Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tính toán, thiết kế hoàn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ hàng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:93

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm thiết kế hoàn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu để nâng cao độ tin cậy làm việc và giá thành của máy, làm việc tương thích với máy sạ hàng lúa. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tính toán, thiết kế hoàn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ hàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP --------------------- PHẠM NGỌC TUẤN NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HOÀN THIỆN MÁY BÓN PHÂN VIÊN NÉN LẤP SÂU TƯƠNG THÍCH VỚI MÁY SẠ HÀNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội, 2011
i LỜI NÓI ĐẦU Việt nam đang bước trên con đường đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Phấn đấu đưa nước ta cơ bản trở thành một nước công nghiệp hóa theo hướng hiện đại vào năm 2020. Sau nhiều năm đổi mới đất nước ta đã không ngừng phát triển và dần dần thoát khỏi tình trạng đói nghèo. Các mặt hàng công nghiệp nước nhà dần dần đứng vững trên thị trường. Các mặt hàng ngày càng đa dạng và phong phú với công nghệ gia công khác nhau. Với nhiệm vụ luận văn tốt nghiệp“Nghiên cứu tính toán, thiết kế hoàn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ hàng”. . Trong quá trình tính toán, thiết kế, em sẽ không tránh khỏi những sai sót do kiến thức còn hạn chế, em mong nhận được sự giúp đỡ chỉ bảo của các thầy trong hội đồ ng. Qua đây chúng em xin chân thành gửi lời cám ơn tới Nhà trường các thầy đã giúp đỡ chúng em trong quá trình làm tốt nghiệp. Cuối cùng em xin kính chúc các thầy và gia đình luôn luôn mạnh khỏe, hạnh phúc. Học viên Phạm Ngọc Tuấn
ii MỤC LỤC Lời nói đầu ........................................................................................................i Mục lục ............................................................................................................ ii Danh mục các hình .........................................................................................iv Mở đầu ............................................................................................................. 1 Chương 1: Tổng quan về kỹ thuật và hiện trạng cơ giới hoá bón phân viên nén lấp sâu ............................................................................................... 5 1.1.Trên thế giới ................................................................................................ 5 1.2.Trong nước ................................................................................................11 Chương 2: Mục tiêu, đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu........ 17 2.1. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................17 2.2. Đối tượng nghiên cứu...............................................................................17 2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................17 2.4. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................17 Chương 3: Tính toán thiết kế hoàn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ hàng lúa ..................................................................23 3.1. Yêu cầu kỹ thuật của khâu bón phân viên nén kết hợp sạ hàng ..............23 3.2. Thử nghiệm máy và xác định các nội dung hoàn thiện ...........................24 3.3. Thiết kế hoàn thiện các bộ phận làm việc chính của máy bón phân ...............26 3.3.1. Một số thông số của viên phân và ruộng lúa..................................26 3.3.2. Thiết kế hoàn thiện bộ phận cung cấp (trống bón) của máy bón phân ........................................................................................................27 3.3.2.1. Chọn lựa nguyên lý làm việc ................................................... 27 3.3.2.2. Chọn lựa vật liệu chế tạo ......................................................... 32 3.3.2.3. Xác định một số thông số của bộ phận cung cấp .................... 32 3.3.3. Bộ phận rạch và vùi lấp viên phân .................................................42 3.3.3.1. Lưỡi rạch thẳng ........................................................................ 43 3.3.3.2. Bánh đè viên phân.................................................................... 44 3.3.3.3. Bộ phận vùi lấp viên phân kiểu dìm miết. ............................... 45 3.3.3.4. Bộ phận vùi lấp kiểu lưỡi rạch nghiêng ................................... 46 3.3.4. Các bộ phận khác ...........................................................................48
