Nguyễn Bảng & cs. (1978)
- Bộ phận gieo khí động có ngun lý làm việc là tạo độ sụt áp ở miệng lỗ để hút giữ hạt và thả hạt khi bị mất áp. Cấu tạo bộ phận gieo gồm đĩa có lỗ, hai bên đĩa bố trí buồng tạo áp và buồng chứa hạt. Mặt buồng tạo áp có bố trí khoang kín làm mất áp ở vị trí thả hạt. Khi làm việc, đĩa xoay, lỗ đĩa mang hạt di chuyển đến vị trí thả hạt thì bị mất áp suất, mất lực hút, hạt rơi xuống đất theo trọng lượng. Ưu điểm bộ phận gieo khí động là hạt trên miệng lỗ khơng bị tác động cơ học khác ngồi lực hút bằng khí. Vì vậy, việc tiếp nhận, vận chuyển và thả hạt đạt độ chính xác cao, đảm bảo an toàn khi ra khỏi buồng chứa. Máy địi hỏi có bộ giảm áp, hệ thống dẫn khí và làm kín để chống mất áp. Do địi hỏi có bộ giảm áp, trình độ gia cơng chính xác nên giá máy thường cao hơn so các kiểu máy cơ học khác.
23
* Theo tính năng, gồm có: máy gieo đơn và máy gieo đa năng
- Máy gieo đơn chỉ thuần túy thực hiện chức năng gieo và lấp đất cho hạt. Sử dụng máy gieo đơn năng có hiệu quả chưa cao, thường áp dụng trên các thiết bị đẩy tay, do súc vật kéo hoặc trên các máy gieo có bề rộng làm việc lớn.
- Máy gieo đa năng là loại có nhiều chức năng phục vụ việc gieo hạt như làm đất, lên luống, bón lót phân tồng hợp, phun thuốc xử lý cỏ. Do thực hiện nhiều công việc cùng một lúc nên sử dụng sẽ giảm số lượt máy đi trên đồng, tiết kiệm thời gian, nhiên liệu và công phục vụ máy. Do hiệu quả sử dụng cao, máy gieo đa năng được các nước tập trung nghiên cứu và ngày càng hoàn thiện hơn về kết cấu và vật liệu chế tạo máy.
Trong máy gieo đa năng, bộ phận bón lót phân vơ cơ và bộ phận gieo là kết cấu chính thường được liên kết tạo thành modun hay nhánh làm việc độc lập. Kết cấu này được thiết kế tiêu chuẩn nên rất thích hợp trong ứng dụng và sữa chữa tháo lắp, thay thế phụ tùng, chi tiết.
2.4.2. Một số nguyên lý bộ phận bón phân
Bón phân có nhiều loại, dạng khác nhau và tác dụng cũng khác nhau. Hiện nay người ta chia phân thành hai loại: phân hữu cơ và phân vô cơ. Tuy nhiên cần lưu ý khi phân bón tiếp xúc với các chi tiết máy bằng kim loại sẽ xảy ra oxy hóa làm nhanh rỉ hỏng các chi tiết máy và dưới tác dụng cơ học thì phân dễ bị vón, kết dính nên ảnh hưởng xấu tới khả năng bón phân.
Có 3 hình thức bón phân (А.Б.ЛУРЬЕ, 1977; Nguyễn Bảng & cs., 1978; Nguyễn Văn Muốn & cs., 1999):
- Bón phân rải đều trên tồn bộ bề mặt thường là phân hữu cơ, phân vô cơ vào thời điểm sau khi cày và trước khi bừa (bón lót). Cũng có khi rắc phân trên tồn bộ bề mặt sau khi gieo trồng, sau đó xới cỏ vun đất vào gốc cây. Phương pháp này địi hỏi máy có cấu tạo đơn giản và cho năng suất cao, song lượng phân cây hấp thụ không hết do bị bay hơi, rửa trôi và gây ô nhiễm môi trường.
- Bón phân theo hàng được thực hiện đồng thời hoặc sau khi gieo trồng, thường kết hợp với gieo hoặc xới. Khi bón phân theo hàng và phân được phủ để hạn chế bay hơi vào khơng khí. Phương pháp bón phân này hiệu quả hơn và tiết kiệm phân bón tuy nhiên địi hỏi máy phải có cấu tạo phức tạp hơn.
24
- Bón phân theo hốc yêu cầu phân phải được chế tạo dưới dạng viên và dúi sâu xuống đất gần gốc cây. Phương pháp này rễ cây hấp thụ phân với tỷ lệ cao hơn, song đòi hỏi máy phải có cấu trúc phức tạp, năng suất thấp, bởi vậy chỉ được sử dụng đối với loại phân dễ phân hủy và đắt tiền.
* Đối với phân bón vơ cơ có một số loại sau: + Bộ phận bón phân kiểu cánh dẫn:
1. Thùng; 2. Que báo; 3. Que khuấy; 4. Cánh dẫn; 5. Ống dẫn; 6. Đĩa; 7. Đai cố định; 8. Tấm chắn; 9. Tay đòn; 10. Cung chia.
