Khảo Nghiệm và Đánh Giá Độ Tổn Thất Thu Hoạch Lúa của Máy Gặt Đập Liên Hợp (ĐH Nông Lâm)

• Tác giả: Nguyễn Văn Hiệu
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Nghị
• Trường học: Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Cơ khí Nông Lâm
• Đề tài: Khảo Nghiệm Và Đánh Giá Một Số Thông Số Ảnh Hưởng Đến Độ Tổn Thất Thu Hoạch Lúa Của Máy Gặt Đập Liên Hợp
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM TẠ
• TÓM TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
• DANH SÁCH CÁC BẢNG
• DANH SÁCH CÁC HÌNH
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Tổng quan về cây lúa
• 2.1.1. Đặc điểm thực vật học
• 2.2. Thời gian sinh trưởng của cây lúa
• 2.3. Tình hình canh tác lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long
• 2.4. Hiện trạng sử dụng máy GĐLH trong khâu thu hoạch lúa ở ĐBSCL
• 2.5. Cấu tạo và nguyên lý các bộ phận của máy GĐLH gây tổn thất khi thu hoạch
• 2.6. Hệ thống làm sạch
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN
• 3.1. Phương pháp
• 3.1.1. Cách xác định vận tốc tiến của máy
• 3.1.2. Tốc độ guồng gạt
• 3.1.3. Bề rộng làm việc
• 3.1.4. Năng suất làm việc
• 3.1.5. Độ cao cắt
• 3.2. Phương tiện
• 3.3. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả xác định thông số làm việc của máy
• 4.1.1. Kết quả đo vận tốc tiến
• 4.1.2. Kết quả đo tốc độ guồng gạt
• 4.1.3. Kết quả đo bề rộng làm việc
• 4.1.4. Kết quả đo năng suất làm việc
• 4.1.5. Kết quả đo độ cao cắt
• 4.1.6. Kết quả đo mức tiêu thụ nhiên liệu
• 4.2. Kết quả đo độ tổn thất
• 4.3. Kết quả đo năng suất lúa thu hoạch
• 4.4. So sánh với nghiên cứu khác
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• Phụ lục 1: Kết quả đo độ cao cắt
• Phụ lục 2: Kết quả đo độ sạch hạt
• Phụ lục 3: Kết quả đo năng suất thu hoạch lúa
• Phụ lục 4: Kết quả đo độ ẩm thân rạ
• Phụ lục 5: Kết quả đo độ ẩm hạt lúa
• Phụ lục 6: Kết quả đo tốc độ quay của các bộ phận
• Phụ lục 7: Kết quả đo khe hở trống đập
• Phụ lục 8: Thông số máy GĐLH Kubota DC – 93

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Giảm Thất Thoát Lúa Máy Gặt Đập Liên Hợp

Việt Nam, một quốc gia nông nghiệp truyền thống, coi nghề trồng lúa nước là trọng tâm của nền kinh tế, đặc biệt trong việc đảm bảo an ninh lương thực. Năm 2019, cả nước có khoảng 7,5 triệu ha diện tích trồng lúa trên ba vụ Đông Xuân, Hè Thu và vụ mùa. Đồng bằng sông Hồng, Đồng bằng sông Cửu Long, Bắc Trung Bộ và Duyên hải miền Trung là những khu vực trồng lúa trọng điểm. Sản lượng đạt khoảng 43,5 triệu tấn, không chỉ đảm bảo nhu cầu trong nước mà còn giúp Việt Nam giữ vững vị thế hàng đầu về xuất khẩu gạo. Tuy nhiên, quá trình thu hoạch lúa bằng máy gặt đập liên hợp (GĐLH) còn tồn tại nhiều vấn đề gây thất thoát, ảnh hưởng đến thu nhập của người nông dân. Việc giảm thất thoát lúa không chỉ là vấn đề kinh tế mà còn là yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp bền vững. Theo báo cáo của Tổng cục Thống kê năm 2019, diện tích trồng lúa lớn nhất tập trung ở Đồng bằng sông Cửu Long. Cơ giới hóa trong nông nghiệp đã được đẩy mạnh, đặc biệt là việc sử dụng máy GĐLH. Dù mang lại hiệu quả cao về thời gian và nhân công, nhưng việc thất thoát lúa trong quá trình thu hoạch vẫn là một thách thức lớn. Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo nghiệm và đánh giá các thông số ảnh hưởng đến độ tổn thất thu hoạch lúa của máy GĐLH, từ đó đề xuất giải pháp giảm thiểu thất thoát, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế cho người nông dân và đảm bảo an ninh lương thực quốc gia.

