Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về tình hình trồng rừng và diện tích đất trống đồi núi trọc ở một số tỉnh 1. Tình hình trồng rừng hiện nay ở Việt Nam Thực hiện Dự án trồng mới 5 triệu ha rừng và các chương trình của Bộ Nông Nghiệp & PTNT. Hàng năm ở nước ta có hàng trăm ngàn ha rừng được trồng mới.
Theo kết quả thống kê diện tích rừng được trồng mới được thể hiện ở bảng 1.1: Diện tích rừng trồng theo các vùng sinh thái TT Vùng sinh thái Diện tích rừng (ha) Ghi chú Rừng tự nhiên Rừng trồng 1 Tây Bắc 1.961 3 Bắc Trung Bộ 1.840 4 Nam Trung Bộ 1.393 6 Đông Nam Bộ 733. Diện tích đất trống đồi núi trọc cần phải trồng rừng: Theo kết quả điều tra rừng năm 2005 cả nước còn 6,13 triệu ha đất trống đồi núi trọc. Trong đó khoảng 1 triệu ha là núi cao khó khăn cho việc trồng cây, còn lại 5 triệu ha là có thể trồng cây được. Ngoài ra, hàng năm nước ta cũng mất hàng trăm ngàn ha do cháy rừng, do đốt nương làm rẫy, khai thác Lâm sản trái phép, .nên diện tích đất cần phải trồng rừng là rất lớn.
Diện tích đất không có rừng theo vùng sinh thái được thể hiện ở bảng 1. Diện tích đất không có rừng theo vùng sinh thái TT Vùng sinh thái Đất trống đồi núi trọc (ha) Đất khác (ha) 1 Tây Bắc 1.662 3 Bắc Trung Bộ 1.020 4 Nam Trung Bộ 911.035 6 Đông Nam Bộ 206.786 Từ số liệu ở bảng 1.2 chúng tôi có một số nhận xét sau: - Diện tích đất trống cần phải trồng rừng là rất lớn, cần phải phát triển nhanh diện tích trồng rừng để đáp ứng yêu cầu cấp thiết trong việc phòng chống bão lụt, giảm thiểu biến đổi khí hậu, phục vụ các nhu cầu cần thiết cho cuộc sống. - Cần phải nghiên cứu tạo ra công nghệ và thiết bị thích hợp để cơ giới hoá khâu trồng, chăm sóc rừng. Có như vậy mới đáp ứng được yêu cầu cấp bách của toàn Đảng, toàn nhân dân về phủ xanh đất trống đồi núi trọc trong thời gian tới.
Khái quát về tình hình nghiên cứu và sử dụng thiết bị tạo hố trồng cây trên thế giới: Việc nghiên cứu và sử dụng các thiết bị để cơ giới hoá khâu tạo hố trồng cây trên thế giới đã được nghiên cứu tương đối hoàn thiện. Đối với các nước phát triển như Mỹ, Canada, Đức,. việc tạo hố trồng cây chủ yếu sử dụng máy khoan hố lắp sau máy kéo, quá trình nghiên cứu và sử dụng máy và thiết bị tạo hố trồng cây được phân ra hai loại: - Đối với địa hình bằng phẳng sử dụng máy khoan hố dẫn động thuỷ lực, có nguồn động lực là máy kéo Nông nghiệp. Ưu điểm của thiết bị này là năng suất cao, kích thước hố đào tốt đạt yêu cầu kỹ thuật.
Nhược điểm của thiết bị này là chỉ sử dụng được ở những nơi địa hình bằng phẳng, còn những nơi có địa hình dốc như ở các tỉnh vùng núi phía Bắc nước ta là không thể sử dụng được( hình1. Máy khoan hố trồng cây lắp sau máy kéo. - Đối với những nơi có địa hình phức tạp mà máy kéo không thể hoạt động được thì các nhà khoa học của Đức, Nhật,.đã nghiên cứu thiết kế chế tạo ra loại máy khoan hố cầm tay một đến hai người điều khiển, như máy khoan hố cầm tay ES – 35B của Đức, máy khoan hố trồng cây KOMATSU 1 người điều khiển của Nhật Bản (Hình 1. Ưu điểm của máy này là có thể sử dụng được ở những nơi có địa hình phức tạp, độ dốc lớn nhưng nhược điểm là trọng lượng máy lớn kích thước mũi khoan nhỏ, kích thước hố sau khi khoan không đạt yêu cầu kỹ thuật, không thể khoan được ở những nơi đất cứng, đất hoang hoá như ở nước ta.
