TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008 THIẾT KẾ MÁY SẠ MỘNG MẠ SỬ DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP TRỒNG LÚA NƯỚC DESIGN RICE SPROUT SOWING MACHINE USED IN WET RICE CULTIVATION AGRICULTURE NGUYỄN VĂN YẾN Đại học Đà Nẵng NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO Trường Đại học Bách khoa, ĐHĐN TÓM TẮT Trong nông nghiệp trồng lúa nước, khâu gieo sạ ảnh hưởng đến sự phát triển của cây lúa cũng như năng suất cây trồng. Bài báo này giới thiệu một mẫu máy sạ mộng mạ, đảm bảo kỹ thuật gieo sạ có lợi cho sự phát triển của cây lúa và tăng năng suất lao động. ABSTRACT In wet rice cultivation agriculture, sowing step affects rice development as well as crop productivity. This paper presents a model of rice sprout sowing machine which satisfy sowing technique advantageous to rice development and increasing labor productivity. 1. Đặt vấn đề Nghề trồng lúa nước đã có ở Việt Nam từ rất lâu. Ngày xưa, nông dân trồng lúa nước theo cách thức: thóc giống được ngâm ủ thành mộng mạ, gieo mộng mạ trên ruộng bùn, sau khoảng 20 ngày khi tuổi mạ 2,5 đến 3 lá, thì nhổ mạ lên và đem cấy xuống ruộng nước. Thời gian từ khi cấy lúa đến khi thu hoạch khá dài, khoảng trên 120 ngày. Ngày nay, nông dân nước ta chủ yếu trồng các giống lúa ngắn ngày, thời gian từ sạ đến khi thu hoạch khoảng 90 đến 105 ngày. Phương pháp trồng cấy thích hợp nhất cho giống lúa ngắn ngày là gieo thẳng mộng mạ trên ruộng bùn. Muốn cây lúa phát triển tốt, ít sâu bệnh, dễ chăm bón, lúa phải được gieo thành hàng lối theo hướng nhận được nhiều ánh sáng mặt trời. Lúa phải được phân bố đều trên mặt ruộng, đảm bảo mật độ cây trên một m 2 thích hợp. Cho đến nay, đa số nông dân gieo thẳng bằng thủ công, dùng tay ném mộng mạ trên mặt ruộng (sạ lan). Sạ lan gieo mộng mạ không đều trên mặt ruộng, tốn nhiều hạt giống, lúa mọc tràn lan, khó chăm bón, làm giảm năng suất cây trồng. Hiện nay, nhiều địa phương ở miền Nam đã sử dụng máy sạ hàng để sạ lúa. Các địa phương ở miền Trung còn ít sử dụng máy sạ hàng. Phần lớn các máy sạ hàng được sử dụng ở miền Nam và miền Trung do nông dân tự sáng chế. Các máy 73 sạ lúa này có khá nhiều nhược điểm: mộng mạ bị tổn thương, ảnh hưởng nhiều đến sự phát triển của cây lúa; mật độ cây lúa trên một m 2 chưa đều nhau, nhiều chỗ trên mặt ruộng còn bị trống không có mộng mạ; khi mộng mạ dài thì chỗ trống trên mặt ruộng rất nhiều. Do đó, các máy sạ hàng vẫn chưa được nông dân dùng nhiều. Với diện tích trên bốn triệu ha đất trồng lúa nước của Việt Nam, nhu cầu sử dụng máy sạ mộng mạ của các địa phương là rất lớn. Nếu có máy đạt tiêu chuẩn gieo cấy, giá cả hợp lý, mỗi tỉnh trồng lúa nước có nhu cầu sử dụng từ 600 đến 2.000 chiếc máy sạ mộng mạ. Để đáp ứng