1.1. Tầm quan trọng của việc giảm thất thoát sau thu hoạch

Giảm thất thoát sau thu hoạch đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả kinh tế của ngành lúa gạo. Thất thoát không chỉ làm giảm sản lượng thu hoạch mà còn ảnh hưởng đến chất lượng gạo và lợi nhuận của người nông dân. Việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật tiên tiến và quản lý chặt chẽ quy trình thu hoạch có thể giảm thiểu đáng kể thất thoát, từ đó tăng thu nhập cho nông dân và nâng cao sức cạnh tranh của gạo Việt Nam trên thị trường quốc tế.

1.2. Vai trò của máy gặt đập liên hợp trong cơ giới hóa nông nghiệp

Máy GĐLH đóng vai trò then chốt trong quá trình cơ giới hóa nông nghiệp, giúp tăng năng suất và giảm chi phí nhân công. Tuy nhiên, việc vận hành và bảo trì máy GĐLH cần được thực hiện đúng cách để đảm bảo hiệu quả thu hoạch và giảm thiểu thất thoát. Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá các thông số kỹ thuật của máy GĐLH và đề xuất các biện pháp điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu suất thu hoạch.

II. Thách Thức Thất Thoát Lúa Nguyên Nhân Gây Ra Tổn Thất

Theo phản ánh của nông dân, tổn thất lúa khi thu hoạch bằng máy GĐLH là một vấn đề nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến thu nhập. Để giải quyết vấn đề này, việc xác định các nguyên nhân gây ra tổn thất là vô cùng quan trọng. Các yếu tố có thể kể đến bao gồm tốc độ di chuyển của máy, tốc độ quay của guồng gạt, độ cao cắt, và tình trạng hoạt động của các bộ phận như dao cắt, trống đập và hệ thống làm sạch. Máy GĐLH hiện đại thực hiện đồng thời nhiều công đoạn như gặt, gom, đập, làm sạch và đóng bao, nhưng nếu không được điều chỉnh và vận hành đúng cách, có thể gây ra tổn thất lớn. Đề tài "Khảo nghiệm và đánh giá một số thông số ảnh hưởng đến độ tổn thất thu hoạch lúa của máy gặt đập liên hợp" ra đời nhằm tìm ra các nguyên nhân trực tiếp gây tổn thất, từ đó đề xuất các giải pháp khắc phục và giảm thiểu thiệt hại kinh tế cho người nông dân. Tóm tắt nghiên cứu cho thấy, tổng tổn thất do máy GĐLH gây ra là 2,54%, với vận tốc tiến trung bình là 4,7 km/giờ, tốc độ guồng gạt là 2,6 m/s, và năng suất máy đạt 0,6 ha/giờ. Với mức tổn thất này, mỗi hecta người nông dân thất thu khoảng 1,3 - 1,4 triệu đồng. Nếu tính trên diện tích xuống giống toàn vùng Đồng bằng sông Cửu Long là 1,5 triệu ha, tổng tổn thất có thể lên đến 2,1 ngàn tỷ đồng.

