395

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠOTHIẾT BỊ LÀM ĐẤT CHĂM SÓC RỪNG

Đoàn Văn Thu, Tô Quốc Huy
Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam

TÓM TẮT
Trong sản xuất lâm nghiệp, các khâu công việc được thực hiện trong điều kiện địa hình đất đai phức tạp,
loài cây và phương thức trồng rừng cũng đa dạng theo từng mục đích kinh doanh khác nhau. Các thiết bị cơ
giới sử dụng trong sản xuất phải mang tính chuyên dụng cho từng khâu công việc mới phát huy được hiệu
quả. Mẫu cày không lật và cày chảo được nghiên cứu thiết kế chế tạo sử dụng để chăm sóc rừng có những
tính năng kỹ thuật đáp ứng được các yêu cầu của sản xuất.
Cày không lật được thiết kế theo nguyên lý làm việc của cày ngầm, sử dụng cho những địa hình đất dốc
hoặc đất có độ chặt lớn, nhiều đá lẫn. Dàn cày gồm 5 - 7 thân được lắp tại các vị trí thích hợp trên khung
cày, có thể điều chỉnh linh động bề rộng làm việc, số thân cày và khoảng cách giữa các thân cày theo yêu
cầu của điều kiện sử dụng. Bề rộng làm việc tối đa là 2,2m, độ cày sâu đạt 0,25 đến 0,4m và có thể điều
chỉnh độ sâu của từng thân cày ở các vị trí cho phù hợp với yêu cầu kỹ thuật chăm sóc. Năng suất LHM đạt
0,2ha/h, chi phí nhiên liệu từ 9,5 – 10lít/h. Cày có thể liên hợp với máy kéo bánh hơi hoặc máy kéo xích có
công suất từ 50 đến 80 mã lực.
Đối với địa hình bằng phẳng, độ dốc dưới 5
0
, mẫu cày chảo hai dãy hoạt động khá hiệu quả, năng suất
đạt từ 0,40 đến 0,46ha/h, chi phí nhiên liệu từ 7,5 – 8,5lít/h. Các chỉ tiêu chất lượng chăm sóc tốt hơn so với
sử dụng dàn cày chảo một dãy. Độ cày sâu tối đa là 0,23m, bề rộng làm việc có thể điều chỉnh được trong
khoảng từ 2,0 đến 2,4m theo yêu cầu của kỹ thuật chăm sóc. Dàn cày có thể liên hợp với máy kéo bánh hơi
có công suất từ 45 đến 55mã lực.
Từ khóa: Cày, chăm sóc rừng

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

+ Sử dụng kỹ thuật Sensor có sự hỗ trợ của máy tính với các phần mềm chuyên dụng Dasylab, Excel
để đo xác định các thông số và chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của LHM khảo nghiệm;
+ Sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm trong thu thập và xử lý kết quả khảo nghiệm.
- Đánh giá thiết bị khảo nghiệm và hoàn thiện mẫu máy.