iii 3.3.5. Thiết kế kết cấu máy bón phân viên cho lúa ..................................48 3.3.5.1. Kết cấu một nhánh bón ............................................................ 48 3.3.5.2. Thiết kế máy bón phân ............................................................ 49 3.4. Thiết kế liên hợp máy...............................................................................49 3.4.1. Giới thiệu về máy sạ hàng lúa ........................................................49 3.4.2. Máy bón phân viên nén lấp sâu ......................................................51 3.4.3. Tổ chức sử dụng hai máy độc lập ..................................................51 3.4.4. Thiết kế máy liên hợp hai chức năng .............................................52 3.4.4.1. Phương án 1: Phần sạ có 2 bánh xe, phần bón ghép vào phần sạ (hình 3.29). ............................................................................................ 53 3.4.4.2. Phương án 2: Phần bón có 2 bánh xe, phần sạ ghép vào phần bón54 3.4.4.3. Phương án 3: Ghép cả trống bón và trống sạ trên cùng một trục. . 55 Chương 4: Phương pháp thử nghiệm máy .................................................58 4.1. Thử nghiệm máy ......................................................................................58 4.2. Kết quả thử nghiệm ..................................................................................59 4.2.1. Thử nghiệm trên nền cứng (độ trượt  = 0): ..................................60 4.2.2. Thử nghiệm máy và xác định các nội dung hoàn thiện .................62 Kết luận và kiến nghị ....................................................................................65 1. Kết luận .......................................................................................................65 2. Kiến nghị .....................................................................................................65 Tài liệu tham khảo Phụ lục
iv DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên Hình Trang 1 Hình 1.1. Máy ép viên kiểu trống quay và viên phân hinh quả bàng 06 Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của các máy ép viên kiểu 07 2 bánh ép. 3 Hình 1.3. Viên phân dạng “quả bàng” do máy ép tạo ra 07 4 Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý máy bón phân kiểu píttông. 08 5 Hình 1-5. Máy bón phân viên nén có bộ phận cung cấp kiểu đĩa. 09 Hình 1.6.Bản đồ các địa phương đã áp dụng phân viên nén 12 6 lấp sâu (2007 7 Hình 1.7. Một sô máy và công cụ bón phân viên nén lấp sâu. 13 8 Hình 1.8. Mẫu máy bón phân viên nén lấp sâu kiểu trống quay. 14 9 Hình 1.9.Máy ép viên phân thế hệ mới 15 Hình 1.10. Máy bón phân viên nén và máy sạ hàng liên hợp làm 16 10 việc trên đồng ruộng. 11 Hình 2.1. Hình dạng viên phân nén 18 12 Hình 2.2. Xác định các kích thước của viên phân. 18 13 Hình 2.3. Sơ đồ xác định góc đổ tự nhiên của khối viên phân 19 14 Hình 2.4. Sơ đồ xác định góc ma sát của viên phân với các vật liệu. 20 15 Hình 3.1. Sơ đồ bón phân viên nén cho ruộng sạ hàng 23 16 Hình 3.2. Máy bón phân viên nén lấp sâu 4 hàng. 24 17 Hình 3.3. Cấu tạo bộ phận cấp liệu 25 18 Hình 3.3. Hình dáng và kích thước của viên phân ép thế hệ mới 26 19 Hình 3.4. Bộ phận gieo chân không 28 20 Hình 3.5.Bộ phận gieo hạt kiểu đĩa trên máy gieo 28 21 Hình 3.6. Bộ phận gieo kiểu thìa múc (a) và kiểu hốc chứa (b) 29 22 Hình 3.7. Cấu tạo bộ phận cấp liệu kiểu trống quay 30 23 Hình 3.8. Bộ phận cung cấp viên phân (trạng thái làm việc). 31 24 Hình 3.9. Các kích thước chính của trống cung cấp 33 25 Hình 3.10. Kiểm tra thể tích trống trên phẩn mềm inventor. 35
