Luận văn thạc sĩ về nghiên cứu máy đóng bầu không đáy cho cây lâm nghiệp

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu xác định thông số cơ bản của máy đóng bầu không đáy cho cây lâm nghiệp, góp phần nâng cao hiệu quả trồng rừng.

• Người hướng dẫn: TS. Đậu Thế Như
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Lâm nghiệp và PTNT
• Đề tài: Nghiên Cứu Máy Đóng Bầu Không Đáy Cho Cây Lâm Nghiệp
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2008
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tình hình sản xuất, công nghệ ươm cây giống trồng rừng ở nước ta và trên thế giới
• 1.2. Cơ cấu cây trồng phục vụ trồng rừng đến năm 2010
• 1.3. Tình hình sản xuất bầu ươm cây giống ở nước ta hiện nay
• 1.4. Các loại bầu ươm cây giống trong nước
• 1.5. Tình hình nghiên cứu sản xuất bầu cây giống trong nước
• 1.6. Tình hình sản xuất bầu ươm cây giống ở nước ta hiện nay

Tóm tắt

I. Tổng quan về máy đóng bầu không đáy cho cây lâm nghiệp

Máy đóng bầu không đáy là một công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực trồng cây lâm nghiệp. Công nghệ này giúp tạo ra các bầu đất chất lượng cao, hỗ trợ cây con phát triển tốt hơn. Việc sử dụng máy đóng bầu không đáy không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao năng suất lao động trong ngành nông nghiệp bền vững.

1.1. Lợi ích của máy đóng bầu không đáy trong trồng cây

Máy đóng bầu không đáy mang lại nhiều lợi ích cho quá trình trồng cây. Đầu tiên, nó giúp giảm thiểu công sức lao động. Thứ hai, bầu đất được tạo ra đồng đều, giúp cây con phát triển đồng nhất. Cuối cùng, công nghệ này còn giúp bảo vệ môi trường bằng cách giảm thiểu lượng rác thải.

1.2. Các loại máy đóng bầu không đáy phổ biến hiện nay

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại máy đóng bầu không đáy khác nhau. Một số loại phổ biến bao gồm máy đóng bầu bằng nhựa, máy đóng bầu bằng đất sét và máy đóng bầu tự động. Mỗi loại máy có những ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với từng nhu cầu sản xuất.

II. Vấn đề và thách thức trong việc sử dụng máy đóng bầu không đáy

Mặc dù máy đóng bầu không đáy mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng tồn tại một số thách thức trong việc áp dụng công nghệ này. Các vấn đề như chi phí đầu tư ban đầu cao, yêu cầu kỹ thuật vận hành và bảo trì máy móc là những yếu tố cần được xem xét.

2.1. Chi phí đầu tư và bảo trì máy móc

Chi phí đầu tư cho máy đóng bầu không đáy có thể khá cao, đặc biệt đối với các doanh nghiệp nhỏ. Ngoài ra, việc bảo trì máy móc cũng cần được thực hiện định kỳ để đảm bảo hiệu suất hoạt động tốt nhất.

2.2. Yêu cầu kỹ thuật và đào tạo nhân lực

Việc sử dụng máy đóng bầu không đáy đòi hỏi nhân lực có kỹ thuật cao. Do đó, cần có chương trình đào tạo bài bản cho người lao động để họ có thể vận hành và bảo trì máy móc một cách hiệu quả.

III. Phương pháp nghiên cứu máy đóng bầu không đáy cho cây lâm nghiệp

Nghiên cứu máy đóng bầu không đáy cho cây lâm nghiệp thường được thực hiện thông qua các phương pháp thực nghiệm và phân tích dữ liệu. Các nghiên cứu này giúp xác định hiệu quả của máy trong việc tạo ra bầu đất và ảnh hưởng đến sự phát triển của cây con.

3.1. Phương pháp thực nghiệm trong nghiên cứu

Phương pháp thực nghiệm được sử dụng để kiểm tra hiệu quả của máy đóng bầu không đáy. Các thí nghiệm được thực hiện trong điều kiện thực tế để đánh giá chất lượng bầu đất và sự phát triển của cây con.

3.2. Phân tích dữ liệu và kết quả nghiên cứu

Sau khi thực hiện thí nghiệm, dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích để đưa ra kết luận về hiệu quả của máy đóng bầu không đáy. Kết quả này sẽ giúp cải thiện quy trình sản xuất và nâng cao năng suất cây trồng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của máy đóng bầu không đáy trong nông nghiệp

Máy đóng bầu không đáy đã được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp, đặc biệt là trong lĩnh vực trồng cây lâm nghiệp. Việc sử dụng máy này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao chất lượng cây giống.

4.1. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng máy đóng bầu không đáy giúp tăng tỷ lệ sống sót của cây con. Các ứng dụng thực tiễn cho thấy cây giống phát triển mạnh mẽ hơn so với phương pháp truyền thống.

4.2. Các mô hình thành công trong ứng dụng máy đóng bầu

Nhiều mô hình trồng cây lâm nghiệp đã thành công nhờ vào việc sử dụng máy đóng bầu không đáy. Những mô hình này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn bảo vệ môi trường, tạo ra sản phẩm sạch và bền vững.