2.1. Ảnh hưởng của tốc độ và chiều cao cắt đến tổn thất

Tốc độ di chuyển của máy và chiều cao cắt là hai yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tổn thất lúa. Tốc độ quá nhanh có thể làm rơi rụng hạt, trong khi chiều cao cắt không phù hợp có thể bỏ sót lúa hoặc làm tăng lượng rơm lẫn vào hạt. Nghiên cứu này sẽ đánh giá ảnh hưởng của hai yếu tố này đến độ tổn thất và đề xuất các thông số tối ưu cho máy GĐLH.

2.2. Vai trò của guồng gạt và hệ thống làm sạch trong giảm tổn thất

Guồng gạt và hệ thống làm sạch đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tổn thất. Guồng gạt có nhiệm vụ thu gom lúa vào máy, trong khi hệ thống làm sạch loại bỏ tạp chất và hạt lép. Nếu hai bộ phận này hoạt động không hiệu quả, có thể làm tăng tổn thất và giảm chất lượng gạo. Nghiên cứu sẽ đánh giá hiệu quả hoạt động của guồng gạt và hệ thống làm sạch và đề xuất các biện pháp cải tiến.

2.3. Tác động của điều kiện ruộng và giống lúa đến tổn thất

Điều kiện ruộng (khô, ướt, lúa đổ ngã) và giống lúa (thời gian sinh trưởng, chiều cao cây) cũng ảnh hưởng đến tổn thất. Nghiên cứu này sẽ khảo sát các điều kiện ruộng khác nhau và các giống lúa phổ biến để đánh giá tác động của chúng đến độ tổn thất và đề xuất các biện pháp điều chỉnh máy GĐLH cho phù hợp.

III. Cách Xác Định Thông Số Nghiên Cứu Phương Pháp Khảo Nghiệm

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thống kê và đo đạc để đánh giá các thông số ảnh hưởng đến tổn thất khi thu hoạch lúa. Các thông số được đánh giá bao gồm vận tốc tiến, tốc độ guồng gạt, bề rộng làm việc, năng suất làm việc, độ cao cắt, mức tiêu thụ nhiên liệu, độ rơi rụng, lúa theo rơm và tỷ lệ hạt bị tổn thương. Vận tốc tiến của máy được xác định bằng cách đo thời gian di chuyển trên một quãng đường cố định. Tốc độ guồng gạt được đo bằng cách đếm số vòng quay trong một khoảng thời gian nhất định. Bề rộng làm việc được xác định bằng cách đo khoảng cách giữa hai mép của máy sau khi hoạt động. Năng suất làm việc được tính dựa trên diện tích thu hoạch và thời gian làm việc. Độ cao cắt được đo bằng khoảng cách từ mặt đất đến gốc rạ sau khi cắt. Mức tiêu thụ nhiên liệu được xác định bằng cách đo lượng nhiên liệu tiêu thụ trong một khoảng thời gian nhất định. Độ rơi rụng được đo bằng cách đếm số hạt rơi rụng trên một diện tích nhất định. Lúa theo rơm được xác định bằng cách thu gom và cân lượng lúa lẫn trong rơm. Tỷ lệ hạt bị tổn thương được xác định bằng cách kiểm tra mẫu lúa dưới kính hiển vi.

3.1. Phương pháp đo vận tốc tiến và tốc độ guồng gạt

Vận tốc tiến được đo bằng cách sử dụng thước dây và đồng hồ bấm giờ để xác định thời gian di chuyển trên quãng đường 50m. Tốc độ guồng gạt được đo bằng cách đếm số vòng quay trong một khoảng thời gian nhất định sử dụng đồng hồ bấm giờ và đánh dấu điểm trên guồng. Các công thức tính toán được áp dụng để chuyển đổi số liệu thành các giá trị vận tốc và tốc độ.

3.2. Xác định bề rộng làm việc và năng suất máy gặt đập

Bề rộng làm việc được xác định bằng cách đo khoảng cách của hai mũi rẽ. Năng suất làm việc được tính bằng cả phương pháp lý thuyết dựa trên vận tốc tiến và bề rộng lý thuyết, và phương pháp thực tế dựa trên diện tích thu hoạch và thời gian làm việc.