v Hình 3.11. Các phương án thử nghiệm số lượng và cách bố trí 26 37 gân dẫn hướng 27 Hình 3.12.. Sơ đồ xác định vị trí cửa ra phân 38 28 Hình 3.13. Cơ sở chọn kích thước hốc chứa phân. 41 29 Hình 3.14. Tấm che mềm và vị trí đặt trên trống bón. 41 30 Hình 3.15. Thử nghiệm bộ phận cung cấp 42 31 Hình 3.16. Cụm lưỡi rạch thẳng 43 32 Hình 3.17. Cụm bánh đè 44 33 Hình: 3.18: Bộ phận vùi lấp viên phân kiểu dìm miết. 45 34 Hình 3.19. Lưỡi rạch nghiêng 47 35 Hình 3.20. Cấu tạo nhánh bón và phương án lắp ghép trên máy. 48 36 Hình 3.21. Máy bón phân viên nén lấp sâu 4 nhánh bón 49 37 Hình 3.22. Máy sạ hàng 4 trống 50 38 Hình 3.23. Các kích thước chính của máy sạ hàng 4 trống. 50 Hình 3.24. Các kích thước chính của máy bón phân viên nén 39 51 lấp sâu 4 hàng. 40 Hình 3.25. Bố trí kết hợp hai máy độc lập 52 41 Hình 3.26. Máy liên hợp phương án 1. 53 42 Hình 3.27. Máy liên hợp phương án 2 54 43 Hình 3.28. Sơ đồ ghép đồng trục bộ phận bón và sạ hàng 55 Hình 3.29. Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý làm việc máy liên hợp 44 56 phương án 3 45 Hình 4-1: Tổng thể máy bón phân viên nén cho lúa sạ hàng 58 46 Hình 4 -2. Bộ phận cung cấp viên phân kiểu trống quay. 60 47 Hình 4-3: Máy chuẩn bị thử nghiệm trên nền cứng 60 48 Hình 4-4. Cấu tạo bộ phận cấp liệu 63
1 MỞ ĐẦU Để cây trồng sinh trưởng và phát triển tốt, cho năng suất cao, trong quá trình canh tác cần phải bón phân. Đối với hầu hết các loại cây trồng, phương pháp bón phân truyền thống là bón vãi toàn bề mặt chia làm nhiều giai đoạn tương ứng với các giai đoạn sinh trưởng phát triển của cây trồng. Với cây lúa các giai đoạn thường là bón lót, bón thúc, bón đón đòng, bón nuôi hạt. Tuy các lần bón của phương pháp bón phân truyền thống khá thích hợp với chu kỳ sinh trưởng, phát triển của cây lúa và đã đem lại hiệu quả kinh tế nhất định nhưng nó lại chứa đựng những khuyết điểm lớn. Trong cả bốn lần bón chính cho lúa của phương pháp bón truyền thống là đều bón theo kiểu tung rải trên mặt ruộng canh tác nên chất dinh dưỡng chỉ tồn tại trong nước tưới và một phần được hấp thụ vào lớp đất mặt ruộng. Qua các kết quả nghiên cứu thì những biện pháp sử dụng phân bón và cách bón phân truyền thống hiệu suất sử dụng phân thấp là do việc mất phân (chủ yếu là đạm) qua các con đường: 1- Do bốc hơi tự do dưới dạng NH3 2- Do rửa trôi theo dòng nước 3- Do rửa trôi theo chiều sâu, nhất là dạng nitơrat (NO3) 4- Bay hơi dưới dạng N2 do hiện tượng phản nitơrat hoá 5- Do sự tranh chấp dinh dưỡng của cỏ dại mọc trên lớp đất mặt 6- Không được hấp phụ trong keo đất. Ngoài hiệu suất sử dụng thấp, phương pháp bón vãi truyền thống còn gây tác hại đến môi trường. Trên thế giới, phương pháp bón phân lấp sâu trong đất đã được nghiên cứu và áp dụng từ những năm 1930. Trong những năm 70 của thế kỷ XX, Việt Nam cũng đã áp dụng phương pháp này để bón cho lúa nhưng chưa được áp dụng phổ biến vì tốn nhiều lao động thủ công, hiệu quả không cao
2 (Nguyễn Tất Cảnh, 2006). Theo phương pháp này viên phân gồm đạm, lân, kali và chất phụ gia được ép chặt lại thành viên và được vùi sâu trong đất ở độ sâu và tọa độ thích hợp. Các chất dinh dưỡng trong viên phân sẽ tan dần trong đất, đảm bảo cung cấp đủ dinh dưỡng cho cây trong suốt quá trình sinh trưởng phát triển của cây từ khi gieo cấy đến khi thu hoạch. Bón phân lấp sâu theo điểm ở dạng viên là một phương pháp bón phân mang lại hiệu quả sử dụng phân bón cao. Những ưu điểm của bón phân viên nén lấp sâu so với bón vãi truyền thống thể hiện qua các mặt sau: 1- Tiết kiệm phân đạm so với cách bón vãi thông thường. 2- Chỉ bón một lần cho cả vụ, đơn giản, dễ làm, tốn ít công lao động. 3- Bón phân viên nén lấp sâu không phụ thuộc vào thời tiết, đảm bảo cho việc bón đúng lúc. 4- Bón phân viên nén lấp sâu còn cho phép cân đối được những lượng nhất định với tỷ lệ nhất định giữa các chất, phù hợp với nhu cầu sinh trưởng của từng loại cây. 5- Giảm sâu bệnh và cỏ dại, hạn chế phun thuốc bảo vệ thực vật, tiết kiệm chi phí, an toàn cho người lao động, giảm tác hại đến môi trường sống. 6- Tăng năng suất cây trồng so với bón phân vãi. 7- Hạ giá thành nông sản phẩm. 8- Tăng thu nhập, cải thiện đời sống, điều kiện làm việc và góp phần từng bước đổi mới bộ mặt nông thôn. Phương pháp bón phân viên nén lấp sâu đã được nhiều tổ chức quốc tế đề nghị áp dụng trên diện rộng, đã được nông dân ở các nước Nam và Đông Nam châu Á chấp nhận. Tuy nhiên mức độ phổ biến chưa rộng chủ yếu do chưa có máy bón phân nén lấp sâu, việc bón phân phải làm bằng tay, nặng nhọc và gây căng thẳng nhân lực do việc bón phải thực hiện ngay từ đầu vụ.