nhu cầu thiết yếu của nông dân trong lĩnh vực trồng lúa nước, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu thiết kế, chế tạo một loại máy gieo mộng mạ tương đối hoàn chỉnh, có tính năng tốt hơn, tiện sử dụng hơn các máy hiện có, giá thành không cao. 2. Tổng quan Hiện nay, phương pháp gieo thẳng mộng mạ trên mặt ruộng chủ yếu là sạ lan. Sạ lan có ưu điểm: gieo sạ đơn giản, thích hợp với những thửa ruộng nhỏ; do ném bằng tay, rễ mạ không bị tổn thương, một phần mộng mạ được nằm trong bùn, nên cây lúa phát triển tốt. Nhưng sạ lan có rất nhiều nhược điểm: gieo không đều, tốn nhiều hạt giống (số thóc giống gấp 1,5 lần so với dùng máy xạ hàng và gấp 1,8 lần so với dùng máy sạ tỉa), mất nhiều thời gian cho việc gieo sạ và cấy dặm. Máy gieo sạ đang được dùng nhiều ở miền Nam là loại máy sạ hàng Hoàng Thắng (hình 1) [1]. Máy sạ hàng này có ưu điểm: máy có kết cấu đơn giản, giá thành thấp, mộng mạ đã được gieo thành hàng, sạ đều hơn và tốn ít mộng mạ hơn so với gieo thủ công. Nhưng máy còn nhiều nhược điểm: mộng mạ xoay cùng với thùng chứa, bị chà sát vào nhau làm tổn thương rễ mộng mạ, mộng mạ nằm nổi trên mặt bùn, ảnh hưởng nhiều đến sự phát triển của cây lúa; mật độ cây lúa trên một m 2 chưa đều nhau, khi mộng mạ dài vón vào nhau thì không sạ bằng máy được. Hình 1: Má y s ạ hàn g Hoàn g Thắn g Máy sạ hàng Hoàng Thắng được làm bằng nhựa, kéo tay do ông Phạm Hoàng Thắng, thợ thủ công ở huyện Thốt Nốt, Cần Thơ, thiết kế và chế tạo năm 2000. Ngoài máy sạ hàng Hoàng Thắng, ở Việt Nam còn có một số mẫu máy gieo sạ khác: - Máy sạ hàng kéo tay của TS. Lê Văn Bảnh, ở Đồng bằng sông Cửu Long, thiết kế và chế tạo năm 1995 [2]. 74 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008 - Máy sạ tỉa kéo tay của TS. Nguyễn Văn Yến, ở Đại học Đà Nẵng, thiết kế và chế tạo năm 2003 [3, 4]. - Máy sạ hàng kéo máy của ông Đoàn Y, thợ cơ khí huyện Mỹ Tú, tỉnh Sóc Trăng, thiết kế và chế tạo năm 2004 [5]. - Máy sạ tỉa kéo tay của ông Tô Hồng Quân và ông Đặng Văn Tiễn, hai nông dân huyện Mộc Hoá, tỉnh Long An, thiết kế và chế tạo năm 2005 [6]. Các máy gieo sạ đang sử dụng ở Việt Nam có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn còn một số khuyết điểm: - Tất cả các loại máy gieo sạ kể trên đều có chung nguyên lý làm việc: dựa vào sự rơi tự do của hạt mộng mạ qua lỗ nhỏ, do đó gieo sạ không đều. Vì khả năng rơi tự do của hạt mộng mạ qua lỗ nhỏ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: lượng mộng mạ trong thùng chứa, kích thước của hạt thóc giống, kích thước của rễ mộng, độ ẩm ướt của mộng mạ và của lỗ thoát mộng mạ. - Máy sạ hàng của TS. Lê Văn Bảnh, của ông Phạm Hoàng Thắng, của ông Đoàn Y có thùng chứa mộng mạ quay. Hạt mộng mạ bị xoay, chà sát vào nhau có thể