Tài liệu Nghiên cứu hoàn thiện thiết kế máy xới + phay, ứng dụng vào mô hình cơ giới hoá sản xuất sắn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ---------------------------- TRƯƠNG NGỌC SƠN NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN THIẾT KẾ MÁY XỚI + PHAY, ỨNG DỤNG VÀO MÔ HÌNH CƠ GIỚI HOÁ SẢN XUẤT SẮN LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị Cơ giới hoá Nông lâm nghiệp Mã số : 60 - 52 - 14 Người hướng dẫn khoa học: T.S HÀ ðỨC THÁI HÀ NỘI 2010 LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan: Số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa ñược sử dụng và bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan: Mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñều ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñược chỉ rõ nguồn gốc. Ngày tháng năm 2010 Tác giả Trương Ngọc Sơn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại khoa Cơ ñiện và Viện ñào tạo sau ðại học trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội. Tôi ñã ñược các thầy giáo, cô giáo trong nhà trường giảng dạy và giúp ñỡ nhiệt tình. Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cô giáo trong nhà trường, các thầy, cô trong khoa Cơ ñiện, các thầy cô trong bộ môn Máy nông nghiệp. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới Tiến sỹ Hà ðức Thái - Trưởng bộ môn Máy Nông nghiệp, và các thầy cô giáo trong bộ môn ñã quan tâm, tận tình hướng dẫn, tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi về mọi mặt ñể tôi hoàn thành ñề tài nghiên cứu. Quá trình thực hiện ñề tài không thể tránh khỏi những thiếu xót, rất mong tiếp tục nhận ñược sự ñóng góp ý kiến của các thầy giáo, cô giáo và bạn bè ñồng nghiệp ñể ñề tài ñược hoàn thiện hơn. Học viên Trương Ngọc Sơn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... ii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng vi Danh mục hình vii ðẶT VẤN ðỀ 1 Chương I. TỔNG QUAN SẢN XUẤT, TIÊU THỤ SẮN VÀ CÔNG CỤ MÁY MÓC SẢN XUẤT SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 3 1.1 Diện tích, phân bố, loại ñất và cơ lý tính của ñất trồng sắn 3 1.2 Tình hình nghiên cứu máy làm ñất trên thế giới 13 1.3 Tình hình nghiên cứu máy làm ñất ở Việt Nam 15 Chương II. NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN NGUYÊN LÝ CẤU TRÚC MÁY LÀM ðẤT CHO VÙNG TRỒNG SẮN 16 2.1 Yêu cầu kỹ thuật làm ñất trồng sắn 16 2.2 Các công cụ và máy móc làm ñất cho vùng trồng sắn hiện nay 16 2.2.1 Làm ñất trồng sắn bằng lao ñộng thủ công 17 2.2.2 Làm ñất bằng sức kéo của trâu bò 17 2.2.3 Làm ñất trồng sắn bằng máy kéo nhỏ. 17 2.2.4 Làm ñất trồng sắn bằng máy kéo lớn thực hiện phương pháp làm ñất hai giai ñoạn. 2.2.5 18 Làm ñất trồng sắn bằng máy kéo lớn, thực hiện phương pháp làm ñất một giai ñoạn (công cụ làm ñất là máy phay). 