3 Các kết quả nghiên cứu cũng cho thấy, về mặt thời điểm bón, việc bón phân viên nén lấp sâu có thể được thực hiện ngay trước, trong hoặc sau khi cấy (hoặc sạ) không quá một tuần lễ. Tuy nhiên, theo các kết quả nghiên cứu, thuận lợi nhất là kết hợp bón phân và sạ (cấy) theo khóm hoặc theo hàng đồng thời sau khi làm đất 1 đến 2 ngày. Khi này, viên phân được vùi lấp tốt và đưa xuống mặt ruộng theo đúng tọa độ và độ sâu, cách đều các khóm lúa hoặc cây lúa trong hàng. Trong canh tác cây lúa nước, do tập quán và điều kiện khí hậu thời tiết từng vùng phương pháp cấy lúa được áp dụng phổ biến ở miền Bắc, sạ (gieo) lúa được áp dụng phổ biến ở các tỉnh phía Nam. Việc sạ lúa có thể được thực hiện dưới các hình thức là sạ lan (gieo toàn bề mặt) và sạ hàng (gieo theo hàng) và sạ theo khóm. Hiện nay phương pháp sạ hàng được áp dụng phổ biến do có nhiều ưu điểm so với sạ lan và do có công cụ (máy sạ hàng) phù hợp. Những năm gần đây việc sạ hàng cũng được áp dụng phổ biến tại các tỉnh phía Nam và phía Bắc. Như vậy trong tương lai gần việc gieo (sạ) lúa theo hàng sẽ là phương thức chủ yếu trong trồng cấy lúa ở nước ta. Từ các phân tích trên, có thể thấy việc nghiên cứu thiết kế máy bón phân viên nén lấp sâu đáp ứng yêu cầu nông học đồng thời liên hợp tương thích với máy sạ hàng là rất cần thiết, mở đường cho tiến bộ kỹ thuật bón phân viên nén lấp sâu được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất. Để giải quyết nhiệm vụ cơ giới hóa khâu ép viên và bón phân viên nén, trên thế giới và trong nước đã sử dụng phổ biến máy ép viên kiểu bánh ép và đã có nhiều loại máy bón phân viên nén lấp sâu được nghiên cứu thiết kế, chế tạo. Tuy nhiên các máy bón phân viên đều tồn tại nhiều nhược điểm nên chưa được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất. Nhược điểm lớn nhất của các máy này là độ tin cậy làm việc chưa cao do thường có hiện tượng kẹt tắc tại các bộ phận làm việc mà chủ yêu là tại bộ phận cung cấp của máy. Một hướng
4 nghiên cứu có tính khả thi cao, do Viện Phát triển Công nghệ Cơ Điện, trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đề xuất, là nghiên cứu thiết kế lại máy ép viên để tạo ra viên phân có hình dạng hợp lý, thuận tiện cho sự làm việc của các máy bón phân và thiết kế máy bón phân khai thác triệt để lợi thế của viên phân mới. Hệ thống máy ép viên thế hệ mới và máy bón phân viên nén do Viện chế tạo đã cơ bản đáp ứng được yêu cầu đặt ra, cho thấy giải pháp đã chọn là có tính khả thi cao (Đỗ Hữu Quyết, 2008). Tuy nhiên mẫu máy vẫn chưa được nghiên cứu thiết kế hoàn thiện nên còn những nhược điểm nhất định. Đáp ứng yêu cầu này, với mục đích thiết kế lại để máy có kết cấu hợp lý hơn, gọn nhẹ hơn và giá thành rẻ hơn, có thể thương mại hóa được, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tính toán, thiết kế hoàn thiện máy bón phân viên nén lấp sâu tương thích với máy sạ hàng”.
