Giữa lúc người nông dân cần một chiếc máy giúp họ xử lý đồng ruộng sau gặt, chiếc máy cắt băm gốc rạ của TS Nguyễn Xuân Thiết và cộng sự tại Khoa Cơ – Điện (Học viện Nông nghiệp Việt Nam) không chỉ giải quyết trọn vẹn nhu cầu đó mà còn góp phần mở ra khả năng đồng bộ cơ giới hóa quy trình trồng, chăm sóc, thu hoạch đậu tương và các cây hoa màu khác
Trước thực trạng phần lớn thanh niên trong làng quê thường chọn làm việc tại các khu công nghiệp nên dẫn đến sự thiếu nhân lực trong mùa vụ, vào mùa thu hoạch, nhiều gia đình phải bỏ ra 300-400 nghìn đồng mỗi ngày để thuê nhân công mà cũng không thuê được người, buộc phải để trơ gốc rạ trên đồng cho đến vụ sau. Trong khi đó, những gốc rạ dài từ 40cm- 60cm khiến các máy làm đất đang có trên thị trường chỉ có thể cắt gốc hoặc băm nhỏ, không thể làm đồng thời cả hai.
Xuất phát từ thực tế này, TS. Nguyễn Xuân Thiết, Học viện Nông nghiệp Việt Nam luôn suy nghĩ về một chiếc máy “hai trong một” có khả năng đồng thời thực hiện được cả hai chức năng cắt và băm gốc rạ. Trong khi tìm kiếm một mô hình thích hợp với yêu cầu, anh đã nhớ đến chiếc máy cắt cỏ từ thời còn làm nghiên cứu sinh ở Đức. Chiếc máy này vừa cắt vừa có thể gom cỏ lại rồi tự hất tung lên để đưa cỏ mới cắt vào thùng chứa, từ đó gợi mở cho anh ý tưởng có thể áp dụng cho chiếc chặt băm gốc rạ phiên bản Việt Nam.
Sau nhiều phác thảo, anh và cộng sự đã thiết kế được bộ khung máy hợp lý, tuy nhiên phần quan trọng nhất của chiếc máy là động cơ thủy lực nhận truyền động quay và mômen cho hai trống băm. Khi vận hành, “hàng dao di động chuyển động quay cùng trống băm, kết hợp với tấm kê cắt những gốc rạ di chuyển vào trong mũi rẽ. Sau khi gốc rạ bị cắt đứt, phần gốc sẽ bị các cánh gạt lắp trên trống băm và đưa vào trong vùng cắt. Tại đây, các gốc rạ bị cánh gạt có tác dụng ép và đẩy vào các gốc rạ trượt trên cạnh sắc của các dao cố định. Do đó, gốc rạ được cắt thành nhiều đoạn ngắn. Rạ sau khi được cắt ngắn sẽ được cánh gạt đẩy về phía sau máy và dưới tác dụng của máy ly tâm được tung rải trên mặt đồng” – TS Nguyễn Xuân Thiết nói rõ hơn về cơ chế hoạt động của chiếc máy có năng suất 0,2-0,5ha/giờ này.
Nhờ công đoạn này, việc làm gọn, giải phóng mặt đồng có thể chỉ mất vài giờ, tạo thuận lợi cho máy làm đất thực hiện công đoạn tiếp theo như làm tơi nhỏ và lên luống. Bên cạnh đó, cây rạ sau khi được cắt băm cũng dễ phân hủy hơn, bởi nếu để cả thân dài, ‘máy phay đất dù có đi vài lần cũng khó tơi’, các ổ nấm bệnh bị tiêu diệt dưới ánh nắng, cắt đứt nguồn lây bệnh từ vụ trước sang vụ sau.
Máy cắt băm gốc rạ của TS Nguyễn Xuân Thiết và các cộng sự tại khoa Cơ điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã được Cục Sở hữu trí tuệ, Bộ KH&CN cấp bằng Độc quyền sáng chế số 1-0023320 vào tháng 4/2020.