20 2.3 Một số loại máy làm ñất, ưu nhược ñiểm và phạm vi ứng dụng. 21 2.3.1 Công cụ làm ñất hai giai ñoạn. 21 2.3.2 Công cụ làm ñất một giai ñoạn (làm ñất chủ ñộng) 22 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... iii 2.3.3 Công cụ làm ñất phối hợp (chủ ñộng cộng bị ñộng) 23 2.4 Lựa chọn nguyên lý máy làm ñất trồng sắn 25 2.4.1 Mục ñích 25 2.4.2 Nội dung 25 2.5 Lựa chọn sơ ñồ nguyên lý máy làm ñất trồng sắn của ñề tài. 29 Chương III TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MỘT SỐ BỘ PHẬN LÀM VIỆC CHÍNH CỦA MÁY XỚI PHAY XP - 1,6 33 3.1 Tính toán bộ phận làm việc 33 3.1.1 Tính toán thiết kế lưỡi phay 33 3.1.2 Tính toán thiết kế lưỡi xới 40 3.2 Kiểm tra ñộ bền của thân xới 47 3.3 Lực tác ñộng lên liên hợp máy ñề xuất và hệ phương trình cân bằng lực 50 Chương IV. XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP KHẢO NGHIỆM VÀ ðÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG 53 4.1 ðặt vấn ñề 53 4.2 Nội dung khảo nghiệm 53 4.2.1 Khảo nghiệm trên ruộng thí nghiệm (Lần 1) 53 4.2.2 Khảo nghiệm lần 2 (trên mô hình sản xuất thâm canh áp dụng cơ giới ñồng bộ) 65 Chương V. TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ KINH TẾ TRÊN MÔ HÌNH LÀM ðẤT TRỒNG SẮN BẰNG MÁY XỚI PHAY XP - 1,6 72 5.1 ðặt vấn ñề 72 5.2 Mục ñích, nội dung, phương pháp nghiên cứu 73 5.2.1 Mục ñích 73 5.2.2 Nội dung 73 5.2.3 Phương pháp nghiên cứu 73 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... iv 5.3 Kết quả tính toán chi phí các khâu công việc ở mô hình Bắc trung bộ 77 5.3.1 Công nghệ truyền thống 77 5.3.2 Làm ñất bằng máy xới + phay của ñề tài KC 07.07/06-10 78 5.4 Tính lợi nhuận máy thu ñược trong năm 81 KẾT LUẬN VÀ ðỀ NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 84 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... v DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 1.1 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995 – 2008 4 1.2 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam giai ñoạn 1995 - 2008 8 1.3 Diện tích, năng suất và sản lượng sắn các vùng sinh thái ở Việt Nam năm 2008 9 1.4 Tính chất vật lý của một số loại ñất trồng sắn 11 4.1 Các thông số kỹ thuật của máy kéo MTZ80/82 54 4.2 Các thiết bị phục vụ khảo nghiệm 56 4.3 Chất lượng làm việc phụ thuộc tốc ñộ máy và ñộ xới sâu ax2 = 25 cm 62 4.4 Chất lượng làm việc phụ thuộc tốc ñộ máy và ñộ xới sâu ax2 = 30 cm 62 4.5 Chất lượng làm việc phụ thuộc tốc ñộ máy và ñộ xới sâu ax2 = 25 cm 63 4.6 Chất lượng làm việc phụ thuộc tốc ñộ máy và ñộ xới sâu ax2 = 30 cm 63 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... vi DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1 Cây sắn trong giai ñoạn sinh trưởng 2.1 Cày ПН 3-35 18 2.2 Máy phay ФБН- 0,9 20 2.3 Sơ ñồ nguyên lý máy phay 22 2.4 Máy xới phay của ñức 24 2.5 Sơ ñồ nguyên lý máy xới phay 3 hàng làm việc 26 2.6 Các loại lưỡi phay 27 2.7 Một số loại lưỡi xới 28 2.8 Hình vẽ phối cảnh máy Xới + Phay 30 2.9 Cụm lưỡi xới ñằng trước 30 2.10 Cụm phay 31 2.11 Cụm xới sau 31 2.12 Máy ñã chế tạo xong và ñưa vào thử nghiệm 32 3.1 Quỹ ñạo chuyển ñộng của lưỡi phay 33 3.2 Hôñôgrap