Hình 2.14. Sơ đồ bộ phận bón phân kiểu cánh dẫn
Nguồn: Nguyễn Văn Muốn & cs. (1999)
Do Liên Xô cũ chế tạo được lắp trên các máy gieo CKHK6, máy xới KPH4,2,… làm nhiệm vụ bón phân theo hàng, đồng thời khi gieo hoặc xới. Dưới đáy thùng lắp đĩa cung cấp phân 6, trên đĩa cung cấp lắp que khuấy. Khi làm việc đĩa cung cấp phân quay, que khuấy quay làm tơi phân, cánh dẫn phân gạt phân qua của ra phân xuống ống dẫn phân. Ống dẫn phân thường làm bằng phễu, khi hỏng dễ thay thế. Trên thùng có thước báo mức phân giúp người cơng nhân khi sử dụng biết được mức phân cịn lại trong thùng và độ bón đều giữa các thùng phân để có thể điều chỉnh kịp thời.
Thùng chứa phân hình trụ, thành xát đáy thùng là đai dày để tăng độ cứng của thùng. Hai bên đai khoét hai lỗ vuông làm cửa ra phân. Bên cạnh lỗ ra phân là cánh dẫn phân 4 lắp khớp bản lề với thành đai. Cánh dẫn phân có thể quay khớp bản lề nhờ tay đòn tựa trên cung chia vạch 10 để biết được độ của cánh dẫn phân.
25
+ Bộ phận bón kiểu đĩa gạt AT-2:
Do Liên Xơ sản xuất, được láp trên máy xới KPH 2,8 làm nhiệm vụ bón phân theo các hàng cây đồng thời với xới. Thùng chứa phân 1 hình trụ, phần dưới vát vào làm đáy thùng thành hình bán nguyệt khơng đáy và thông với đĩa cung cấp 3. Đĩa cung cấp phân 3 một nửa nằm trong thùng một nửa nằm ngồi thơng với nhau nhờ cửa 2. Cửa 2 có thể mở rộng hay hẹp để phân ra nhiều hay ít. Phía trên đĩa nửa ngồi thùngđặt trục, trên trục bắt đĩa ngạt 4. Khi làm việc đĩa cung cấp phân quay phân qua cửa ra ngoài, đĩa gạt 4 quay gạt phân xuống ống dẫn phân 5. Tấm hướng dẫn phân 6 có tác dụng dẫn phân từ phía đĩa ra vành ngồi để đĩa gạt phân xuống ống dẫn. Bộ phận bón phân kiểu đĩa gạt ít làm vón phân khi làm việc, tuy vậy bộ phận bón phân có cấu trúc phức tạp và do phải có thêm bộ phận truyền động cho đĩa gạt nên giá thành cao, ít được dùng.
1. Thùng; 2. Cánh cửa; 3. Đĩa cung cấp; 4. Đĩa gạt; 5. Ống dẫn; 6. Tấm dẫn hướng.
Hình 2.15. Sơ đồ bộ phận bónphân kiểu AT-2
Nguồn: Nguyễn Văn Muốn & cs. (1999)
+ Bộ phận bón phân kiểu trục cuốn: có kết cấu như bộ phận gieo kiểu trục cuốn (hình 2.9). Trục cuốn được đặt ngay dưới đáy thùng, rãnh trục cuốn có dạng bán nguyệt có nhiệm vụ cuốn phân khi trục cuốn quay và đổ phân vào ống dẫn.
+ Bộ phận bón phân kiểu trống (đĩa) thìa múc hoặc gầu múc: có cấu tạo và nguyên tắc làm việc như bộ phận gieo hình 2.12. Loại này, thường áp dụng cho các loại phân dạng hạt hoặc viên nén.
26
2.4.3. Một số mẫu máy gieo
Trên thế giới, máy gieo nói chung và máy gieo hạt đậu tương nói riêng rất phong phú và đa dạng, có thể đến các sản phẩm máy của các hãng Kuhn, Jonh Deere, Claas,... Theo kích thước, năng suất máy và đặc điểm cơng nghệ, có thể chia thành hai nhóm: nhóm máy ở các nước châu Mỹ, châu Âu thường có kích thước lớn và năng suất cao, sử dụng cơng nghệ hiện đại; nhóm máy ở các nước châu Á thường có kích thước nhỏ, năng suất thấp công nghệ đơn giản hơn. Các máy này có các đặc điểm cơ bản như sau:
1- Máy gieo hạt kết hợp bón phân của Kuhn của Đức
Máy gieo đa năng thực hiện nhiều công đoạn đồng thời: rạch hàng, gieo hạt, bón phân và lấp đất. Máy gieo được nhiều loại hạt khác nhau với số hàng gieo 10 ÷ 20 hàng. Bộ phận gieo làm việc theo nguyên lý khí động, bộ phận bón phân kiểu trục cuốn. Áp dụng cho ruộng khơ, bằng phẳng và không lên luống. Sử dụng các công nghệ và thiết bị tiên tiến, hiện đại, yêu cầu trình độ người sử dụng cao, được đào tạo bài bản.
Hình 2.16. Máy gieo hạt kết hợp bón phân Kuhn
Nguồn: Kuhn (2017)