V. Kết luận và tương lai của máy đóng bầu không đáy trong cây lâm nghiệp

Máy đóng bầu không đáy đang trở thành một phần quan trọng trong ngành nông nghiệp hiện đại. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều lợi ích cho người nông dân và môi trường.

5.1. Triển vọng phát triển công nghệ máy đóng bầu

Công nghệ máy đóng bầu không đáy có tiềm năng phát triển mạnh mẽ trong tương lai. Các nghiên cứu và cải tiến công nghệ sẽ giúp nâng cao hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.

5.2. Định hướng phát triển bền vững trong nông nghiệp

Việc áp dụng máy đóng bầu không đáy sẽ góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp. Điều này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành lâm nghiệp Việt Nam đóng vai trò chiến lược trong bảo vệ môi trường sinh thái và phát triển kinh tế bền vững. Tính đến giai đoạn thực hiện đề tài, độ che phủ rừng toàn quốc đạt trên 36,7% đến 37%, với mục tiêu chiến lược nâng độ che phủ lên 43% vào năm 2010. Để hoàn thành chương trình trồng mới 5 triệu hécta rừng, nhu cầu hàng năm của cả nước cần phủ xanh khoảng 500.000 hécta rừng tập trung, tương ứng với nhu cầu tiêu thụ từ 1.745 kg hạt giống và hàng triệu cây giống chất lượng cao mỗi năm. Mặc dù diện tích rừng tăng trưởng khoảng 1% mỗi năm, giá trị đóng góp của ngành lâm nghiệp vào GDP quốc gia mới chỉ đạt xấp xỉ 1%, phản ánh năng suất và hiệu quả sản xuất lâm nghiệp chưa khai thác hết tiềm năng vốn có.

Nút thắt lớn nhất trong chuỗi sản xuất giống cây trồng lâm nghiệp nằm ở công đoạn tạo bầu dinh dưỡng. Trong thực tế tại các vườn ươm, hơn 90% khối lượng công việc đóng bầu vẫn được thực hiện bằng phương pháp thủ công, khiến năng suất lao động của một công nhân chỉ đạt khoảng 200 đến 300 bầu trong một ngày làm việc. Quá trình lao động nặng nhọc, tốn nhiều chi phí nhân công và chất lượng độ chặt ruột bầu không đồng đều đã ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ sống của cây non. Đồng thời, việc sử dụng vỏ bầu nilon Polyetylen có đáy truyền thống gây tác động tiêu cực đến môi trường do thời gian phân hủy kéo dài từ 100 đến 200 năm.

Đề tài tập trung nghiên cứu xác định các thông số động học, động lực học và thông số công nghệ của máy đóng bầu không đáy sử dụng ống nilon liên tục. Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại khu vườn ươm thực nghiệm Trường Đại học Lâm nghiệp. Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc nâng công suất đóng bầu lên mức 4.050 bầu mỗi giờ, cao gấp 3,37 lần so với máy đóng bầu thế hệ trước (1.200 bầu mỗi giờ) và giảm từ 50% đến 60% diện tích mặt bằng ươm cây so với phương pháp nuôi cấy truyền thống trên nền đất.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên sự kết hợp liên ngành giữa cơ học đất, lý thuyết ma sát học và cơ sở điều khiển tự động khí nén:

• Lý thuyết cơ học đất và biến dạng vật liệu rời: Giải thích quá trình chuyển dịch tương đối giữa các hạt đất dưới tác dụng của ứng suất nén cơ học, làm giảm độ rỗng mao dẫn và nâng dung trọng thể tích từ trạng thái xốp ban đầu $\gamma_0 = 0,782\text{ g/cm}^3$ lên dung trọng tiêu chuẩn $\gamma_1 = 1,23\text{ g/cm}^3$.
• Lý thuyết ma sát Euler và cơ học tiếp xúc: Phân tích trạng thái căng, trượt tương đối của màng nilon dẻo qua ống côn mở túi với hệ số ma sát trượt $f = 0,1$ đến $0,3$, xác lập phương trình cân bằng lực $F_1 = F_A \cdot e^{f\alpha}$ nhằm tính toán góc côn tối ưu $\alpha$ cho ống dẫn hướng.
• Lý thuyết điều khiển logic và truyền động khí nén: Thiết lập chu trình tự động tuần hoàn thông qua bộ vi điều khiển Siemens LOGO kết hợp mạng lưới van phân phối khí nén và hệ thống 13 cảm biến hành trình.

Các khái niệm then chốt trong mô hình nghiên cứu bao gồm:

• Dung trọng tiêu chuẩn của bầu đất ($\gamma_1$): Khối lượng vật chất trên một đơn vị thể tích sau khi nén ép, đảm bảo giữ ẩm và dinh dưỡng tối ưu cho rễ cây.
• Áp suất nén tới hạn ($p$): Áp lực ép tính trên một đơn vị diện tích mặt bầu ($0,12\text{ N/mm}^2$ đến $0,125\text{ N/mm}^2$) để giữ khuôn bầu đất ổn định mà không làm vỡ túi nilon.
• Bầu không đáy: Dạng túi bầu hình trụ hở hai đầu, tận dụng ma sát thành và độ chặt nén của đất để giữ phôi cây, kích thích rễ phát triển theo phương thẳng đứng.
• Hệ số nạp đầy ($k_1$): Tỷ số giữa thể tích giá thể được xích cào vận chuyển và thể tích thực tế điền đầy vào ống bầu.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp thực nghiệm khoa học kết hợp mô hình hóa giải tích:

• Quy mô và phương pháp chọn mẫu:
  • Đo dung trọng ban đầu thực hiện trên 10 mẫu giá thể phối trộn ngẫu nhiên với thể tích tiêu chuẩn $250\text{ cm}^3$, sử dụng cân kỹ thuật có độ chính xác 0,01g.
  • Xác định khối lượng và kích thước bầu chuẩn dựa trên 50 mẫu bầu đất (chiều cao $h = 9\text{ cm}$, đường kính $d = 4,58\text{ cm}$) được đóng thủ công đạt chuẩn tại vườn ươm thực nghiệm giống cây rừng.
  • Đo lực nén thực tế bằng lực kế cơ học chuyên dụng qua 5 chu kỳ lặp lại để xác định lực ép trung bình từ $71,61\text{ N}$ đến $74,07\text{ N}$.
• Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố (ma trận trực giao Latin - Hy Lạp) nhằm loại bỏ sự phụ thuộc vào các thử nghiệm mò mẫm đơn lẻ, thiết lập phương trình hồi quy phản ánh mối tương quan giữa tốc độ xích tải, góc mở ống nilon và điện áp cắt nhiệt đối với chất lượng mép cắt và năng suất tổng thể.
• Nguồn dữ liệu và thời gian thực hiện: Số liệu được thu thập từ quá trình khảo nghiệm tại xưởng cơ khí chế tạo Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch phối hợp cùng Trường Đại học Lâm nghiệp trong giai đoạn 2007 - 2008.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

• Xác lập thông số lực ép và kết cấu xi lanh nén: Kết quả phân tích cho thấy với độ ẩm giá thể dao động từ 20% đến 30%, áp lực ép cần thiết để đạt độ chặt $\gamma_1 = 1,23\text{ g/cm}^3$ là $p = 0,125\text{ N/mm}^2$. Để đồng thời ép 18 ống bầu trong một chu kỳ với đường kính chày ép $40\text{ mm}$ (tổng diện tích nén $22.620\text{ mm}^2$), tổng lực ép yêu cầu là $2.715\text{ N}$. Đường kính tính toán của xi lanh khí nén đạt $93\text{ mm}$, và tác giả đã lựa chọn đường kính tiêu chuẩn an toàn là $D = 100\text{ mm}$.
• Tối ưu hóa góc côn ống mở nilon: Qua tính toán lý thuyết ma sát giới hạn, góc côn $\alpha$ của lõi mở ống phải thỏa mãn điều kiện $5,7^\circ < \alpha < 23^\circ$. Thử nghiệm thực tế chứng minh góc $\alpha = 10^\circ$ mang lại hiệu quả cao nhất, tạo ra lực kéo $F_2 = 11,27\text{ N}$ (chỉ chênh lệch 12,7% so với lực cản ban đầu $F_1 = 10\text{ N}$), giúp màng nilon trượt êm ái, hoàn toàn không bị nhăn rách hoặc kẹt cứng mép túi.
• Xác định chế độ nhiệt cắt màng nilon: Khảo nghiệm trên 3 loại dây điện trở với các mức điện áp 7V, 9V, 22V và thời gian sấy nhiệt 3s, 6s, 9s cho thấy: Dây điện trở đường kính $1,0\text{ mm}$ (điện trở suất $1,95\ \Omega/\text{m}$) ở điện áp $U = 22\text{ V}$ với thời gian đốt nóng trước 3 giây cho chất lượng cắt nhiệt tuyệt đối phẳng đẹp trong 1 giây tiếp xúc, khắc phục hoàn toàn hiện tượng mép cắt bị xơ hoặc co rút lệch mép tới 3 cm của loại dây mảnh $0,45\text{ mm}$.
• Nâng cao vượt bậc năng suất chu trình: Chu kỳ làm việc tự động toàn phần của máy được tối ưu hóa ở mức 16 giây cho mỗi mẻ 18 bầu. Năng suất thuần túy đạt $4.050\text{ bầu/giờ}$, tăng 237,5% so với dòng máy đóng túi có đáy trước đây ($1.200\text{ bầu/giờ}$) và cao gấp hơn 15 lần năng suất của một tổ hợp 5 công nhân làm việc thủ công.

Thảo luận kết quả

Hiệu quả định hình của bầu đất được cải thiện rõ rệt nhờ quy trình cấp liệu và đầm nén hai giai đoạn: Giai đoạn 1 nạp giá thể lần đầu và đầm sâu xuống 2/3 thân bầu; Giai đoạn 2 nạp bổ sung và đầm chặt 1/3 phần miệng còn lại. Giải pháp này giúp phân bổ mật độ hạt đất đồng đều từ đáy lên đỉnh, loại bỏ hiện tượng rỗng chân hay nén cục bộ thường gặp ở các kết cấu nén một lần.