vận tốc phay 35 3.3 Sơ ñồ xác ñịnh các thông số làm việc chính của cục ñất phay 35 3.4 Kích thước cục ñất phay 36 3.5 Sơ ñồ xác ñịnh ñộ cao gờ luống 37 3.6 Xác ñịnh góc ñặt của lưỡi 38 3.7 Lực tác dụng lên lưỡi phay 39 3.8 Sự phụ thuộc của R, Rx, Ry vào góc α 40 3.9 Biến dạng của ñất dưới tác dụng của lưỡi xới 40 3.10 Sơ ñồ xác ñịnh vùng biến dạng của ñất 41 3.11 Vùng biến dạng của ñất trong mặt phẳng ñứng dọc 41 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... vii 6 3.12 Sơ ñồ xác ñịnh góc doãng của lưỡi xới 42 3.13 Lực tác dụng lên lưỡi xới trước. 43 3.14 Lực tác dụng lên lưỡi xới sâu. 45 3.15 Biểu ñồ lực và mô men 48 3.16 Sơ ñồ nguyên lý máy ñề xuất 50 4.1 Liên hợp máy kéo MTZ80/82 với máy XP – 1,6 55 4.2 Máy xới phay XP – 1,6. 55 4.3 Dụng cụ ño ñộ cứng 59 4.4 Sự phụ thuộc của lực cản vào biến dạng của ñất 59 4.6 Ruộng tiến hành thí nghiệm 61 4.7 Ruộng ñể tiến hành khảo nghiệm 64 4.8 Quá trình máy làm việc 64 4.9 Ruộng sau khi làm ñất 65 4.10 ðo ñộ bằng phẳng mặt ñồng 65 4.11 Hội ý kỹ thuật 65 4.12 Cân lượng cỏ trên ruộng 65 4.13 Mẫu máy liên hợp xới phay 67 4.14(a) Liên hợp máy xới phay làm việc trên ñồng 67 4.14(b) Liên hợp máy xới phay làm việc trên ñồng 68 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... viii ðẶT VẤN ðỀ Tính cấp thiết của ñề tài. Làm ñất là khâu không thể thiếu trong ngành trồng trọt, là khâu nặng nhọc nhất ñòi hỏi chi phí năng lượng nhiều nhất so với các khâu công việc khác. Từ thực tế sản xuất, các nhà khoa học ñã ước tính công chi phí cho làm ñất chiếm khoảng 30% tổng công chi phí cho canh tác một loại cây trồng. Hiện nay, trước nhu cầu lớn về sản xuất nông nghiệp theo hướng thâm canh, thì năng suất, chất lượng, hiệu quả trong khâu làm ñất càng trở nên quan trọng; do ñó nhu cầu về cơ giới hoá khâu làm ñất rất lớn. Tuỳ ñiều kiện cụ thể, khâu làm ñất có thể tiến hành theo các phương pháp khác nhau, với các quy trình khác nhau, nhưng phổ biến nhất hiện nay vẫn là cày, bừa, phay, xới… Trên thế giới, nhiều nước ñã nghiên cứu và áp dụng ngày càng nhiều máy làm ñất tối thiểu, ñã và ñang mang lại nhiều kết quả to lớn. Làm ñất tối thiểu ñang là xu thế tất yếu trong quá trình canh tác Ở Việt Nam ñã có nhiều công cụ, máy móc làm ñất, song máy làm ñất tối thiểu còn ñang ở trong sách vở hoặc ở mức ñộ thí nghiệm, chưa áp dụng nhiều vào thực tế sản xuất.. Những máy làm ñất cho cây trồng cạn nói chung và làm ñất trồng sắn nói riêng hiện có ñã bộc lộ nhiều nhược ñiểm, cần thiết phải có công cụ làm ñất mới phù hợp với ñất trồng sắn ở Việt Nam. Chúng tôi lựa chọn nguyên lý cấu trúc máy xới + phay là loại máy làm ñất tối thiểu, vì có chi phí năng lượng thấp, thực hiện việc canh tác bền vững, bảo vệ tốt môi trường sinh thái, phù hợp vùng với ñất trồng sắn ở Việt Nam. Tuy vậy về cấu trúc máy còn nhiều ñiểm cần hoàn thiện hơn, chính vì vậy chúng tôi chọn ñề tài: Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 1 Nghiên cứu hoàn thiện thiết kế