III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Công nghệ cơ giới chăm sóc rừng trồng
Kết quả nghiên cứu yêu cầu kỹ thuật chăm sóc rừng, phân tích đánh giá hoạt động thiết bị cơ giới làm
đất trong lâm nghiệp (Nguyễn Thanh Quế, Phạm Quý Đôn, (1980), Đoàn Văn Thu, (1996)) đã xác định công
nghệ cơ giới khâu chăm sóc rừng cho hai loại địa hình đất đai như sau: Đối với địa hình bằng phẳng, sử
dụng cày chảo cày chăm sóc có tác dụng làm tơi xốp đất, diệt trừ cỏ dại cạnh tranh, ít làm tổn hại đến cây
rừng trong quá trình cày chăm sóc và có chi phí năng lượng thấp. Đối với địa hình dốc, chăm sóc rừng được
thực hiện theo hai công đoạn: phun thuốc diệt cỏ hoặc phát thực bì toàn diện, sau đó sử dụng cày xới sâu
(cày ngầm) cày chăm sóc giữa các hàng cây trồng theo đường đồng mức.
2. Thiết kế, chế tạo cày không lật chăm sóc rừng trồng
2.1 Kết cấu và nguyên lý làm việc của cày không lật
Cày không lật được thiết kế lắp sau máy kéo bánh hơi hoặc máy kéo xích qua cơ cấu treo 3 điểm, nâng
hạ cưỡng bức nhờ hệ thống điều khiển xy lanh thủy lực. Cày không lật được thiết kế theo nguyên lý làm
việc của cày ngầm, sử dụng cho những địa hình đất dốc hoặc đất có độ chặt lớn, nhiều đá lẫn (Nguyễn
Điền, Nguyễn Đăng Thân, (1984), Bùi Thanh Hải, Phạm Văn Lộc (9/2003)). Các thân cày lắp với khung đối
xứng qua trục dọc của máy kéo và có thể điều chỉnh linh động bề rộng làm việc, độ cày sâu, số thân cày và
khoảng cách giữa các thân cày theo yêu cầu của điều kiện sử dụng.
Trong qui trình kỹ thuật trồng rừng, khoảng cách giữa các hàng cây phổ biến là 2,5m và 3,0m, do vậy bề
rộng làm việc B của cày được lựa chọn là 2,2m; bề rộng phá vỡ đất của một thân cày từ 0,20 đến 0,30m; độ
cày sâu h
c
từ 0,25 đến 0,4m và có thể điều chỉnh độ sâu của từng thân cày ở các vị trí cho phù hợp với yêu
cầu kỹ thuật chăm sóc.

397


3 Thiết kế chế tạo cày chảo chăm sóc rừng
3.1 Kết cấu và nguyên lý làm việc của cày chảo chăm sóc rừng
Dàn cày được thiết kế lắp sau máy kéo bánh hơi qua cơ cấu treo 3 điểm, nâng hạ cưỡng bức nhờ hệ
thống điều khiển xy lanh thủy lực.
Để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật chăm sóc rừng, kết cấu dàn cày gồm hai dãy chảo lắp đối xứng với trục
dọc của máy kéo, phía trước giữa hai dãy chảo có lắp 1 trụ cày diệp kép, khi làm việc trụ cày diệp kép và hai
dãy chảo sẽ xới và vun đất đều cho hai hàng cây. Hình 3. Sơ đồ hoạt động của cày chảo làm đất chăm sóc rừng
+ Bề rộng làm việc của cày được xác định theo khoảng cách giữa các hàng cây, trong qui trình kỹ thuật
trồng rừng, khoảng cách giữa các hàng cây phổ biến là 3,0m. Như vậy bề rộng làm việc của cày được xác
định là 2,2m và có thể điều chỉnh được trong phạm vi từ 2,0 ÷ 2,4m cho phù hợp với các cấp tuổi cây rừng
khi chăm sóc.
Để đảm bảo đất được cày toàn diện, phía trước giữa hai dãy chảo có lắp 1 trụ cày diệp kép, khi làm việc
cày diệp kép sẽ xới và lật đất sang hai bên trước hai dãy chảo.
Cách bố trí kết cấu này đảm bảo sự ổn định và tự cân bằng cho dàn cày khi làm việc, đồng thời dải đất
giữa hai hàng cây được cày toàn diện và vun đều sang hai bên sau một lần đi của LHM.
+ Độ cày sâu h
c
399

+ Góc đặt của chảo: β = 15 -25
0
- Độ cày sâu: h
c
= 0,20m
- Bề rộng làm việc của cày trụ diệp kép: b
tr
= 0,25m
- Tổng trọng lượng dàn cày: G
c
= 355 kg Hình 4. Kết cấu, thông số của lưỡi cày chảo được thiết kế mới
Với yêu cầu công suất và các tính năng kỹ thuật cần thiết của công việc cày chăm sóc rừng, các máy kéo
MTZ 50 và Jonh deere 55ml hoặc các máy kéo có công suất và tính năng kỹ thuật tương tự đều có thể liên
hợp và làm việc có hiệu quả với cày chảo được thiết kế. Bản vẽ kết cấu cày chảo chăm sóc rừng được trình
bày trên hình 5.