Loại máy này chỉ phù hợp với nơi đất mềm, đất cát, [51]. Máy khoan hố cầm tay. 8 - Hãng Husqvarna của Thuỷ Điển đã thiết kế chế tạo ra loại máy khoan hố cầm tay một người điều khiển. Loại thiết bị này chỉ sử sụng được ở những nơi đất mềm, không phù hợp với điều kiện địa hình ở Việt Nam.
Theo tài liệu [50] của Trường Đại Học Lâm Nghiệp Nam Kinh – Trung Quốc đã nghiên cứu tạo ra được thiết bị khoan hố trồng cây lắp sau máy kéo Đông Phong, sử dụng những nơi có địa hình bằng phẳng.R trong công trình nghiên cứu [46] đã nghiên cứu thiết kế, chế tạo máy khoan hố trồng cây lắp sau máy kéo với dẫn động thuỷ lực. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi sử dụng máy khoan hố thì năng suất gấp 10 lần tạo hố bằng thủ công, chất lượng hố đạt yêu cầu kỹ thuật( 40x40x40).G trong công trình nghiên cứu [49] đã so sánh chất lượng của cây trồng khi sử dụng phương pháp thủ công với phương pháp cơ giới. Kết quả nghiên cứu cho thấy trồng cây sử dụng máy khoan hố cây phát triển tốt hơn. Theo công trình nghiên cứu [43] của khoa Cơ điện Trường Đại Học Nam Ninh – Trung Quốc đã nghiên cứu tạo ra được loại mũi khoan lắp sau liên hợp máy với nguồn động lực là máy kéo lâm nghiệp.
Loại mũi khoan này cho kích thước hố (50x50x50)cm và thành hố không bị miết chặt. Kết qủa nghiên cứu cho thấy loại mũi khoan này tiêu hao công suất lớn nên chỉ sử dụng cho loại thiết bị có nguồn động lực lớn. Theo kết quả nghiên cứu của hãng Little Beaver và hãng Dolkem đã nghiên cứu và đưa vào sử dụng nhiều dạng mũi khoan hố khác nhau, sử dụng cho các loại thiết bị khác nhau. Kết quả nghiên cứu cũng đã đưa ra được thông số của các lưỡi cắt phạm vi sử dụng và ưu nhược điểm của từng loại mũi khoan.
Tồn tại lớn nhất của các dạng mũi khoan này là kích thước của mũi khoan nhỏ nên hố sau khi khoan không đạt yêu cầu kỹ thuật (loại lớn nhất có đường kính 20 cm). Loại mũi khoan này chỉ phù hợp trong khoan công trình. Cấu tạo và hình dạng mũi khoan được thể hiện trên hình 1. Một số loại mũi khoan của hãng Little Beaver.
Hãng Bobcat của Mỹ đã nghiên cứu đưa ra một số lưỡi cắt chỉ phù hợp với mũi khoan trong công trình xây dựng mà không phù hợp trong khoan hố trồng cây (hình 1.4) TT Loại lưỡi khoan Phạm vi ứng Loại dao cắt thay thế dụng Lưỡi khoan tiêu A- 1 chuẩn, dùng cho Lưỡi cắt bình thường đất sét và đất cát B và C- Lưỡi có bề mặt làm bằng hợp kim cứng 3 Đất cứng A,D và E-Dao cắt mũi đục 4 Đất cứng có lẫn đá Hình 1. Các dạng dao cắt của hãng Bobcat dùng cho khoan hố. 10 Theo các kết quả nghiên cứu trong các tài liệu [43]; [47]; [50], ở Mỹ, Trung Quốc và Nga đã nghiên cứu thiết kế chế tạo ra một số loại máy khoan hố trồng cây lắp sau máy kéo bánh xích, bánh bơm với dẫn động thuỷ lực và cơ học. Thiết bị này được sử dụng ở những nơi có địa hình bằng phẳng độ dốc < 150.