máy xới + phay, ứng dụng vào mô hình cơ giới hoá sản xuất sắn. Mục tiêu của ñề tài: Là hoàn thiện thiết kế, chế tạo ñược mẫu máy xới + phay XP-1,6; ứng dụng việc làm ñất bằng máy xới + phay XP-1,6 trên diện tích ñất trồng sắn qui mô 20 ha. Tính hiệu quả làm ñất bằng xới + phay XP-1,6 trên mô hình thí nghiệm. Yêu cầu của ñề tài. Tìm hiểu cơ lý tính một số loại ñất trồng sắn, một số máy làm ñất trên thế giới, trong nước và máy của nhóm ñề tài KC.07.07/ 06 -10 hiện có. Từ ñó hoàn thiện thiết kế một số bộ phận chính của máy xới + phay XP-1,6; xây dựng mô hình thí nghiệm và tính hiệu quả kinh tế. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 2 Chương I: TỔNG QUAN SẢN XUẤT, TIÊU THỤ SẮN VÀ CÔNG CỤ MÁY MÓC SẢN XUẤT SẮN TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.1. Diện tích, phân bố, loại ñất và cơ lý tính của ñất trồng sắn 1.1.1. Vai trò của cây sắn trong ñời sống. Sắn có tên khoa học là Manihot esculenta Crantz, hiện ñược trồng trên 100 nước có khí hậu nhiệt ñới và cận nhiệt ñới, thuộc ba châu lục: Châu Á; Châu Phi và Châu Mỹ Latinh. Tổ chức Nông lương thế giới (FAO) xếp sắn là cây lương thực quan trọng ở các nước ñang phát triển sau lúa gạo, ngô và lúa mì. Tinh bột sắn là một thành phần quan trọng trong chế ñộ ăn của hơn một tỷ người trên thế giới (www. TTTA. Food market, 2009); ñồng thời, sắn cũng là cây thức ăn gia súc quan trọng tại nhiều nước trên thế giới; và cũng là cây hàng hóa xuất khẩu có giá trị ñể chế biến bột ngọt, bánh kẹo; mì ăn liền, ván ép, bao bì, màng phủ sinh học và phụ gia dược phẩm. ðặc biệt trong tương lai gần, sắn là nguyên liệu chính cho công nghiệp chế biến nhiên liệu sinh học (ethanol). Năm 2008 Trung Quốc ñã sản xuất một triệu tấn ethanol; họ ñã thoả thuận với một số quốc gia lân cận ñể cung cấp nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất ethanol. Tại Thái Lan, nhiều nhà máy sản xuất ethanol sử dụng sắn ñã ñược xây dựng trong năm 2008. Indonesia ñã lên kế hoạch sử dụng sắn sản xuất ethanol ñể pha vào xăng theo tỷ lệ bắt buộc 5% bắt ñầu từ năm 2010. Các nước như Lào, Papua New Guinea, ñảo quốc Fiji, Nigeria, Colombia và Uganda cũng ñang nghiên cứu thử nghiệm cho sản xuất ethanol(TTTA.Outlookfor2009). 1.1.2. Tình hình sản xuất sắn ở trên thế giới Diện tích, năng suất và sản lượng sắn trên thế giới có chiều hướng gia tăng từ năm 1995 ñến nay (Bảng 1.1). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 3 Năm 1995 sản lượng sắn thế giới ñạt 161,79 triệu tấn củ tươi; năm 2007 ñạt 223,75 triệu tấn; năm 2008 ñạt 238,45 triệu tấn. Nước sản xuất sắn nhiều nhất là Nigeria (45,72 triệu tấn); kế ñến là Thái Lan (22,58 triệu tấn) và Indonesia (19,92 triệu tấn). Nước có năng suất sắn cao nhất là Ấn ðộ (31,43 tấn/ha); kế ñến là Thái Lan (21,09 tấn/ha), so với năng suất sắn bình quân của thế giới là 12,87 tấn/ha (FAO, 2008); Việt Nam ñứng thứ mười về sản lượng sắn trên thế giới (9,38 triệu tấn). Bảng 1.1: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn của thế giới từ năm 1995 – 2008 Diện tích Năng suất Sản lượng (triệu ha) (tấn/ha) (triệu tấn) 1995 16,43 9,84 161,79 2 1996 16,25 9,75 158,51 3 1997 16,05 10,06 161,60 4 1998 16,56 9,90 164,10 5 1999 16,56 10,31 170,92 6 2000 16,86 10,70 177,89 7 2001 17,17 10,73 184,36 8 2002 17,31 10,61 183,82 9 2003 17,59 10,79 189,99 10 2004 18,51 10,94 202,64 11 2005 18,69 10,87 203,34 12 2006 20,50 10,90 224,00 13 2007 18,39 12,16 223,75 14 2008 21,94 12,87 238,45 STT Năm 1 Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ FAOSTAT qua các năm. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 4 1.1.3. Tình hình sản xuất sắn ở Việt Nam. Cây sắn ñược du nhập vào Việt Nam khoảng giữa thế kỷ XVIII, ñược trồng hầu hết các ở tỉnh trên cả nước. Tại các vùng sâu, vùng xa sắn là nguồn lương thực bổ sung; là cây lương thực không thể thiếu ở vùng ñồi núi trong chiến lược an toàn lương thực quốc gia của Chính phủ, là thức ăn gia súc quan trọng của các hộ nông dân trong chăn nuôi. Sắn là nguồn nguyên liệu quan trọng của các nhà máy chế biến tinh bột, các nhà máy chế biến thức ăn gia súc và những xưởng chế biến sắn thủ công; là một trong những nguyên liệu ñể sản xuất Etanol – năng lượng sạch trong tương lai. Hiện sắn có tiềm năng cao về xuất khẩu và tiêu thụ nội ñịa. Thực tế trong những năm gần ñây cây sắn ñang chuyển ñổi nhanh chóng từ cây lương thực thành cây hàng hoá với lợi thế cạnh tranh cao. Việt Nam hiện là nước xuất khẩu tinh bột sắn ñứng hàng thứ ba ở Châu Á sau Thái Lan. Ở nước ta cây sắn ñã chuyển ñổi vai trò từ cây lương thực thành cây công nghiệp với tốc ñộ cao, năng suất và sản lượng sắn ñã tăng nhanh ở thập kỷ ñầu của thế kỷ XXI (Bảng 1.2). Cây sắn là nguồn thu nhập quan trọng của các hộ nông dân nghèo, do sắn dễ trồng, ít kén ñất, ít vốn ñầu tư; phù hợp với môi trường sinh thái và ñiều kiện kinh tế của các nông hộ (Hoàng Kim và Phạm Văn Biên, 1997). Nghiên cứu phát triển cây sắn theo hướng sử dụng những vùng ñất nghèo dinh dưỡng, những vùng khó khăn là việc làm có hiệu quả cao (Hoàng Kim và Trần Công Khanh, 2005), ñây là hướng hỗ trợ chính cho việc thực hiện ðề án “Phát triển nhiên liệu sinh học ñến năm 2015, tầm nhìn ñến năm 2025” ñã ñược Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại quyết ñịnh số 177/2007/ Qð -TT ngày 20/11/2007. Tại Việt Nam, cây sắn ñược canh tác phổ biến ở hầu hết các tỉnh, các vùng sinh thái nông nghiệp. Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 5 qua các năm và phân theo các vùng sinh thái ñược thể hiện qua (Bảng 1.2 và Bảng1. 