Hình 5. Kết cấu cày chảo chăm sóc rừng

4. Khảo nghiệm thiết bị làm đất chăm sóc rừng
4.1 Chỉ tiêu và phương án khảo nghiệm

400


c
= 35cm, bề rộng mũi cày b
m
= 12cm
+ PA 4: cày 5 thân, độ sâu h
c
= 30 - 35cm, bề rộng mũi cày b
m
= 12cm.
* Các phương án thí nghiệm đối với cày chảo:
+ PA 1: Thí nghiệm với bề rộng B = 2,2 m, độ sâu h
c
= 5 - 9 cm, góc nghiêng của chảo so với phương
tiến của máy kéo một góc α = 55
0

+ PA 2: Thí nghiệm với bề rộng B = 2 m, độ sâu h
c
= 10 - 12cm, góc nghiêng của chảo so với phương
tiến của máy kéo một góc α = 50
0

+ PA 3: Thí nghiệm với bề rộng B = 1,9 m, độ sâu h
c
= 13 -17cm, góc nghiêng của chảo so với phương
tiến của máy kéo một góc α = 45
0

Mỗi phương án được thực hiện với 2 cấp số truyền: Số 1, 2
4.2 Kết quả khảo nghiệm

9,02
PA2
1,2 5 0,24

9,03
PA3
1,0 5 0,20

10,0II. Độ dốc: 5 - 10
0

1
PA1
1,1 5 0,22

10,2
401

I. Độ dốc < 5
0

1
PA1 0,32 0,24 42 0,0
2
PA2 0,39 0,25 43 0,0
3
PA3 0,36 0,25 42 0,0
II. Độ dốc: 5 - 10
0

1
PA1 0,25 0,22 42 1,0
2
PA2 0,35 0,25 43 0,5
3
PA3 0,33 0,24 43 1,2
- Khảo nghiệm tại vùng Đông Nam Bộ: (tỉnh Bình Dương)
Hiện trường khảo nghiệm là mô hình rừng trồng Keo lai 1 - 2 tuổi, độ dốc dưới 5
0
và từ 5
0
- 10
0
, độ ẩm
của đất là 30%.
Bảng 3. Năng suất và chi phí nhiên liệu cày không lật làm đất chăm sóc rừng trồng

PA2
1,00

5
0,20

9,03
PA3
0,96

5
0,19

10,5II. Độ dốc: 5 - 10
0 1
PA1
1,10


Độ sâu TB
h
c
(m)
Bề rộng b
tb

(m)
Độ tơi xốp
(%)
Tỉ lệ cây bị
hư hại (%)
Ghi chú
I. Độ dốc < 5
0

1 PA1 0,27

0,24

42

0,02 PA2 0,39

0,25

44


0,25

43

0,03 PA3 0,35

0,24

43

0,5

Một số hình ảnh lắp đặt và khảo nghịêm cày không lật chăm sóc rừng được trình bày trên hình 6.

402Hình 6. Một số hình ảnh lắp đặt và khảo nghiệm cày không lật

* Kết quả khảo nghiệm cày chảo
- Tại vùng Tây Nguyên: Hiện trường khảo nghiệm là mô hình rừng trồng Bạch đàn, Keo lai 2 - 3 tuổi, độ
dốc dưới 5
0


1 PA1 1,90 5 0,380 8,85
2 PA2 1,10 3 0.333 9,16
3 PA3 0,89 3 0,297 9,48
Bảng 6. Tổng hợp các chỉ tiêu về chất lượng làm đất chăm sóc rừng bằng cày chảo 2 dãy
tại Gia Lai
TT
Phương án khảo
nghiệm
Độ sâu TB
h
c
(m)
Bề rộng B
tb

