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

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 4Danh 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


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


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
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


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

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

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

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

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.


Chăm sóc mạ

Nhổ mạ

Chuẩn b
ị ruộng cấy

Cấy

Thu hoạchChăm 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
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.

- 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)

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.



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.

- 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
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.

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