3). Diện tích sắn nhiều nhất ở vùng Bắc Trung bộ và Duyên hải miền Trung (168.000ha). Tây Nguyên là vùng sản xuất sắn lớn thứ hai của cả nước, tập trung chủ yếu ở bốn tỉnh Kon Tum, Gia Lai, ðăk Lăk và ðăk Nông. Năm 2008, diện tích sắn của vùng Tây Nguyên ñạt 150.100 ha, nhưng năng suất bình quân chỉ ñạt 15,7 tấn/ha, tổng sản lượng 2,35 triệu tấn; thấp hơn rất nhiều so với năng suất và sản lượng sắn của vùng ðông Nam Bộ (23,74 tấn/ha và 2,69 triệu tấn) (Tổng cục thống kê, 2009). Chiều hướng sản xuất sắn của Việt nam: Những năm gần ñây do nhu cầu nguyên liệu sắn và các sản phẩm chế biến từ sắn không ngừng tăng cao, ñể thỏa mãn nhu cầu thị trường người ta ñã phát triển mạnh diện tích trồng sắn và kỹ thuật thâm canh sắn; dẫn tới diện tích, năng suất và sản lượng sắn cũng không ngừng tăng (bảng 1.1). Về diện tích: Diện tích sắn tương ñối ổn ñịnh vào những năm 1990 - 2000 và tăng mạnh từ năm 2000 cho ñến nay (năm 2000 là 237.600ha; năm 2008 là 557.400 ha). • Về năng suất: Năng suất sắn từ trước ñây ñến năm 1996 thấp chỉ ñạt từ 7 - 8 tấn/ha. Từ năm 1996 - 2000 diện tích giống sắn mới bắt Hình 1.1 Cây sắn trong giai ñoạn sinh trưởng ñầu ñược mở rộng, ñưa năng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 6 suất trung bình tăng lên khoảng 8,36 tấn/ha (năm 2000). Từ năm 2001 ñến nay, diện tích giống sắn mới liên tục ñược mở rộng, hiện chiếm khoảng 60% diện tích trồng. Năm 2006 ñã có trên 300.000 ha sắn ñược trồng bằng các giống mới, do ñó năng suất toàn quốc ñến năm 2008 ñã ñạt trung bình 16,85 tấn/ha (so với năm 2000 năng suất sắn trung bình toàn quốc ñã tăng gần 2 lần). Ở những vùng sản xuất tập trung, diện tích giống mới ñạt xấp xỉ 100%, năng suất trung bình có thể ñạt tới 20 – 30 tấn/ha, ñặc biệt có nhiều hộ nông dân ñã ñạt tới năng xuất 25 – 30 tấn/ha tại các trang trại 5 – 10 ha (Số liệu của chương trình sắn Việt nam). • Về sản lượng: Sản lượng ñã ñạt trên 4 triệu tấn vào thập niên 1970 – 1980 (do diện tích tăng). Sau ñó ổn ñịnh ở mức khoảng 2 triệu tấn những năm 1980 – 2000. Hiện nay, tăng rất mạnh ñạt 9.392.190 tấn (năm 2008). Thị trường tiêu thụ sản phẩm sắn thuận lợi, nông dân yên tâm ñầu tư vào sản xuất; các giống sắn mới có năng suất tinh bột cao, mang lại nhiều lợi nhuận cho nông dân. Kỹ thuật canh tác sắn bền vững ñảm bảo cho hộ nông dân thu ñược lợi nhuận cao từ sắn mà vẫn duy trì tốt ñộ phì của ñất, là ñộng lực ñể cây sắn phát triển. Hiện nay, cả nước có trên 500.000 ha trồng sắn sản lượng ñạt trên 9 triệu tấn. Toàn quốc có 60 nhà máy chế biến tinh bột sắn có quy mô công nghiệp với tổng công suất chế biến mỗi năm hơn nửa triệu tấn tinh bột sắn. ðến tháng 11/2009 có khoảng 3 triệu tấn sắn và tinh bột ñã ñược xuất khẩu với tổng giá trị gần 500 triệu USD. Năm 2009 trong khi nhiều loại hàng hoá xuất khẩu chậm và giảm mạnh về giá trị thì tinh bột sắn lại lên ngôi, với mức xuất khẩu tăng hơn 4 lần về sản lượng và tăng 3 lần về kim ngạch. Thị trường xuất khẩu chính vẫn là Trung Quốc, chiếm hơn 90% kim ngạch. Tiếp theo là Hàn Quốc chiếm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 7 5,5%, ðài Loan 2%, Châu Âu 1,7%; và một phần rất nhỏ bắt ñầu ñến Nhật Bản. Do ñó ñặt ra yêu cầu bức thiết là phải ổn ñịnh vùng nguyên liệu; mặt khác chỉ có con ñường canh tác sắn bền vững, trồng và chế biến sắn tập trung, là những vấn ñề không thể tách