5 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT VÀ HIỆN TRẠNG CƠ GIỚI HÓA BÓN PHÂN VIÊN NÉN LẤP SÂU 1.1. Trên thế giới Phương pháp bón phân đạm sâu cho lúa được thực hiện ở Nhật bản từ những năm 1930 và ở Ấn Độ từ những năm 1950. Sau đó, phương pháp này đã được phát triển và ứng dụng ở nhiều vùng trồng lúa khác nhau trên thế giới, trong đó có Xrilanca, Trung Quốc, Băng La Đet, Việt Nam,... Về bản chất và kỹ thuật bón phân lấp sâu có thể chia làm 2 phương pháp: - Phương pháp 1: Bón phân lấp sâu không theo điểm trong và ngay sau khi làm đất. Thực chất đây là phương pháp bón toàn bề mặt. Viên phân có kích thước nhỏ và được phân bố đều trên toàn bộ tầng đất canh tác. - Phương pháp 2: Bón phân lấp sâu theo điểm ở dạng viên, viên phân có kích thước lớn, được bón theo tọa độ và độ sâu thích hợp để cung cấp dinh dưỡng cho một số khóm lúa lân cận viên phân. Trong những năm gần đây, ngoài phân đạm, người ta còn bổ sung thêm lân, kali và một số chất vi lượng khác tùy theo điều kiện nông hóa thổ nhưỡng và loại cây trồng. Mặc dù bón phân lấp sâu không theo điểm đã nâng cao được hiệu quả sử dụng phân bón và tương đối đơn giản nhưng phương pháp này không phát triển được trên diện rộng ở Nhật là do khó xác định được thời gian tưới ( Vùi sâu trước khi tưới ) và khó vùi được toàn bộ phân đạm xuống sâu. Bón phân sâu theo điểm ở dạng viên lớn cho ruộng lúa cấy là một phương pháp bón phân mang lại hiệu quả cao và phương pháp tương đối mới. Phương pháp này đã được nhiều tổ chức Quốc tế đề nghị áp dụng trên diện rộng ở các nước đang phát triển trồng lúa. Phương pháp này được nhiều nông dân ở các nước Nam và Đông Nam Châu Á trồng lúa chấp nhận. Mức độ chấp
6 nhận phụ thuộc vào: ( i ) điều kiện khí hậu và điều kiện kinh tế xã hội, ( ii ) mối quan tâm của xã hội về vấn đề ô nhiễm môi trường và ( iii ) giá phân bón. Nhìn chung ở những vùng mưa tập trung, đất dốc, điều kiện kinh tế nông hộ còn khó khăn và nhất là khi giá phân bón lên cao thì nông dân đều mong muốn chấp nhận biện pháp tăng công lao động để giảm lượng phân bón. Nhiều vùng xung quanh những thành phố lớn cũng mong muốn áp dụng phương pháp này vì chỉ bón có một lần/ vụ, có điều kiện để cơ giới hoá, tiết kiệm thời gian cho các hoạt động tăng thu nhập khác. Về viên phân: Để có viên phân nén kích thước lớn, người ta ép phân rời trên các máy ép viên. Các máy ép viên hiện tại đều hoạt động theo nguyên lý ép hỗn hợp phân rời giữa hai trống có trục nằm ngang (Tổ chức phát triển phân bón quốc tế, Viện khoa học nông nghiệp Fujian- China, Trung tâm phát triển Công nghệ kim loại MIDC- Indonesia, IFFCo- India). Viên phân do các máy này tạo ra đều có hình dạng dẹp, gồm hai đới cầu úp ngược vào nhau, giống như hình “quả bàng”, kích thước theo một phương nhỏ hơn nhiều so với hai phương kia (hình 1.1), (Nguyễn Tất Cảnh, 2006). Các máy ép viên phân có kích thước và năng suất khác nhau nhưng cùng hoạt động theo một nguyên lý chung, thể hiện trên hình 1.2.