Kết quả nghiên cứu cho thấy chưa có loại máy khoan hố cầm tay nào sử dụng phù hợp ở những nơi có địa hình dốc. Tóm lại: Việc nghiên cứu và áp dụng các thiết bị tạo hố trồng cây để cơ giới hoá trồng rừng đã được nhiều Nước trên thế giới nghiên cứu, nhiều Nhà khoa học nghiên cứu. Các thiết bị không ngừng được hoàn thiện và được áp dụng rộng rãi. Tuy nhiên các nghiên cứu trên chỉ giải quyết được là tạo hố trồng cây ở địa hình bằng phẳng, độ dốc < 150.
Còn ở những nơi đất dốc, địa hình núi cao, đất cứng thì các kết quả còn hạn chế, còn nhiều tồn tại, chưa được áp dụng rộng rãi. Tình hình nghiên cứu và sử dụng thiết bị tạo hố trồng cây ở Việt Nam. Cơ giới hoá khâu làm đất trồng rừng nói chung và cơ giới hoá khâu tạo hố trồng cây ở Việt nam nói riêng đã được các nhà quản lý, các nhà lãnh đạo, các nhà khoa học rất quan tâm. Song kết quả thu được còn rất hạn chế cụ thể: Năm 1967 Việt Nam đã nhập hàng trăm máy khoan hố trồng cây của Đức như máy ES-35B và Winman của Tiệp Khắc để khảo nghiệm và áp dụng ở Quảng Ninh và Phú Thọ.
Kết quả khảo nghiệm cho thấy loại thiết bị này không áp dụng vào sản xuất ở đièu kiện địa hình Việt Nam được. Năm 1970 Việt Nam nhập về một loại thiết bị của Thụy Điển có tên gọi PUTY để cơ giới hoá khâu tạo hố trồng cây. Kết quả khảo nghiệm cho thấy loại thiết bị này không áp dụng được với điều kiện địa hình Việt Nam. Năm 1976 Khoa cơ giới trồng rừng thuộc Viện công nghiệp rừng đã nghiên cứu cải tiến một số thiết bị tạo hố trồng cây.
Kết quả nghiên cứu cũng chưa áp dụng vào thực tế sản xuất được [23]. Theo tài liệu [24] năm 1976- 1980. Khoa cơ giới trồng rừng thuộc Viện Công nghiệp rừng đã có những nghiên cứu: Cải tiến lưỡi khoan dạng xoắn ốc, mục 11 đích làm giảm trọng lượng của mũi khoan từ 12kg xuống còn 8kg nhưng chất lượng hố vẫn đảm bảo. Nghiên cứu thay đổi độ cong của lưỡi khoan dạng khung, thay đổi kết cấu của mũi khoan.
Theo luận văn thạc sỹ của Hoàng Hữu Đao “ Nghiên cứu ảnh hưởng các thông số hình học của lưỡi khoan đến tiêu hao công suất và độ nén chặt của thành hố”. Tác giả đã lập được tương quan giữa các tham số ảnh hưởng tới tiêu hao công suất, sau đó đã tìm được các thông số tối ưu của mũi khoan hố dạng khung. Tồn tại của công trình trên là chưa xây dựng được cơ sở lý thuyết tính toán thiết bị tạo hố trồng cây và mũi khoan hố dạng khung không thể sử dụng nơi đất cứng, [10]. Nguyễn Nhật Chiêu đã thực hiện đề tài cấp Bộ “Thiết kế, chế tạo và khảo nghiệm thiết bị chuyên dùng lắp với nguồn động lực cỡ nhỏ để đào hố trồng cây, phát thực bì phục vụ trồng và chăm sóc rừng”.
Kết quả của đề tài đã tạo ra được hai mẫu máy khoan hố với nguồn động lực là máy kéo BS-8 với dẫn động thuỷ lực và cơ khí có mũi khoan dạng khung hình 1. Thiết bị trên có tồn tại lớn là không di chuyển được trên địa hình có độ dốc lớn, nên chỉ phù hợp với những nơi có địa hình bằng phẳng. Máy khoan hố trồng cây với dẫn động thuỷ lực và cơ khí.