3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Một số tính chất cơ lý của cây lúa và hạt thóc
Lúa là loại cây rất thích hợp với điều kiện tự nhiên ở nước ta. Khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm đã tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của cây lúa. Mặt khác kỹ thuật trồng lúa ở nước ta đã phát triển từ hàng nghìn năm nay, gắn liền với lịch sử đấu tranh dựng nước vào giữ nước cuả dân tộc và đã để lại cho thế hệ chúng ta những kinh nghiêm quý báu.
Hình 3.1.Cánh đồng lúa
Miền Bắc và miền Trung có 2 vụ lúa chính: vụ Đông Xuân (vụ chiêm) và vụ Hè Thu (vụ mùa). Miền Nam có 3 vụ lúa chính: vụ Đông Xuân, vụ Hè Thu và vụ mùa. Một số đặc điểm cơ lý của cây lúa và hạt như sau:
- Chiều cao cây: Tùy theo từng loại giống lúa và điều kiện chăm sóc mà chiều cao cây có sự khác nhau, thông thường từ 0,5-1,2 m. Những giống lúa cao cây dễ bị đổ. Ở điều kiện bình thường, chiều dài bông khoảng 20-25 cm, trừ một số giống lúa đặc biệt có chiều dài từ 16-18 cm.
Hình 3.2. Cây lúa - Mật độ bông trên ruộng:
Mật độ bông phụ thuộc vào giống, mùa vụ, loại đất, phương pháp gieo hay cấy, điều kiện chăm sóc và thường thay đổi trong khoảng 600-800 bông/m2.
- Tốc độ chín:
Tốc độ chín là khoảng thời gian kể từ khi lúa bắt đầu chín đến khi chín hoàn toàn, nó hoàn toàn phụ thuộc vào mùa vụ và giống lúa. Thông thường vụ mùa chín nhanh hơn vụ chiêm khoảng 2 ngày. Các giống lúa ngắn ngày có thời gian chín khoảng 6-7 ngày, các giống lúa dài ngày có thời gian chín khoảng 10-12 ngày. Khi lúa chín hoàn toàn, hạt có màu vàng óng, độ ẩm giảm xuống và hạt dễ rụng. Dựa vào đó người ta chọn thời điểm thu hoạch cho thích hợp, vừa tránh được rơi vãi, vừa đảm bảo chất lượng lúa và thuận lợi cho công việc thu hoạch.
Hình 3.4. Thóc sau khi thu hoạch
- Kích thước và trọng lượng của hạt:
Tùy thuộc vào giống lúa và các điều kiện chăm sóc mà hạt lúa có chiều dài khoảng từ 7- 10 mm, rộng khoảng 3-5 mm, dày khoảng 2-2,5 mm. Trọng lượng của 1000 hạt của các giống lúa hiện đang trồng phổ biến ở Việt Nam vào khoảng 22 - 29 gam.
- Tỷ lệ hạt trên rơm (về trọng lượng). Tỷ lệ hạt trên rơm phụ thuộc vào giống lúa, điều kiện sinh trưởng và độ cao khi cắt cây, thông thường thay đổi khoảng 1/1,15 - 1/1,25.
- Độ ẩm của khối lúa và hạt thóc:
Độ ẩm của khối lúa và hạt thóc phụ thuộc vào mùa vụ, thời tiết, thời gian thu hoạch trong ngày. Thông thường độ ẩm của rơm nằm trong khoảng 65-75 %, của hạt thóc khoảng 22 -30 %.
- Hệ số ma sát của khối thóc với các vật liệu khác nhau:
Hệ số ma sát có 3 loại: Hệ số ma sát tĩnh, hệ số ma sát động và các hệ số ma sát nội tại. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm của nhiều nhà khoa học đã cho thấy: Hệ số ma sát tĩnh của vật liệu thép lá sơn với bông lúa mới cắt là 0,39. Hệ số ma sát động của thép lá sơn với cây nguyên gốc là 0,37, với cây xếp dải là 0,5, với bông lúa là 0,39, với rơm là 0,38. Đối với thép mạ kẽm có các giá trị tương ứng là 0,41; 0,31; 0,34; 0,28; 0,30. Còn hệ số ma sát nội tại được xác định bằng góc nghiêng tự nhiên của vật liệu. Trên thực tế, hệ số ma sát nội tại ảnh hưởng rất nhỏ so với hệ số ma sát tĩnh và hệ số ma sát động.
- Lực liên kết của hạt với bông:
Lực liên kết của hạt với bông biểu thị bằng lực rứt hạt ra khỏi bông. Lực này phụ thuộc từng giống lúa, từng cây và phụ thuộc vào vị trí trên bông, nhưng thường dao động trong khoảng 116G -139G. Lực rứt hạt lớn nhất ở phần gốc bông, sau đó đến phần giữa bông và giảm dần ở phần ngọn bông
- Độ bền các phần của cây lúa
Nghiên cứu độ bền các phần của cây lúa trong điều kiện tĩnh được tiến hành trên thiết bị khảo nghiệm có bộ phận đo tải trọng. Kết quả cho thấy rằng: Quan hệ giữa lực và biến dạng khi kéo cây và bông lúa là quan hệ bậc nhất. Quan hệ giữa lực bền kéo (lực rứt) với tiết diện ngang của cây và bông cũng là quan hệ bậc nhất. Đối với cây lúa có độ ẩm 59,3%, khi tiết diện ngang của thân cây là 8,48 mm2 thì lực rứt cần là 18,02 N; tiết diện ngang của bông là 1,43 mm2 thì lực rứt cần là 4,4 N.
- Độ rạn nứt và gãy vỡ hạt
Một số hạt ngay khi còn nằm trên cây đã có những vết nứt ngầm. Nguyên nhân của hiện tượng này là do dao động của chế độ nước ở thời kỳ sinh trưởng của cây lúa, đặc biệt là thời kỳ lúa chín, đồng thời do dao động của nhiệt độ và độ ẩm của không khí ở thời kỳ thu hoạch. Khi thu hoạch lúa khô gây rạn nứt và vỡ hạt nhiều, ảnh hưởng xấu đến khả năng nảy nầm của hạt và chất lượng thóc hàng hóa. Điều này, có thể hạn chế được bằng việc lựa chọn thời điểm thu hoạch và chế độ hoạt động của bộ phận đập thích hợp.
- Năng lượng tách hạt khỏi bông
Để tách hạt ra khỏi bông, cần phải tiêu tốn một công nhất định. Khi nghiên cứu bộ phận đập lúa, ta thấy rằng, phần lớn hạt được tách ra khi vận tốc đập từ 16 - 20 m/s. Trung bình công chi phí để đập làm tách một hạt ra khỏi bông là :
A = 4,9 N.cm đối với hạt khó rụng A = 3,4 N.cm đối với hạt trung bình A = 2,5 N.cm đối với hạt dễ rụng
Nếu tách hạt bằng phương pháp tuốt thì công chi phí tách hạt giảm đi vài lần