(m)
Độ tơi
xốp (%)
Tỉ lệ cây bị
hư hại (%)
Tỉ lệ vùi lấp
cỏ dại (%)
I. Độ dốc < 5
0

1 PA1 0,082 2,20 75 0,0 90-95
2 PA2 0,106 2,00 60 0,0 80-87
3 PA3 0,158 1,90 57 0,0 72-75
II. Độ dốc: 5 - 10

liệu
(lít/giờ)
Ghi chú
I. Độ dốc < 5
0

1 PA1 2,40

5 0,480

7,522 PA2 1,35

3 0,450

7,953 PA3 1,26

3 0,420

8,36II. Độ dốc: 5 - 10
0


h
c
(m)
Bề rộng B
tb

(m)
Độ tơi xốp
(%)
Tỉ lệ cây bị
hư hại (%)
Tỉ lệ vùi lấp
cỏ dại (%)
I. Độ dốc < 5
0

1 PA1 0,085 2,20 80 0,0 95-97
2 PA2 0,112 2,00 69 0,0 90
3 PA3 0,164 1,90 65 0,0 75-80
II. Độ dốc: 5 - 10
0

1 PA1 0,070 2,10 77 1,2 85-90
2 PA2 0,105 1,95 60 0,5 80
3 PA3 0,152 1,88 55 0,3 60-70
Một số hình ảnh khảo nghịêm cày không lật chăm sóc rừng được trình bày trên hình 7.

Hình 7: Một số hình ảnh khảo nghiệm cày chảo chăm sóc rừng tại Tây Nguyên và Đông Nam Bộ

4.3 Phân tích kết quả khảo nghiệm và nhận xét

- Kết quả khảo nghiệm đã xác định được các chỉ tiêu về chi phí năng lượng, nhiên liệu, năng suất làm
việc và chất lượng chăm sóc rừng của từng phương án thí nghiệm. Các chỉ tiêu này đều nằm trong giới hạn
cho phép và đáp ứng được yêu cầu của sản xuất.
2. Khuyến nghị
- Tiếp tục khảo nghiệm trong sản xuất để xác định đầy đủ hơn các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của máy,
khẳng định những ưu việt và phát hiện những bất cập để bổ sung hoàn chỉnh mẫu máy.
- Nghiên cứu khảo sát để xác định các thông số làm việc tối ưu của LHM cày để nâng cao hiệu quả sử
dụng.
- Không nên sử dụng LHM cày chảo chăm sóc rừng trên địa hình có độ dốc trên 8
0
và độ ẩm của đất trên
40%, đối với địa hình có độ dốc trên 5
0
chỉ được cày chăm sóc giữa hàng cây theo đường đồng mức để hạn
chế rửa trôi xói mòn đất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Nguyễn Điền, Nguyễn Đăng Thân, 1984. Đặc điểm địa hình và tính chất cơ lý của đất nông nghiệp Việt
Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp.
Đoàn Văn Điện, 1992. Nghiên cứu qui trình và công cụ làm đất vụ lúa hè thu đồng bằng sông Cửu Long
theo phương pháp làm đất cày không lật, Luận án TS. TP Hồ Chí Minh.
Nguyễn Thanh Quế, Phạm Quý Đôn, 1980. Nghiên cứu áp dụng cơ giới hoá trồng rừng theo phương
thức Nông- Lâm kết hợp ở địa bàn Gia Lai - Kon Tum -Tây Nguyên. Viện Lâm nghiệp - Bộ Lâm nghiệp - Hà
Nội.

405

Bùi Thanh Hải, Phạm Văn Lộc, 2003. Cày lật, xới sâu phục vụ cây trồng cạn, Tạp chí Nông nghiệp và
Phát triển nông thôn.
Đoàn Văn Thu, 1996. Nghiên cứu một số tính chất sử dụng của liên hợp máy cày đất trồng rừng ở tỉnh