Với mong muốn kiểm nghiệm hiệu quả của công trình, tháng 6 năm 2018, dưới cái nắng bỏng rát tháng 6 ở xã Sơn Đông, thị xã Sơn Tây, TS Nguyễn Xuân Thiết và các cộng sự cùng bà con vận hành máy trên cánh đồng 10ha. Trên diện tích rộng lớn này, có những vùng được bà con canh tác thường xuyên, cũng có nơi bỏ hoang nhiều năm liền nên nhiều cây dại, đất đá lổn nhổn. “Chỉ mất 2 tuần chiếc máy đã biến cánh đồng rậm rạp, đất đai bằng lì và khô cằn trở thành vùng trồng đậu tương đẹp như mơ”, anh Thiết cho biết.
Đây mới chỉ là bước khởi đầu bởi theo dự tính của TS Nguyễn Xuân Thiết, tiếp sau chiếc máy băm cắt gốc rạ sẽ là một chuỗi máy móc mà để góp phần giải quyết bài toán đồng bộ cơ giới hóa quy trình trồng, chăm sóc và thu hoạch cây đậu tương và những loại hoa màu giá trị khác. Hệ thống máy này cần được nghiên cứu, thiết kế một cách đồng bộ nhằm mục tiêu máy trước tạo thuận lợi cho máy sau hoạt động được dễ dàng. Yêu cầu lớn nhất với các thiết bị này là phải có thiết kế gọn nhẹ, dễ thao tác để người nông dân có thể tự sử dụng.
Để có thể thiết kế được các thiết bị như vậy, anh cho rằng “Mỗi chiếc máy được thiết kế ra không chỉ dựa trên các tính toán về khoa học mà còn phải hài hòa dựa trên các yêu cầu nông học để cây trồng đạt năng suất cao nhất”. Bởi thế, nhóm nghiên cứu của anh không chỉ có chuyên gia trong lĩnh vực cơ khí chế tạo mà còn có cả nhà khoa học trong lĩnh vực nông học, chịu trách nhiệm tư vấn, đưa ra những yêu cầu, đặc điểm phát triển của từng loại cây trồng để thiết kế máy móc tương thích. Anh giải thích: “Đơn cử như theo canh tác truyền thống, đậu tương được gieo ngang luống nhưng như vậy sẽ không thuận lợi cho việc cơ giới hóa khâu gieo. Vì thế, khi chuyển hướng gieo theo hàng dọc, phía nông học lại tiếp tục tư vấn về khoảng cách giữa các hàng, khoảng cách giữa các hốc, để đảm bảo năng suất cao nhất”. Đây cũng sẽ là yếu tố để những chiếc máy trong tương lai của anh hữu dụng và khác biệt so với những máy móc cùng loại.
Những giải pháp như vậy rồi sẽ lần lượt ra đời, không khó để có được nó nhưng với TS Nguyễn Xuân Thiết, điều khiến anh âu lo nhất là làm thế nào để sản phẩm của mình được ứng dụng và đem lại lợi ích cho bà con nông dân. Để phần nào giải quyết thực tế này, anh đã dành không ít thời gian để kết hợp với trung tâm khuyến nông các tỉnh, thí điểm ở một số huyện, xã để giới thiệu tới các hộ nông dân. Tuy vậy, cái khó là các thành viên trong nhóm nghiên cứu đều eo hẹp thời gian” và nhóm cũng không có bộ phận giới thiệu sản phẩm riêng để đi tới nhiều vùng như mong muốn. Vì thế, để máy móc ‘made in Vietnam’ được sử dụng rộng rãi hơn trên những cánh đồng, góp phần tạo điều kiện cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở những vùng chuyên canh và luân canh còn là điều mong ước của anh Thiết và các cộng sự.
| – Một số nghiên cứu của TS. Nguyễn Xuân Thiết và các cộng sự: + Nghiên cứu, lựa chọn công nghệ thiết kế chế tạo các máy để cơ giới hoá canh tác và thu hoạch sẵn ở vùng sản xuất sắn tập trung. + Nghiên cứu lựa chọn công nghệ chế tạo máy gieo kiểu khí động để gieo đậu tương, gieo lạc, ngô và các hạt có kích thước nhỏ như hạt rau… |
Thụy Minh (Bài viết hợp tác giữa cục SHTT và KH&PT)