7 Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của các máy ép viên kiểu bánh ép. 1- Thùng chứa phân; 2- Trục dồn phân; 3, 5- Bánh ép; 4- Hốc ép. Trên hình 1.3. là một số loại phân viên nén do máy ép kiểu bánh ép nói trên tạo ra. Hình 1.3. Viên phân dạng “quả bàng” do máy ép tạo ra Về máy bón phân: Để cơ giới hóa khâu bón phân viên nén lấp sâu, tại các nước đã có nhiều mẫu máy bón phân hoạt động theo các nguyên lý khác nhau. Dưới đây giới thiệu một số máy bón phân viên nén lấp sâu chế tạo tại các nước nói trên
8 Máy bón phân viên nén lấp sâu kiểu pít tông (hình 1.4) 5 2 1 4 3 Hình 1.4. Sơ đồ nguyên lý máy bón phân kiểu píttông. 1- Thùng chứa viên phân; 2- Van lá; 3- Máng chứa phân; 4- Cụm pittông – xilanh bóni; 5- Cơ cấu truyền động cho pít tông bón. Máy gồm có thùng chứa viên phân 1, van lá điều chỉnh 2 để điểu chỉnh lượng phân trong máng 3 cho phù hợp, cặp pittông - xi lanh 4, cơ cấu truyền động cho bộ phân bón 5. Khi máy làm việc, phân viên từ thùng chứa 1 được lọt vào máng 3 nhờ điều chỉnh độ mở của van lá 2. Phân viên nén sẽ được nằm thành hàng trong máng 3. Pittông được tính toán có chiều dài sao cho hành trình của nó trong ống xi lanh đảm bảo khi đi hết qui trình bón viên phân ở độ sâu lớn nhất thì vẫn giữ cho viên sau ở lại trong máng nhằm không dúi trùng. Pittông được truyền động nhờ cơ cấu truyền động 5. Cơ cấu truyền động là cơ cấu biên tay quay được tính toán với vận tốc quay, chiều dài tay quay và chiều dài biên phù hợp với mức bón và độ sâu bón. Tay quay của cơ cấu nhận truyền động từ bánh xe của máy thông qua bộ phận giảm tốc. Máy bón loại này làm việc mà không cần có bộ phận rạch hàng nhưng cần có bộ phận truyền động từ bánh của xe máy tới cơ cấu truyền động cho pít tống đẩy viên phân. Do động lực được lấy từ bánh xe nên tốc độ bón viên phân không thể nhanh gọn gây nên hiện tượng tạo rãnh trên mặt ruộng do quá
9 trình bón thực hiện khi máy đang di chuyển trên mặt ruộng. Mặt khác do pittông sẽ dính bùn nên sau khoảng thời gian làm việc bùn sẽ theo pittông bám vào cửa ra của máng chứa phân, làm cho viên phân không thể rơi xuống mặc dù đã bố trí thêm cơ cấu cung cấp cưỡng bức viên phân. Chính vì thế máy này làm việc không chính xác và thực tế không được ứng dụng trong sản xuất. Máy bón phân viên nén kiểu đĩa. Sơ đồ cấu tạo của máy bón phân kiểu đĩa thể hiện trên hình 1.5. Máy gồm có khung máy 8, trên đó lắp hai thùng chứa phân 1, phía dưới đáy mỗi thùng chứa lắp bộ phận cung cấp kiểu đĩa 3 có ống dẫn phân 4. Bánh xe máy bón 3 có các mấu bám lắp đồng trục và truyền động cho hai đĩa cung cấp. Trên hai tấm trượt 5 có các bộ phận rạch hàng 6 và bộ phận lấp nén 7. Máy được đẩy tiến về phía trước nhờ tay đẩy 9 có thể điều chỉnh độ cao so với khung máy. 2 1 9 3 8 4 5 6 7 Hình 1-5. Máy bón phân viên nén có bộ phận cung cấp kiểu đĩa. 1- Thùng chứa viên phân, 2- Bánh xe có mấu bám, 3- Đĩa cung cấp, 4- Ống dẫn phân, 5- Tấm trượt, 6- Bộ phận rạch hàng, 7- Bộ phận lấp nén; 8- Khung máy, 9- Cụm cần đẩy