So sánh với các hệ thống đóng bầu khay nhập khẩu từ Đan Mạch hoặc Mỹ có giá thành lên tới trên 500 triệu đồng và đòi hỏi màng nilon chuyên dụng đắt tiền, kết cấu máy đóng bầu không đáy tự chế tạo trong nước chỉ sử dụng vật liệu nilon tái chế phổ thông dạng cuộn liên tục. Giải pháp này giúp hạ giá thành đầu tư thiết bị xuống dưới 40%, hoàn toàn phù hợp với điều kiện tài chính của các lâm trường tại Việt Nam.

Dữ liệu khảo nghiệm có thể được biểu diễn trực quan qua bảng tổng hợp các thông số kỹ thuật tối ưu và biểu đồ phân bố chu trình thời gian. Chu kỳ 16 giây được phân bổ chính xác: 7 giây cho khâu cấp - cắt - chuyển túi, 7,5 giây cho 2 lần nạp đầm giá thể và 1,5 giây cho hành trình nâng hạ bàn đỡ, tạo thành một đồ thị vận hành liên tục không có thời gian chết cơ học.

Đề xuất và khuyến nghị

• Lắp đặt cơ cấu đánh tơi và đệm đàn hồi cao su: Bổ sung hệ thống thanh cao su giảm chấn xen kẽ giữa các chày đầm nhằm hạn chế hiện tượng giật tải xích tải khi độ ẩm đất tăng cao, mục tiêu giảm 100% tình trạng vón cục nghẽn phễu, hoàn thành chế tạo bổ sung trong 6 tháng do Viện Cơ điện Nông nghiệp chủ trì.
• Tích hợp cảm biến biến tần điều khiển tốc độ: Ứng dụng biến tần điều khiển động cơ xích cào gạt nhằm duy trì dải vận tốc linh hoạt $V_b = 0,25 - 0,35\text{ m/s}$, phấn đấu rút ngắn chu kỳ từ 16 giây xuống 13 giây để đạt năng suất 5.000 bầu mỗi giờ trong vòng 9 tháng tới do nhóm kỹ sư cơ khí Đại học Lâm nghiệp thực hiện.
• Chuẩn hóa quy trình chế bị giá thể tại vườn ươm: Ban hành quy chuẩn kỹ thuật bắt buộc về độ ẩm hỗn hợp ruột bầu trong khoảng 22% đến 28% và kích thước mắt sàng phân loại $4\times 4\text{ mm}$, áp dụng tại các trung tâm giống cây trồng trong vòng 3 tháng do Ban quản lý dự án giống lâm nghiệp chỉ đạo.
• Mở rộng chuyển giao công nghệ tại các vùng lâm sinh trọng điểm: Xây dựng 5 mô hình thực nghiệm trình diễn máy đóng bầu không đáy tại các tỉnh vùng Đông Bắc Bộ và Miền Trung, hướng tới giảm 70% chi phí nhân công đóng bầu trong vòng 12 tháng do Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn phê duyệt kinh phí.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

• Kỹ sư thiết kế và chế tạo máy nông lâm nghiệp: Tiếp cận toàn bộ công thức tính toán động lực học, bản vẽ nguyên lý cơ cấu kẹp rút ống nilon, thông số góc côn $\alpha = 10^\circ$ và kích thước xi lanh nén $D = 100\text{ mm}$ để ứng dụng trực tiếp vào sản xuất máy công cụ.
• Ban giám đốc và chủ quản lý vườn ươm lâm nghiệp: Nắm bắt quy trình công nghệ tạo bầu tự động, tối ưu hóa bố trí mặt bằng vườn ươm và nâng cao năng suất gieo ươm đạt trên 30.000 cây giống mỗi ngày.
• Giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh ngành Cơ điện: Sử dụng làm tài liệu tham khảo mẫu mực về ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm, phân tích ma sát màng polyme và điều khiển khí nén logic PLC.
• Cán bộ quản lý chính sách và dự án lâm nghiệp: Tham khảo cơ sở khoa học để xây dựng tiêu chuẩn định mức kinh tế kỹ thuật trong các dự án trồng rừng quy mô lớn và xây dựng chính sách giảm thiểu rác thải nilon khó phân hủy.

Câu hỏi thường gặp

Cơ chế bầu không đáy mang lại lợi ích gì so với bầu có đáy truyền thống?
Bầu không đáy giúp rễ cọc của cây non phát triển thẳng tự nhiên xuống dưới mà không bị cuộn xoắn rễ như ở đáy túi nilon kín. Đồng thời, kết cấu không đáy giúp máy loại bỏ hoàn toàn cụm dán đáy và đục lỗ thoát nước, giảm 40% độ phức tạp cơ khí và nâng cao tốc độ chu trình ép bầu.

Tại sao góc côn ống mở màng nilon được chọn cố định là 10 độ?
Theo tính toán ma sát giới hạn, góc côn nằm trong dải từ $5,7^\circ$ đến $23^\circ$. Góc $10^\circ$ đảm bảo lực kéo màng nilon chỉ ở mức $11,27\text{ N}$, vừa đủ độ dốc để màng nilon mở đều ôm sát miệng phễu cấp liệu, vừa tránh làm căng giãn nhăn rách màng nilon tái chế mỏng $0,2\text{ mm}$.