làm gãy rễ mộng mạ, cây lúa không phát triển được. - Máy sạ tỉa của TS. Nguyễn Văn Yến có kết cấu phức tạp, không tiện cho nông dân sử dụng. - Máy sạ tỉa của ông Tô Hồng Quân và ông Đặng Văn Tiễn có bộ phận định lượng không hợp lý lắm. Khả năng mộng mạ điền đầy các hốc trên đĩa quay không tốt, nên gieo sạ không đều. 3. Cơ sở lý thuyết Kỹ thuật gieo sạ mộng mạ trên ruộng bùn có thể tóm tắt như sau: - Ngâm ủ thóc giống thành mộng mạ, chuẩn bị đủ lượng mộng mạ cho diện tích ruộng. - Làm đất nhuyễn thành bùn, khỏa phẳng mặt ruộng, chắt sạch nước. - Gieo sạ đều trên mặt ruộng, đúng mật độ cây trên một m 2 . Tốt nhất là gieo thành hàng, lối theo hướng mặt trời. Lượng thóc giống được chuẩn bị tuỳ thuộc vào kích thước hạt của thóc. Thông thường, gieo bằng máy sạ hàng, cần chuẩn bị 100 dến 120 kg thóc giống cho một ha ruộng. Nếu gieo bằng máy sạ tỉa, cần chuẩn bị 90 đến 110 kg thóc giống cho một ha. Mật độ lúa (số khóm lúa trên một m 2 ) phụ thuộc vào loại giống lúa và chất đất. Nếu đất tốt, nhiều màu mỡ, ta gieo thưa (khoảng 35 khóm trên một m 2 ), số hạt trong một khóm ít (khoảng 2 đến 3 cây), để có không gian cho lúa phát triển đẻ nhánh. Nếu đất xấu, bạc màu, thì phải gieo dày (khoảng 50 khóm trên một m 2 ), số hạt trong một khóm cũng nhiều (khoảng 4 đến 6 hạt), vì lúa phát triển kém, ít bông, cần gieo dày để lúa dựa vào nhau khỏi đổ. Ví dụ, ở miền Trung đất không được tốt, nông dân thường gieo hàng xông cách nhau 20 cm, hàng con cách nhau 10 đến 12 cm (ở những chân ruộng tốt, hàng con có thể cách nhau 15cm), số hạt mộng mạ trong một khóm khoảng 3 đến 5 hạt. Mộng mạ thường được sạ theo băng 75 (hay còn gọi là líp) để tiện chăm sóc, tưới tiêu và thu hoạch. Mỗi băng rộng khoảng 2 đến 2,5 mét (hình 2). Để có mộng mạ, cho thóc giống vào nước ấm có pha thuốc khử nấm mốc (thường dùng nước có pha thuốc faliza 0,2%, hoặc dùng nước vôi trong 2-3%), ngâm trong vòng 12 giờ, sau đó đem đãi sạch, loại bỏ các hạt thóc lép. Tiếp tục ngâm thóc giống với nước sạch ngâm trong thời gian 12 giờ. Sau đó, đem thóc ra đãi sạch cho hết mùi chua. Cho thóc giống vào nước sạch ngâm thêm khoảng 24 giờ nữa. Khi ngâm nên dùng các bao chứa thóc giống, để tránh lẫn các tạp chất vào thóc. Sau 24 giờ ngâm, hạt thóc đã hút no nước và có mùi chua. Lấy thóc ra đãi sạch cho hết mùi chua, để ráo nước, sau đó đổ vào bao và đem ủ nơi thoáng mát không có ánh nắng. Ủ khoảng 24 đến 30 giờ, thấy mộng mạ (rễ lúa nhú ra) dài khoảng 2 đến 4mm là có thể đem gieo sạ. Băng lúa Hàng con lối đi Hàng xông H ình 2: Cách bố trí khóm lúa Thóc giống sau khi ngâm ủ vài ngày thì bắt đầu nứt nanh. Rễ mạ đâm ra trước và phát triển rất nhanh, sau đó mầm mới mọc. Trên rễ mạ có nhiều lông nhỏ, khi chà xát dễ bị tổn thương. Rễ và