rời. Vì vậy sản xuất sắn cần ñược cơ giới hóa ñồng bộ từ khâu canh tác tới thu hoạch, trong ñó khâu làm ñất giữ vai trò ñặc biệt quan trọng. Bảng 1.2: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn Việt Nam giai ñoạn 1995 - 2008 Diện tích Năng suất Sản lượng (ha) (tấn/ha) (tấn) 1995 164.300 9,84 1.616.712 2 1996 275.600 7,50 2.067.000 3 1997 254.400 9,45 2.404.080 4 1998 235.500 7,55 1.778.025 5 1999 226.800 7,96 1.805.328 6 2000 234.900 8,66 2.034.234 7 2001 250.000 8,30 2.075.000 8 2002 329.900 12,60 4.156.740 9 2003 371.700 14,06 5.226.102 10 2004 370.000 14,49 5.361.300 11 2005 425.500 15,78 6.714.390 12 2006 474.800 16,25 7.715.500 13 2007 496.800 16,07 7.983.576 2008 557.400 16,85 9.392.190 STT Năm 1 14 Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ Niên giám thống kê qua các năm. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 8 Diện tích ñất trồng sắn ñược phân chia không ñều giữa các vùng miền, là do khí hậu, ñất ñai, kỹ thuật, tập quán canh tác các ñịa phương khác nhau (bảng 1.3) Bảng 1.3: Diện tích, năng suất và sản lượng sắn các vùng sinh thái ở Việt Nam năm 2008 T Vùng sinh thái T 1 ðồng bằng sông Hồng 2 Diện tích Năng suất (ha) (tấn/ha) Sản lượng (tấn) 7.900 12,92 102.068 Trung du và miền núi phía bắc 110.000 12,07 1.327.700 3 Bắc Trung bộ và D.hải miền Trung 168.800 16,64 2.808,832 4 Tây Nguyên 150.100 15,70 2.356.570 5 ðông Nam Bộ 113.500 23,74 2.694.490 6 ðồng bằng sông Cửu Long 7.400 14,43 106.782 557.400 16,85 9.392.190 Cả nước Nguồn: Trần Công Khanh tổng hợp từ Niên giám thống kê qua các năm. Về thời tiết, Ðông Nam Bộ và Tây Nguyên có sự phân biệt mùa mưa và mùa khô rất rõ rệt. Mùa mưa bắt ñầu từ tháng 05 và kết thúc vào cuối tháng 10 hàng năm. Mùa khô bắt ñầu từ tháng 11 ñến hết tháng 04 năm sau. Do ñặc ñiểm thời tiết của Vùng ðông Nam Bộ và Tây nguyên gần giống nhau nên lịch thời vụ trồng sắn của cả hai vùng sinh thái nói trên cũng ñược bố trí tương tự: - Thời vụ chính (khoảng 70% diện tích), sắn ñược trồng từ giữa tháng 4 ñến cuối tháng năm, thu hoạch từ ñầu tháng 1 ñến cuối tháng 3 năm sau. - Thời vụ phụ (khoảng 30% diện tích), sắn ñược trồng từ giữa tháng 8 ñến giữa tháng 9, thu hoạch từ giữa tháng 9 ñến giữa tháng 10 năm sau. Sắn trồng ở thời vụ cuối mùa mưa có hàm lương tinh bột thấp hơn so với thời vụ trồng ñầu mùa mưa. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 9 Loại ñất và cơ lý tính của ñất trồng sắn Theo kết quả ñiều tra của Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, Howeler (1996) thì 66% diện tích sắn ở Việt Nam ñược trồng trên ñất Utsois; 17% ở ñất Inceptisols; 7% ở ñất Alfisols và phần còn lại trên ñất Entisols và Vertisols. Phần lớn ñất Utisols và Inceptisols ñược ñặc trưng bởi thành phần cơ giới nhẹ, pH chua và hàm lượng chất hữu cơ và dinh dưỡng thấp. Trên 1078 nông hộ trồng sắn tại 45 huyện ở các vùng sắn chính của Việt Nam (năm 1990-1991) có 59% diện tích sắn ñược trồng trên ñất cát, 25,3% trên