Quy trình đầm nén hai giai đoạn giải quyết bài toán kỹ thuật nào?
Nếu đầm toàn bộ lượng đất một lần, lực ma sát thành ống sẽ làm đất phía dưới đáy bị xốp trong khi lớp mặt bị nén quá chặt. Đầm hai giai đoạn (lần 1 nén 2/3 thân bầu, lần 2 nén 1/3 phần miệng) đảm bảo độ chặt đồng nhất $\gamma_1 = 1,23\text{ g/cm}^3$ trên toàn bộ chiều cao 9 cm của bầu.

Chế độ nhiệt của dây cắt nilon 1,0mm ở điện áp 22V có ưu điểm gì?
Dây điện trở $1,0\text{ mm}$ có điện trở suất $1,95\ \Omega/\text{m}$, khi gia nhiệt ở điện áp $22\text{ V}$ và sấy nóng trước 3 giây sẽ tích tụ đủ nhiệt lượng ổn định từ $800^\circ\text{C}$ đến $1000^\circ\text{C}$, giúp cắt đứt mép túi nilon ngọt và phẳng trong đúng 1 giây mà không bị đứt dây do quá nhiệt.

Một máy đóng bầu không đáy có thể thay thế bao nhiêu nhân công vườn ươm?
Với năng suất làm việc liên tục $4.050\text{ bầu/giờ}$, tương đương khoảng 32.400 bầu trong một ca làm việc 8 giờ, chiếc máy này có khả năng thay thế sức lao động của 100 đến 130 công nhân làm thủ công, giúp chủ vườn ươm tiết kiệm hơn 75% chi phí tiền công trực tiếp.

Kết luận

• Xác định thành công áp lực nén tiêu chuẩn $p = 0,125\text{ N/mm}^2$ để nâng dung trọng thể tích ruột bầu từ $0,782\text{ g/cm}^3$ lên mức tối ưu $1,23\text{ g/cm}^3$, đáp ứng hoàn hảo tiêu chuẩn lâm sinh.
• Chế tạo hoàn chỉnh cụm xi lanh khí nén đường kính $D = 100\text{ mm}$ kết hợp dàn 18 đầu chày nén với lực ép tổng cộng $2.715\text{ N}$.
• Tối ưu hóa kết cấu ống côn mở màng nilon ở góc $\alpha = 10^\circ$ và xác lập chế độ cắt nhiệt $U = 22\text{ V}$ trên dây điện trở đường kính $1,0\text{ mm}$.
• Đạt năng suất vận hành thực nghiệm $4.050\text{ bầu/giờ}$ với chu kỳ tự động khép kín 16 giây dưới sự điều khiển của bộ vi xử lý logic khí nén.
• Tiết kiệm 50% đến 60% diện tích mặt bằng ươm cây và giảm thiểu đáng kể rác thải nilon tồn lưu ngoài môi trường tự nhiên.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là đã làm chủ hoàn toàn từ khâu tính toán lý thuyết đến thiết kế chế tạo một tổ hợp máy đóng bầu tự động phù hợp với điều kiện kinh tế và nguồn nguyên liệu sẵn có tại Việt Nam. Kế hoạch hoàn thiện và thương mại hóa sản phẩm dự kiến triển khai thử nghiệm diện rộng tại các vùng trồng rừng nguyên liệu trong vòng 12 tháng tới. Các viện nghiên cứu và doanh nghiệp lâm nghiệp hãy chủ động ứng dụng công nghệ đóng bầu tự động ngay hôm nay để đón đầu làn sóng hiện đại hóa và nâng cao năng lực cạnh tranh cho ngành lâm nghiệp nước nhà.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o Bé n«ng nghiÖp vµ PTNT Tr­êng ®¹i häc l©m nghiÖp TrÇn v¨n t­êng Nghiªn cøu x¸c ®Þnh mét sè th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y ®ãng bÇu kh«ng ®¸y cho c©y L©m nghiÖp LuËn v¨n th¹c sÜ kü thuËt Hµ Néi, n¨m 2008 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 1 Më §Çu Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, mÆc dï ngµnh l©m nghiÖp n­íc ta ®· ng¨n chÆn ®­îc sù suy tho¸i diÖn tÝch rõng, ®­a ®é che phñ hµng n¨m t¨ng kho¶ng 1%, víi ®é che phñ toµn quèc hiÖn nay lµ trªn 36,7%, nh­ng ngµnh l©m nghiÖp míi chØ ®ãng gãp kho¶ng 1% GDP quèc gia. Bªn c¹nh ®ã, n¨ng suÊt rõng, lîi nhËn s¶n xuÊt l©m nghiÖp ch­a ®ñ søc c¹nh tranh trªn thÞ tr­êng vµ ch­a khai th¸c hÕt tiÒm lùc, t¸c ®éng ®Õn xãa ®ãi gi¶m nghÌo h¹n chÕ, n¨ng lùc cña c¸c l©m tr­êng quèc doanh cßn yÕu. Ngoµi ra ngµnh l©m nghiÖp ®ang ®øng tr­íc rÊt nhiÒu th¸ch thøc nh­: Nguy c¬ mÊt rõng do søc Ðp d©n sè t¨ng, nhu cÇu l©m s¶n ngµy mét t¨ng ®ang t¹o ra søc Ðp lªn th­¬ng m¹i vµ m«i tr­êng, xuÊt khÈu l©m s¶n bÞ c¹nh tranh gay g¾t trªn thÞ tr­êng quèc tÕ, ®Çu t­ cho ngµnh hiÖn nay kh«ng ®ñ ®¶m b¶o cho viÖc t¨ng tèc vµ ph¸t triÓn bÒn v÷ng. Môc tiªu träng t©m cña dù th¶o ChiÕn l­îc giai ®o¹n 2006-2020 lµ ®¶m b¶o hµi hßa nguån tµi trî cña c¸c nhµ ®Çu t­, c¸c ®èi t¸c quèc tÕ tíi ngµnh l©m nghiÖp quèc gia, ph¸t huy nh÷ng kÕt qu¶ ®¹t ®­îc cña ChiÕn l­îc ph¸t triÓn l©m nghiÖp giai ®o¹n 2001-2010, ®ång thêi gióp c¸c c¬ quan liªn quan ë Trung ­¬ng ho¹ch ®Þnh chÝnh s¸ch qu¶n lý, b¶o vÖ vµ ph¸t triÓn rõng trong tõng giai ®o¹n cô thÓ.