mầm mạ rất giòn, chịu uốn rất kém, dễ bị gẫy. Nếu mầm hoặc rễ bị bẫy hoàn toàn, cây mạ không còn khả năng phát triển. Nếu rễ gẫy một phần, hoặc bị tổn thương, thì cây mạ sẽ chậm phát triển. Thời gian gieo sạ tốt nhất là khi chưa có mầm, rễ dài khoảng 2 đến 4 mm. Nếu dễ dài hơn, mộng mạ vón cục với nhau, rất khó gieo sạ bằng máy. Sau 76 giờ ngâm và ủ, với các loại thóc tẻ thông dụng, kích thước trung bình của mộng mạ như sau: chiều dài trung bình của rễ là 3,39 mm, kích thước trung bình của chiều dài hạt: 8,20 mm, kích thước trung bình của chiều ngang hạt là 2,14 mm. Khối lượng của 1,0 kg thóc giống, khi thành mộng mạ có khối lượng trung bình là 1,215 kg. 4. Kết quả và thảo luận Sau khi thực hiện những thí nghiệm cần thiết, chúng tôi đã thiết kế hai mẫu máy gieo sạ mộng mạ kiểu mới. Máy gieo sạ kéo tay và máy gieo sạ kéo máy. 76 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008 Máy sạ kéo tay và máy sạ kéo máy có nguyên lý gieo sạ giống nhau. Máy sạ kéo tay dài 1,2 mét, gieo được 6 hàng lúa. Máy sạ kéo máy có kích thước dài 2,4 mét, gieo được 12 hàng lúa. Trên máy sạ kéo máy có lắp thêm bàn trang phía trước thùng chứa mộng mạ, để khoả lấp vết bánh xe, san phẳng mặt ruộng trước khi mộng mạ rơi xuống. Trên máy sạ kéo tay không lắp bàn trang, để giảm bớt lực kéo cho người gieo sạ. Dưới đây chúng tôi xin trình bày mẫu máy sạ kéo tay (Hình 3): Mộng mạ được đổ vào các ô chứa số 1, lượng mộng mạ đổ vào không vượt quá vách ngăn số 2. Vách ngăn 2 dùng để hạn chế lượng mộng mạ vào vùng nạp liệu số 3. Các gầu định lượng số 4 quay cùng với ống số 5. Giữa ống số 5 và trục số 6 có lắp ổ lăn, đồng thời được liên kết với nhau bởi chốt số 8. Trục 6 được lắp chặt với bánh xe số 7. Bánh xe số 7 có gắn các vấu, dạng bánh lồng để lăn tốt trên ruộng bùn. Chốt số 8 có dạng li hợp, dùng để liên kết và cắt liên kết giữa trục 5 và ống số 6. Các gầu định lượng quay, múc đầy mộng mạ, sau đó đổ mộng mạ ra máng chứa theo nguyên tắc guồng xe nước. Mộng mạ qua cửa số 10 rơi xuống mặt ruộng. Số 9 là tấm ém mộng mạ, gồm một tấm nhựa ni lông mềm có luồn một dây xích hàn (để tiếp xúc tốt với mặt ruộng). Tấm ém có tác dụng ém mộng mạ xuống bùn, giúp cây mạ phát triển tốt, tránh chim ăn mộng mạ, gặp trời nắng rễ mạ không bị khô, gặp trời mưa mộng mạ ít bị trôi dạt. Máy sạ mộng mạ kéo tay sử dụng đơn giản và tiện lợi: - Khi di chuyển trên đường, vắt tấm ém mộng mạ lên miệng hộp, kéo chốt 8 lên, xoay một góc 900, để cắt liên kết giữa ống 5 và trục 6. Lúc này xe chuyển động, trục 6 quay, nhưng ống 5 và các gầu định lượng không quay. Nếu có mộng mạ trong thùng chứa, thì mộng mạ không bị xáo trộn, không bị đổ ra ngoài. - Khi xạ mộng mạ, cho mộng mạ vào các ngăn chứa, hạ tấm ém mộng mạ xuống, kéo chốt 