3.3. Phương pháp đo độ cao cắt và tổn thất thu hoạch lúa

Độ cao cắt được đo bằng cách đo chiều cao gốc rạ sau khi máy đi qua. Tổn thất thu hoạch được đo bằng cách dựng khung 1m2 tại các vị trí ngẫu nhiên, thu lượm và cân các loại tổn thất khác nhau: tổn thất trước thu hoạch, tổn thất do rơi rụng, tổn thất do lúa theo rơm và tổn thất do đập sót.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Đánh Giá Thông Số Máy Gặt Đập Kubota DC 93

Kết quả khảo nghiệm cho thấy, vận tốc tiến trung bình của máy GĐLH Kubota DC-93 là 4,7 km/h, với tốc độ guồng gạt là 2,6 m/s. Bề rộng làm việc trung bình là 1,8 m, nhỏ hơn bề rộng cấu tạo của máy (2,3 m) do độ chập giữa các đường máy. Năng suất thực tế là 0,63 ha/h, thấp hơn năng suất lý thuyết do ảnh hưởng của thời tiết, tay nghề thợ lái và các yếu tố kỹ thuật. Độ cao cắt trung bình là 334 mm, cao hơn so với thông thường, có thể làm tăng năng suất nhưng cũng có thể làm tăng tổn thất. Mức tiêu thụ nhiên liệu là 22,2 l/ha, tương đương 320.000 đồng tiền nhiên liệu cho mỗi hecta. Tổng tổn thất khi thu hoạch là 2,54%, cao hơn so với yêu cầu kỹ thuật (2%). Trong đó, tổn thất do rơi rụng chiếm tỷ lệ cao nhất (2,01%), tiếp theo là tổn thất do lúa theo rơm (0,38%) và tổn thất do đập sót (0,15%). So sánh với các nghiên cứu khác, kết quả này thấp hơn so với khảo sát trên máy Kubota DC-60 (2,9%) nhưng vẫn cao hơn so với mức trung bình ở Thái Lan (2%).

4.1. Vận tốc tiến và tốc độ guồng gạt ảnh hưởng tổn thất lúa

Kết quả cho thấy mối tương quan giữa vận tốc tiến và tốc độ guồng gạt ảnh hưởng trực tiếp đến lượng tổn thất. Tỷ số vận tốc λ = 2 vượt quá khuyến cáo có thể gây ra tổn thất lớn hơn. Cần điều chỉnh tỷ số này để giảm thiểu tác động mạnh vào cây lúa.

4.2. Phân tích các loại tổn thất Rơi rụng lúa theo rơm đập sót

Phân tích chi tiết các loại tổn thất cho thấy, tổn thất do rơi rụng chiếm tỷ lệ cao nhất, cho thấy cần cải thiện khâu cắt và thu gom lúa. Tổn thất do lúa theo rơm và đập sót ở mức thấp hơn, cho thấy hiệu quả của bộ phận đập và làm sạch.

4.3. So sánh kết quả với nghiên cứu trước và tiêu chuẩn quốc tế

So sánh với các nghiên cứu trước và tiêu chuẩn quốc tế cho thấy cần tiếp tục cải thiện quy trình thu hoạch để giảm tổn thất và nâng cao năng suất lúa gạo Việt Nam, hướng tới ngang bằng với các nước có nền nông nghiệp tiên tiến trong khu vực.

V. Giải Pháp Giảm Thất Thoát Điều Chỉnh Vận Hành Máy

Để giảm thiểu tổn thất lúa khi thu hoạch bằng máy GĐLH, cần thực hiện các biện pháp sau: Điều chỉnh tốc độ guồng gạt và vận tốc tiến sao cho tỷ số vận tốc λ nằm trong khoảng 1,5 - 1,7. Điều chỉnh độ cao cắt phù hợp với chiều cao cây lúa và điều kiện đồng ruộng. Kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ các bộ phận của máy, đặc biệt là dao cắt, trống đập và hệ thống làm sạch. Tăng cường đào tạo và nâng cao tay nghề cho người lái máy. Áp dụng các biện pháp canh tác phù hợp để giảm thiểu tình trạng lúa đổ ngã. Thực hiện thu hoạch đúng thời điểm, khi lúa đã chín hoàn toàn nhưng chưa bị rụng hạt. Bên cạnh đó, cần có sự phối hợp chặt chẽ giữa nhà sản xuất máy, người nông dân và các cơ quan nghiên cứu để đưa ra các giải pháp tối ưu nhất.