§Ó ®¸p øng c¸c nguån lùc ph¸t triÓn rõng, theo dù th¶o, riªng giai ®o¹n 2006-2010, tæng c¸c nguån vèn cho c¸c ch­¬ng tr×nh l©m nghiÖp nh­: Dù ¸n trång míi 5 triÖu ha rõng, khuyÕn l©m, phßng ch÷a ch¸y rõng, gièng c©y l©m nghiÖp, c«ng nghiÖp chÕ biÕn l©m s¶n kho¶ng gÇn 6.400 tû ®ång Víi nguån lùc ®Çu t­ trªn, ®Õn n¨m 2010, ngµnh l©m nghiÖp phÊn ®Êu ®­a tèc ®é t¨ng tr­ëng cña ngµnh ®¹t tõ 1,5-2%/n¨m, ®¹t ®é che phñ rõng toµn quèc 43% vµ t¹o viÖc lµm cho 1 triÖu lao ®éng sèng b»ng nghÒ rõng. Muèn vËy cÇn ph¶i x©y dùng c¸c trung t©m s¶n xuÊt gièng c©y trång rõng tËp trung vµ ®­îc c¬ giíi hãa cao. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 2 HiÖn nay s¶n xuÊt gièng c©y trång rõng chñ yÕu lµ qu¸ tr×nh t¹o bÇu. ViÖc t¹o bÇu hoµn toµn b»ng thñ c«ng nªn n¨ng suÊt lao ®éng rÊt thÊp, c«ng nh©n lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn nÆng nhäc, chÊt l­îng c©y gièng kh«ng cao.

§Ó thùc hiÖn c¬ giíi hãa kh©u s¶n xuÊt gièng c©y trång rõng v× vËy t«i ®· tiÕn hµnh “Nghiªn cøu x¸c ®Þnh mét sè th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y ®ãng bÇu kh«ng ®¸y cho c©y L©m nghiÖp” d­íi sù h­íng dÉn cña TS §Ëu ThÕ Nhu ViÖn c¬ ®iÖn n«ng nghiÖp vµ c«ng nghÖ sau thu ho¹ch LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 3 Ch­¬ng i Tæng quan nghiªn cøu vÒ c¸c lo¹i m¸y ®ãng bÇu 1.T×nh h×nh s¶n xuÊt, c«ng nghÖ ­¬m c©y gièng trång rõng ë n­íc ta vµ trªn thÕ giíi 1. T×nh h×nh s¶n xuÊt ­¬m gièng c©y trång rõng ë n­íc ta Nh­ ta biÕt r»ng ®Êt n­íc ®ang thêi kú c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸, môc tiªu ®Õn n¨m 2010 trë thµnh n­íc c«ng nghiÖp ph¸t triÓn. §Ó thùc hiÖn môc tiªu nµy trong giai ®o¹n trong giai ®o¹n hiÖn nay cÇn ph¶i ®­a khoa häc kü thuËt vµo trong s¶n xuÊt, tõng b­íc c«ng nghiÖp ho¸, hiÖn ®¹i ho¸ trong N«ng- L©m nghiÖp, tõng b­íc ®­a ngµnh L©m nghiÖp n­íc ta ph¸t triÓn Thùc tr¹ng rõng hiÖn nay ®é che phñ rõng toµn quèc chØ ®¹t 37% mµ dù ¸n 5 triÖu ha rõng ph¶i hoµn thµnh n¨m 2010 §Ó gãp phÇn hoµn thµnh dù ¸n phñ xanh ®Êt trèng ®åi nói träc cña quèc gia trång 5 triÖu ha rõng ®Õn n¨m 2010 th× mçi n¨m n­íc ta ph¶i trång kho¶ng 500.000 ha rõng tËp. §Õn nay c¶ n­íc trång ®­îc 645000 míi chØ ®¹t ®­îc 32%, theo dù ¸n vÒ gièng c©y l©m nghiÖp th× tõ n¨m 2001-2005 chóng ta cÇn 1.455 kg h¹t gièng hoÆc 2.075 ngh×n c©y gièng, cßn tõ n¨m 2006- 2010 cÇn 1.745 kg h¹t gièng hoÆc 3.