10 Khi máy làm việc đĩa cung cấp viên phân 3 chuyển động cùng với bánh xe máy dúi 2. Trên đĩa có bố trí các lỗ chứa viên phân bố trí đều theo chu vi. Khi đĩa quay, các viên phân sẽ lọt vào trong các lỗ chứa trên đĩa và được đưa tới vị trí lắp ống dẫn phân 4, viên phân sẽ rơi khỏi lỗ nhờ trọng lượng bản thân. Ống dẫn phân có nhiệm vụ dẫn hướng cho viên phân nén rơi đúng vào rãnh mà bộ phận rạch hàng 6 gắn trên tấm trượt 5 đã rạch và được vùi lấp nhờ bộ phận lấp nén 7. Sau một lượt đi máy bón được 2 hàng phân cung cấp dinh dưỡng cho 4 hàng lúa. Để đảm bảo cho mỗi lỗ trên đĩa cung cấp chỉ có một viên phân nén, ở đáy của thùng chứa viên phân có chổi quét mềm 3, có tác dụng gạt các viên phân khác ra khỏi lỗ khi chúng có xu hướng theo lỗ tới ống dẫn phân. Bên cạnh đó thành của thùng chứa phân cũng được thiết kế với góc nghiêng phù hợp nhằm tránh hiện tượng tạo vòm của các viên phân trong thùng chứa. Các thử nghiệm máy bón phân kiểu đĩa với viên phân “quả bàng” cho thấy bộ phận cung cấp loại này làm việc kém do các viên phân “tranh nhau” lọt vào lỗ trên đĩa cung cấp gây ra hiện tượng kẹt. Ngoài ra, do bộ phận cung cấp nhận truyền động trực tiếp từ bánh xe của máy nên khó điều chỉnh khoảng cách bón, khó sử dụng cho nền ruộng có độ trượt quá lớn và không thể di chuyển trên đường khi thay đổi địa bàn làm việc mà trong thùng vẫn còn phân bón. Tóm lại: Nhìn chung ở nước ngoài, cho đến nay việc cơ giới hoá cho máy bón phân viên nén lấp sâu vẫn chưa được giải quyết. Các máy bón phân vẫn chưa được sản xuất chấp nhận, việc bón phân viên cho lúa vẫn phải làm thủ công. Nguyên nhân chủ yếu là điều kiện hoạt động của máy phức tạp, máy hay bị kẹt, tắc nên độ tin cậy làn việc kém. Đặc biết khi áp dụng phân viên nén, người ta chỉ bón một lần trong cả vụ canh tác nên nếu máy bỏ sót viên phân tại vị trí nào thì các cây lúa xung quanh vị trí đó bị thiếu dinh dưỡng dẫn đến năng suất thấp. Chính vì các máy bón phân viên nén lấp sâu có yêu cầu rất cao về độ tin cậy làm việc nên các máy có độ tin cậy thấp không được sản xuất chấp nhận.
11 1.2. Trong nước Ở nước ta kỹ thuật bón đạm lấp sâu đã được triển khai áp dụng trong sản xuất từ những năm 70 của thế kỷ trước. Phân đạm được trộn với đất bùn khô đập nhỏ nhào với nước để vo viên bón vào gốc lúa. Phương pháp này có hiệu quả sử dụng phân bón cao nhưng tốn công lao động nên không được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất. Từ những năm 2000 với sự giúp đỡ về tài chính và công nghệ của tổ chức IFDC, trường Đại Học Nông Nghiệp Hà Nội đã nghiên cứu, sau đó phối hợp với tổ chức IDE thử nghiệm để phát triển sản phẩm và hoàn thiện quy trình kỹ thuật bón phân viên nén dúi sâu cho lúa phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt Nam. Trải qua nhiều năm nghiên cứu, thử nghiệm và triển khai, đến nay sản phẩm phân nén và kỹ thuật bón phân viên nén ngày càng được hoàn thiện và được đông đảo bà con nông dân hưởng ứng. Khắc phục nhiều hạn chế trong việc bón thúc cho lúa bằng phương pháp gieo vãi, sau nhiều năm nghiên cứu, thử nghiệm thành công, mới đây các cán bộ khoa học bộ môn Thủy nông- Canh tác (khoa Đất-Môi trường-Trường ĐH Nông nghiệp I -Hà Nội) đã sản xuất ra một dạng phân nén dùng để bón dúi sâu rất tiện lợi và hiệu quả. Nhiều loại phân bón được sản xuất dưới dạng viên nén với các chủng loại, liều lượng khác nhau như phân đạm đơn, phân tổng hợp đạm + ka li (NK), phân tổng hợp đạm, lân, kali (NPK), phân tổng hợp đa yếu tố ngoài có các nguyên tố đa lượng ra còn chứa các nguyên tố trung, vi lượng khác rất cần thiết cho cây lúa là can xi, magiê, lưu huỳnh, sắt, bo v.v.... Khối lượng viên phân thay đổi trong khoảng 3,7 đến 4,1 gam tùy loại phân và chất phụ gia trộn vào viên phân. (Nguyễn Tất Cảnh, 2006). Qua theo dõi nhiều năm, các tác giả đã khẳng định ưu điểm nổi bật của phương pháp bón phân viên nén lấp sâu cho lúa so với phương pháp bón vãi truyền thống là: - Chỉ bón một lần trong cả vụ lúa. Không phụ thuộc thời tiết như bón vãi toàn bề mặt.