8 xoay một góc 900, thả cho chốt ăn vào rãnh của trục 6. Chốt nối trục 6 và ống 5. Kéo càng 11, bánh xe lăn trên ruộng. Trục 6 và ống 5 quay. Các gầu định lượng số 4 quay múc mộng mạ vào đầy gầu và đổ ra mặt ruộng qua cửa số 10. Đến đầu bờ quay xe lại kéo luống tiếp theo, 1 1 9 1 8 2 3 5 6 7 4 H ình 3: Mẫu máy sạ mộng mạ kéo tay 77 78 thì rút hai chốt số 8 lên, gầu định lượng không quay mộng mạ không bi rơi ra ngoài. Trước khi về, nếu còn dư mộng mạ trong xe, cầm càng xe xoay thùng chứa để đổ mộng mạ ra. Không nên để mộng mạ chứa trong xe, khi di chuyển trên quãng đường dài. Máy sạ mộng mạ kiểu mới đã giải quyết được một số vấn đề còn tồn tại trong các máy gieo sạ hiện có: - Mộng mạ được định lượng cưỡng bức, chứ không tự rơi vào hộp định lượng, nên hạt phân bố đều trên mặt ruộng, không có chỗ dày, chỗ thưa. - Mộng mạ hơi dài, vón vào nhau, máy vẫn sạ được. Do các gầu định lượng có tác dụng đánh tơi các cục vón và múc vào đầy gầu. - Máy có kết cấu đơn giản, dễ dàng sử dụng, giá thành thấp. Khi di chuyển trên đường hoặc đến đầu bờ quay máy thực hiện đường kéo tiếp theo, mộng mạ không bị rơi ra ngoài. - Hộp chứa mộng mạ không quay, mộng mạ ít bị tổn thương. Mộng mạ được ém xuống bùn, được bảo vệ tốt, giúp cây mạ nhanh phát triển. 5. Kết luận Máy sạ mộng mạ kiểu mới đã khắc phục được các nhược điểm của các máy gieo sạ đang sử dụng ở Việt Nam. Máy có kết cấu đơn giản, tiện sử dụng, giá thành thấp, đáp ứng được yêu cầu của nông dân Việt Nam. Máy sạ kiểu mới đáp ứng được kỹ thuật gieo thẳng: mộng mạ được sạ theo hàng lối, phân bố đều trên mặt ruộng, mộng mạ ít bị tổn thương và được ém xuống bùn, tạo điều kiện để cây mạ phát triển tốt. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] www.clrri.gov/tech/gieosa.htm , 2003. [2] www.agroviet.gov.vn/tapchi/boanvn.htm, 2003. [3] Nguyễn Văn Yến, Một số biện pháp hoàn thiện máy sạ mộng mạ sử dụng trong nông nghiệp trồng lúa nước, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 1/2003, 2003. [4] www.eyeteck.net.vn/sistarticledetail.php , 2007 [5] www.vietlinh.com.vn/langviet.htm, 2005. [6] www.vietlinh.com.vn/tiahat.htm, 2004. . sử dụng máy sạ hàng để sạ lúa. Các địa phương ở miền Trung còn ít sử dụng máy sạ hàng. Phần lớn các máy sạ hàng được sử dụng ở miền Nam và miền Trung do nông dân tự sáng chế. Các máy 73 sạ. cầu sử dụng máy sạ mộng mạ của các địa phương là rất lớn. Nếu có máy đạt tiêu chuẩn gieo cấy, giá cả hợp lý, mỗi tỉnh trồng lúa nước có nhu cầu sử dụng từ 600 đến 2.000 chiếc máy sạ mộng mạ. . TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008 THIẾT KẾ MÁY SẠ MỘNG MẠ SỬ DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP TRỒNG LÚA NƯỚC DESIGN RICE SPROUT SOWING MACHINE USED IN WET RICE CULTIVATION