C¬ cÊu c©y trång phôc vô trång rõng tõ nay ®Õn 2010 chñ yÕu lµ mét sè lo¹i sau: B¹ch ®µn, c¸c lo¹i Keo, Th«ng m· vÜ vµ mét sè lo¹i c©y b¶n ®Þa. So víi c¸c lo¹i c©y kh¸c, s¶n xuÊt gièng c©y trång rõng ®· ®¹t ®­îc nhiÒu tiÕn bé vÒ mÆt quy m« còng nh­ vÒ mÆt c«ng nghÖ. VÒ mÆt quy m«, gièng c©y trång rõng ®­îc s¶n xuÊt tËp trung chñ yÕu t¹i c¸c trung t©m gièng. §· sö dông nhiÒu c«ng nghÖ hiÖn ®¹i nh­ ph­¬ng ph¸p ra rÔ b»ng ph­¬ng ph¸p thuû canh, nu«i cÊy m« ph©n sinh vµ ph¸t triÓn réng c«ng nghÖ gi©m hom cµnh cho mét sè lo¹i c©y trång rõng nguyªn liÖu giÊy vµ c©y b¶n ®i¹.

Trong nh÷ng n¨m LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 4 tíi Nhµ n­íc sÏ ®Çu t­ x©y dùng c¸c trung t©m m«-hom t¹i c¸c vïng trång rõng c«ng nghiÖp tËp trung. C¸c trung t©m m«-hom sÏ lµ mét bé phËn cña hÖ thèng v­ên ­¬m quèc gia. Trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt gièng c©y trång rõng cã nhiÒu c«ng ®o¹n. Víi mét v­êm ­¬m c©y ¸p dông c«ng nghÖ gi©m hom cµnh nh÷ng c«ng ®o¹n cÇn quan t©m h¬n c¶ lµ: - Kh©u t¹o bÇu c©y gièng.

- Kh©u t¹o m«i tr­êng ra rÔ cho hom, cµnh (nhµ gi©m hom). - T­íi n­íc t¹i v­ên ­¬m vµ phun s­¬ng cho nhµ gi©m hom. C«ng ®o¹n nÆng nhäc nhÊt lµ t¹o bÇu dinh d­ìng. Vá bÇu lµm tõ c¸c tói nhùa Polyetylen máng, víi c¸c kÝch th­íc, kiÓu lo¹i kh¸c nhau: Cã lo¹i lµ tói cã ®¸y vµ tói kh«ng ®¸y.

Hçn hîp ruét bÇu bao gåm ®Êt nhá, ph©n kho¸ng vµ c¸c lo¹i ph©n h÷u c¬ kh¸c. Qu¸ tr×nh t¹o bÇu hoµn toµn b»ng thñ c«ng tõ kh©u nhåi ®Êt, gieo h¹t nªn n¨ng suÊt lao ®éng rÊt thÊp, tèn nhiÒu c«ng søc, chÊt l­îng c©y gièng kh«ng cao, kh«ng ®¸p øng kÞp thêi vô. Nh×n chung ë c¸c n­íc ph¸t triÓn vÒ mÆt quy m«, c©y gièng ®­îc s¶n xuÊt tËp trung t¹i c¸c trung t©m gièng. VÒ mÆt c«ng nghÖ, s¶n xuÊt gièng thùc hiÖn theo c¸c c«ng nghÖ rÊt ®a d¹ng nh­ gieo h¹t, chiÕt, ghÐp, c«ng nghÖ trång b»ng hom, c«ng nghÖ cÊy m«….

Tuy nhiªn dï tiÕn hµnh theo bÊt cø h×nh thøc nµo th× c©y con ®Òu ®­îc gieo ­¬m, ch¨m sãc trªn c¸c gi¸ thÓ ®· chuÈn bÞ s½n nhê ®ã qu¶n lý ®­îc chÊt l­îng c©y gièng. S¶n xuÊt c©y gièng bao gåm c¸c kh©u c«ng viÖc tõ xö lý h¹t gièng, t¹o bÇu dinh d­ìng, gieo h¹t, cÊy c©y, ch¨m sãc…Trong tÊt c¶ c¸c kh©u c«ng viÖc trªn, t¹o bÇu dinh d­ìng lµ kh©u c«ng viÖc nÆng nhäc, tèn nhiÒu c«ng søc, chi phÝ lao ®éng cao. HiÖn nay, cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt c©y gièng nh­: Gieo, ­¬m trªn nÒn mÒm, trªn nÒn cøng, trong bÇu ®Æt trªn nÒn ®Êt hoÆc trong bÇu treo. Dï b»ng ph­¬ng ph¸p nµo còng ph¶i t¹o ®iÒu kiÖn dinh d­ìng tèt gióp cho h¹t gièng n¶y mÇm nhanh vµ ®Òu, c©y con sinh tr­ëng thuËn lîi.

LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 5 Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, ng­êi ta chñ yÕu ­¬m c©y con trong bÇu dinh d­ìng ®éc lËp. ¦u ®iÓm cña bÇu dinh d­ìng lµ chñ ®éng t¹o ®­îc ruét bÇu cã thµnh phÇn dinh d­ìng kh¸c nhau, phï hîp víi yªu cÇu cña mçi loµi c©y. Khi bøng c©y ®i trång bé rÔ hÇu nh­ kh«ng bÞ tæn th­¬ng nªn tØ lÖ sèng cao vµ cã kh¶ n¨ng kÐo dµi thêi vô trång. Khi mang trång, bÇu ®Êt ®· dù tr÷ mét khèi l­îng dinh d­ìng ®Ó tiÕp tôc nu«i c©y.