ñất nhiều ñá sỏi; 11,7% trên ñất thịt nặng; và 3,9% trên ñất thịt nhẹ; khoảng 45% diện tích sắn ñược trồng trên ñất dốc. Tính chất vật lý của ñất ñặc trưng trước hết là thành phần cơ giới ñất (TPCG), các kết quả nghiên cứu cho thấy: ðất trồng sắn có TPCG thay ñổi từ cát, cát pha (ñất xám), ñất thịt nặng (ñất trên phiến thạch) ñến ñất sét (ñất badan). Sắn trồng trên ñất có thành phần cơ giới nặng, thoát nước kém cũng có thể cho năng suất cao. Tuy nhiên dù trồng ở ñất có thành phần cơ giới nặng hay nhẹ, thì cây sắn cũng yêu cầu ñất phải thoát nước tốt. Nếu ñọng nước hay bị úng nước lâu ngày thì cây sắn sẽ sinh trưởng kém, năng suất thấp, thậm chí không cho thu hoạch, củ bị thối, làm giảm năng suất. Kết quả nghiên cứu ở (bảng 1.4) cho thấy: Hàm lượng cấp hạt sét trong thành phần cơ giới của ñất dao ñộng trong phạm vi khá rộng từ 12-62 %; cấp hạt cát thô có chiều hướng ngược lại, thay ñổi trong khoảng 4-60%. Trong các loại ñất thì ñất badan trồng sắn có hàm lượng sét cao nhất, tiếp ñến là ñất phiến thạch. ðất có thành phần cơ giới thô nhất là ñất phát triển trên sa thạch và phù sa cổ. Dung trọng các loại ñất hầu hết khá cao, dao ñộng từ 1,08 g/cm3 ở ñất badan ñến 1,50 g/cm3 trên ñất phù sa cổ. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 10 Bảng 1.4: Tính chất vật lý của một số loại ñất trồng sắn Chỉ tiêu Loại ñất Phù sa cổ Phiến thạch Liparit Sa thạch Badan Sét(<0,002mm),% 12,0 34,8 26,8 10,0 62,0 Cát(2 – 20mm),% 60,0 17,8 34,5 62,0 3,50 Dung trọng, g/cm3 1,50 1,5 1,63 1,60 1,08 SCAðR,% 15,0 19,3 19,9 16,0 43,8 ðộ ẩm cây héo,% 5,0 15,4 8,0 5,20 23,9 ðộ ẩm hh,% 10,0 13,9 11,9 10,80 19,9 Dung trọng của ñất cao, làm ñất khó thấm nước, dễ bị rửa trôi và bị xói mòn. Sức chứa ẩm ñồng ruộng (SCADDR) của các loại ñất rất khác nhau 15,0% ở ñất phù sa cổ và 43,8% ñối với ñất badan. So với ñất còn rừng hay ñất trồng cây dài ngày thì những chỉ tiêu vật lý của ñất trồng sắn biểu hiện ở những mức ñộ của ñất thoái hóa. Trên ñất rừng thứ sinh phát triển trên ñá badan thường có dung trọng 0,78-0,90g/cm3, hàm lượng sét chiếm tới 65-72% và SCADDR trong phạm vi 48-49,5%. Các chỉ tiêu này trên ñất phiến thạch thường ñạt các trị số tương ứng dung trọng từ 1,15 -1,25g/cm3, cấp hạt sét từ 38-41% và SCADDR 30-32% trọng lượng ñất. So sánh với những cây trồng khác, sắn tạo khả năng che phủ ñất chậm hơn, thông thường cần một khoảng thời gian từ 3 - 4 tháng sau khi trồng ñể bộ lá phát triển và mới có khả năng che phủ ñất ñược. Hơn nữa, do khoảng cách trồng giữa các hàng và cây lớn (thông thường hàng x hàng bằng 1-1,2m; cây x cây bằng 0,7-1m), số cây trên ñơn vị diện tích ñất thấp nên khả năng che phủ ñất của sắn thấp. Sắn thường bị cho là cây trồng gây xói mòn nghiêm trọng khi trồng trên ñất dốc, do bộ tán lá che phủ chậm và tán cây sắn chỉ có hiệu quả trong việc làm giảm xói mòn do hạt mưa gây ra mà không có hiệu Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nông nghiệp .......... 11