12 - Tiết kiệm 34-40% lượng đạm và kali bón. - Tăng năng suất lúa 15-19%. - Cho phép cấy hoặc sạ thưa hơn nên giảm được khoảng 30% lượng giống gieo. - Sâu bệnh ít hơn so với sạ lan do ruộng thông thoáng, thân cây lúa cứng và khỏe hơn. Do những ưu điểm nổi trội nên phương pháp bón phân viên nén lấp sâu đã được Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn công nhận là tiến bộ kỹ thuật (năm 2005) và cho phép áp dụng phổ biến trên toàn quốc, (Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội, 2007). Cho đến năm 2007, đã có 13 tỉnh thành trên cả nước áp dụng phương pháp bón phân viên nén lấp sâu (hình 1.6). Các địa phương đã áp dụng phân viên nén Cao Bằng Lào Cai Lạng Sơn Yên Bái Hưng Yên Vĩnh Phúc Hà Tây Thanh Hoá Ninh Bình Nghệ An Quảng Trị Thừa Thiên Huế Quảng Nam Bộ trưởng Cao Đức Phát đến thăm mô hình thâm canh lúa ở HTX Dân Lý – H. Triệu Sơn Hình 1.6. Bản đồ các địa phương đã áp dụng phân viên nén lấp sâu (2007)
13 Cho đến năm 2010 trên cả nước đã có 19 tỉnh thành áp dụng phân viên nén lấp sâu, không chỉ cho lúa mà còn cho một số cây trồng nông nghiệp khác như ngô, thuôc lá, cói,... Mặc dù lãnh đạo, khuyến nông các tỉnh và người nông dân tại các địa phương đã áp dụng phương pháp bón phân viên nén lấp sâu đều thừa nhận ưu điểm của phương pháp này, nhưng đến nay phương pháp bón phân viên nén lấp sâu chưa được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất do chưa được cơ giới hóa, người nông dân vẫn phải làm bằng tay, năng suất thấp và nặng nhọc. Trong những năm gần đây, các máy và công cụ bón phân viên nén lấp sâu đã được một số đơn vị khoa học và người dân thiết kế, chế tạo (Viện Cơ Điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch (1.7c); người dân ở một số địa phương (1.7a, 1.7b), Khoa Cơ điện Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội (1.7d)). Hình 1.7. Một sô máy và công cụ bón phân viên nén lấp sâu.
14 Các máy này đã được chế tạo, thử nghiệm và đã được ứng dụng vào sản xuất trong phạm vi hẹp. Chúng không được phổ biến rộng do còn nhiều nhược điểm, trong đó nhược điểm lớn nhất là độ tin cậy chưa cao, tỷ lệ bón sót còn lớn. Những cải tiến nhằm nâng cao độ tin cậy khi làm việc và giảm độ bón sót cũng được quan tâm nghiên cứu. Trên hình 1.8 là mẫu máy bón phân viên nén của bộ môn Máy Nông nghiệp,Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội. Hình 1.8. Mẫu máy bón phân viên nén lấp sâu kiểu trống quay. Máy có bộ phận cung cấp kiểu trống quay, sử dụng bánh đè để lấp viên phân. Việc nhả viên phân từ vị trí chờ rơi xuống mặt ruộng thực hiện nhờ tay điều khiển như tay phanh trên xe đạp. Khoảng cách bón giữa các viên phân trong hàng tùy thuộc khả năng điều khiển của người sử dụng. Máy có lực cản kéo nhỏ, di chuyển dễ dàng nhưng khả năng vùi lấp viên phân không cao do có hiện tượng đùn đẩy lớp bùn trước bánh đè phân và độ sâu bón không đảm bảo khi ruộng có nhiều tàn dư thực vật. Từ năm 2001, tại Khoa Cơ Điện và Viện Phát triển Công nghệ Cơ Điện, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội đã tiến hành nghiên cứu tìm kiếm giải pháp cho vấn đề cơ giới hóa khâu bón phân viên nén lấp sâu cho lúa, ngô,