Ngoµi ra nu«i c©y b»ng bÇu dinh d­ìng cßn gi¶m ®­îc 50 - 60% diÖn tÝch gieo ­¬m so víi ph­¬ng ph¸p nu«i c©y cæ ®iÓn [7]. C«ng nghÖ s¶n xuÊt bÇu dinh d­ìng trªn thÕ giíi ë nh÷ng n­íc cã nÒn c«ng nghiÖp ph¸t triÓn (Mü, óc, Thôy §iÓn, NhËt B¶n, Trung Quèc…), c©y gièng ®­îc s¶n xuÊt t¹i c¸c trung t©m gièng tËp trung cã quy m« lín vµ sö dông lo¹i bÇu khay cã c¸c v¸ch ng¨n hoÆc bÇu cøng ®éc lËp xÕp trªn c¸c khay. C«ng viÖc t¹o bÇu ®· ®­îc c¬ giíi ho¸ ë c¸c møc ®é kh¸c nhau. S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt bÇu khay nh­ sau: §Êt tÇng mÆt (than NghiÒn, Trén hçn N¹p vµo bïn), chÊt h÷u c¬, sµng hîp bun ke v« c¬ Gieo h¹t, trång NÐn hçn N¹p hçn hîp hom, xÕp hîp vµ t¹o vµo khay hoÆc luèng b¶o qu¶n hèc gieo bÇu ®éc lËp H×nh 1.1: S¬ ®å c«ng nghÖ s¶n xuÊt bÇu khay HiÖn nay c«ng nghÖ t¹o bÇu ®i theo hai h­íng: - H­íng thø nhÊt: S¶n xuÊt bÇu mÒm cã kÝch cì kh¸c nhau, c¸c b­íc c«ng viÖc t¹o bÇu gåm: T¹o hçn hîp ruét bÇu, tr¶i vá bÇu, n¹p hçn hîp, quÊn, d¸n, c¾t tõng bÇu theo kÝch th­íc ®Þnh tr­íc.

C¸c kh©u nµy ®· ®­îc c¬ giíi ho¸, tù ®éng ho¸ trªn mét liªn hîp m¸y chuyªn dïng. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 6 - H­íng thø hai: S¶n xuÊt bÇu khay víi c«ng nghÖ t­¬ng tù nh­ c¸c n­íc cã nÒn c«ng nghiÖp ph¸t triÓn.2 giíi thiÖu mét trong hai d©y chuyÒn s¶n xuÊt bÇu khay lín nhÊt Trung Quèc.2: D©y chuyÒn s¶n xuÊt bÇu khay ë Tr¹m Giang (Trung Quèc) Nh÷ng n¨m gÇn ®©y, trªn thÕ giíi ®ang cã xu h­íng dïng bÇu khay ®Ó gieo ­¬m c©y gièng trong thêi kú ®Çu ë c¸c v­ên ­¬m. Theo xu h­íng nµy c¸c kh©u c«ng viÖc dÔ dµng ®­îc c¬ giíi ho¸, n¨ng suÊt lao ®éng kh¸ cao, s¶n xuÊt tËp trung víi quy m« lín, chÊt l­îng c©y con rÊt b¶o ®¶m, ngoµi ra bÇu khay cã thÓ t¸i sö dông nhiÒu n¨m (kho¶ng 5 n¨m) nªn kh«ng g©y « nhiÔm m«i tr­êng. ThiÕt bÞ trong d©y chuyÒn s¶n xuÊt bÇu dinh d­ìng trªn ThÕ giíi 1.

C¸c lo¹i bÇu ­¬m c©y gièng trªn thÕ giíi Mét sè n­íc dïng bÇu dinh d­ìng ®éc lËp cã vá cøng vµ ®­îc xÕp trªn c¸c khay hoÆc l­íi thÐp víi sè l­îng 50-100 c¸i/khay (Thuþ §iÓn, óc, Mü, LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 7 NhËt B¶n, Trung Quèc, Th¸i Lan, Philipin.3) hoÆc dïng bÇu giÊy tæ ong (h×nh 1.4), khay bÇu (h×nh 1. Sau khi nhåi ®Êt vµo c¸c bÇu hoÆc khay vµ nÐn hçn hîp gi¸ thÓ ®Õn ®é chÆt nhÊt ®Þnh, t¹o hèc gieo h¹t råi chuyÓn ®Õn luèng b¶o qu¶n vµ gieo h¹t. C¸c kh©u trong d©y chuyÒn c«ng nghÖ s¶n xuÊt bÇu ®éc lËp vá cøng hÇu nh­ ®· ®­îc c¬ giíi ho¸ ë møc ®é cao. BÇu khay cßn ®­îc lµm liÒn thµnh mét khay gåm nhiÒu bÇu (h×nh 1.3: BÇu cøng treo H×nh 1.4: BÇu giÊy tæ ong H×nh 1.5: Khay bÇu LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 8 BÇu khay cã nhiÒu lo¹i víi c¸c kÝch th­íc kh¸c nhau tuú thuéc vµo tõng lo¹i c©y gièng.