5.1. Tối ưu hóa thông số máy để giảm thất thoát trong thu hoạch

Cần điều chỉnh các thông số máy như tốc độ guồng gạt, vận tốc tiến, độ cao cắt, và khe hở trống đập để tối ưu hóa hiệu quả thu hoạch và giảm thiểu tổn thất. Các thông số này cần được điều chỉnh phù hợp với điều kiện ruộng và giống lúa.

5.2. Bảo trì máy định kỳ để nâng cao hiệu quả hoạt động

Bảo trì máy định kỳ là yếu tố quan trọng để đảm bảo hiệu quả hoạt động của máy GĐLH và giảm thiểu rủi ro hỏng hóc. Cần kiểm tra, bôi trơn, và thay thế các bộ phận hao mòn để đảm bảo máy hoạt động ổn định và hiệu quả.

5.3. Nâng cao tay nghề người lái máy gặt đập liên hợp

Tay nghề của người lái máy có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả thu hoạch và độ tổn thất. Cần đào tạo và nâng cao tay nghề cho người lái máy để họ có thể vận hành máy một cách an toàn, hiệu quả, và giảm thiểu tổn thất.

VI. Tương Lai Giảm Thất Thoát Nghiên Cứu và Ứng Dụng Công Nghệ

Để giảm thiểu hơn nữa tổn thất lúa trong tương lai, cần đẩy mạnh nghiên cứu và ứng dụng công nghệ vào quá trình thu hoạch. Các công nghệ có thể kể đến bao gồm: Hệ thống cảm biến và điều khiển tự động để điều chỉnh các thông số máy theo thời gian thực. Máy GĐLH thông minh có khả năng tự động nhận diện và điều chỉnh để phù hợp với điều kiện ruộng và giống lúa. Các biện pháp canh tác tiên tiến để giảm thiểu tình trạng lúa đổ ngã và tăng năng suất. Ứng dụng công nghệ thông tin để quản lý và giám sát quá trình thu hoạch. Bên cạnh đó, cần có sự đầu tư và hỗ trợ từ nhà nước để thúc đẩy quá trình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ vào sản xuất nông nghiệp.

6.1. Ứng dụng công nghệ cảm biến trong máy gặt đập liên hợp

Công nghệ cảm biến có thể được sử dụng để đo lường các thông số như độ ẩm lúa, độ cao cây, và tình trạng ruộng, từ đó điều chỉnh các thông số máy GĐLH một cách tự động. Điều này giúp tối ưu hóa hiệu quả thu hoạch và giảm thiểu tổn thất.

6.2. Phát triển giống lúa chống đổ ngã và thích ứng điều kiện khác nhau

Phát triển các giống lúa chống đổ ngã và thích ứng với các điều kiện ruộng khác nhau là một giải pháp quan trọng để giảm tổn thất. Các giống lúa này sẽ giúp máy GĐLH hoạt động hiệu quả hơn và giảm thiểu tình trạng lúa bị rơi rụng hoặc bỏ sót.

6.3. Xây dựng quy trình thu hoạch và bảo quản lúa hiệu quả

Xây dựng quy trình thu hoạch và bảo quản lúa hiệu quả là một yếu tố quan trọng để giảm thiểu tổn thất và đảm bảo chất lượng gạo. Quy trình này cần bao gồm các bước như thu hoạch đúng thời điểm, vận chuyển và bảo quản lúa đúng cách để tránh bị ẩm mốc hoặc côn trùng phá hoại.