Chiếc máy 2 trong 1

Với một người đã dành đến 2 thập niên mong muốn làm được điều gì đó trong cơ giới hóa đồng bộ trong sản xuất cây nông nghiệp như TS Nguyễn Xuân Thiết,  suy nghĩ về một chiếc máy có thể hỗ trợ người nông dân thực hiện các công việc đồng áng vất vả, mất nhiều thời gian và công sức luôn nằm trong suy nghĩ. Qua quan sát của mình, anh nhận thấy, nhu cầu sử dụng máy móc phục vụ việc trồng trọt tại Việt Nam ngày càng lớn do 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. “Một thực tế ai cũng nhìn thấy là vào mùa thu hoạch, nhiều gia đình phải bỏ ra 300-400 nghìn đồng mỗi ngày để thuê nhân công mà cũng không thuê nổi người. Sau mỗi vụ gặt, nhiều gia đình buộc phải để trơ gốc rạ trên đồng cho đến vụ sau, vì thiếu nhân lực canh tác hoa màu, có những cánh đồng để hoang hóa nhiều năm” - TS Nguyễn Xuân Thiết tâm sự về nỗi trăn trở của mình.

 Máy cắt băm gốc rạ trên cánh đồng ở Sơn Đông, Sơn Tây.

Tuy nhiên, việc lựa chọn những chiếc máy có sẵn trên thị trường để thay thế sức người lại là một bài toán không đơn giản, bởi ngoài việc không phải ai cũng đủ tiền mua máy thì bản thân những chiếc máy đó cũng không đáp ứng được nhu cầu của họ. Có đến các thửa ruộng sau mùa gặt mới thấy những gốc rạ dài từ 40cm- 60cm khiến máy làm đất cũng bất lực, các máy đang có trên thị trường chỉ có thể cắt gốc hoặc băm nhỏ, không thể làm đồng thời cả hai. “Những chiếc máy có sẵn chưa tương thích với yêu cầu của đồng ruộng Việt Nam” - TS Nguyễn Xuân Thiết nhận xét về sự hạn chế của nhiều chiếc máy làm đất hiện có.

Từ thực tế đó, anh 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 có thể vừa cắt vừa om cỏ lại rồi tự hất lên đưa vào thùng chứa từ thời anh còn làm nghiên cứu sinh ở Đức. Giờ đây, nó đã 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 làm đất tơi, các ổ nấm bệnh cũng bị tiêu diệt dưới ánh nắng, cắt đứt nguồn lây bệnh từ vụ trước sang vụ sau.

Với mong muốn kiểm nghiệm hiệu quả của công trình, 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 không ngần ngại 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. Anh cảm thấy hạnh phúc khi chứng kiến những điều mà cỗ máy “hai trong một” của mình đã làm được: “Chúng tôi chỉ mất 2 tuần để xử lý cánh đồng rậm rạp, đất đai bằng lì và khô cằn này và biến nó trở thành vùng trồng đậu tương đẹp như mơ”.

Nhìn thấy niềm vui của bà con khi cánh đồng bỏ hoang bỗng nhiên “đẹp như mơ”, TS Nguyễn Xuân Thiết mới thực sự cảm thấy ý nghĩa của công việc mình đang làm. Với sự hỗ trợ của máy móc, bà con chỉ cần chăm bón, tưới tiêu là thu được nguồn lợi không nhỏ trên chính cánh đồng quê mình. TS Thiết tin rằng, chiếc máy này sẽ giúp bà con tiết kiệm thời gian, dễ dàng xử lý gốc rạ sau mỗi vụ thu hoạch, tận dụng thời gian luân canh cây màu, qua đó góp phần mang lại nguồn lợi kinh tế.

Hệ thống cơ giới hóa đồng bộ quy trình trồng trọt

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. Vậy bài toán đồng bộ cơ giới hóa ở đây là gì? Theo góc nhìn của anh, dù với đậu tương hay bất kỳ loại hoa màu nào khác thì giải pháp chuẩn bị đất trồng sẽ đều có những công đoạn cơ bản: sau khi thu hoạch thóc, máy cắt băm gốc rạ sẽ được đưa vào xử lý mặt đồng, tạo điều kiện cho máy làm đất cày xới, lên luống, giúp máy gieo hạt hoạt động dễ dàng. Trong suốt quá trình phát triển của cây, máy vun xới và làm cỏ là công cụ đắc lực giúp người nông dân chăm bón, vun xới. Đến khi quả chín, máy thu hoạch và máy đập tách hạt sẽ hoàn thành quá trình thu hoạch của người nông dân. Quan trọng hơn cả là hệ thống máy này đã 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. Giải pháp tối ưu nhất là chúng đều hoạt động dựa trên nguồn động lực là máy kéo.

Cánh đồng đậu tương đẹp như mơ nhờ sự hỗ trợ của máy cắt băm gốc rạ.

Dĩ nhiên, đây là cả một chuỗi bài toán mà TS Nguyễn Xuân Thiết và cộng sự sẽ phải theo đuổi trong một thời gian dài nữa. Không dễ thực hiện và không dễ có ngay như lấy từ trong túi ra nhưng với những hiểu biết và kinh nghiệm đã được tích lũy trong 20 năm, anh đã có những cơ sở vững chắc để có thể hình thành nên chúng. Anh cũng đã nghĩ đến những yếu tố cơ bản như lựa chọn nguyên lý cấu tạo tổng thể của máy, xác định các bộ phận làm việc chính của máy... Những kinh nghiệm từ quá trình thiết kế và hoàn thiện chiếc máy đầu tiên sẽ gợi ý cho anh rất nhiều cho chuỗi máy tiếp theo này.

Là một người mong muốn có được một giải pháp phát huy được năng lực trong thực tế, 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.

TS Nguyễn Xuân Thiết (áo xanh) cùng bà con tại hoạt động đưa mô hình ứng dụng máy cơ giới hóa canh tác cây đậu tương tại Sơn Đông, Sơn Tây.

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 máy móc mà anh và các cộng sự dày công nghiên cứu còn chưa thể đi tới tất cả các cánh đồng của bà con nông dân. “Thành công của các mô hình ai cũng nhìn thấy nhưng làm thế nào để sản phẩm của mình được ứng dụng và đem lại lợi ích cho bà con nông dân là bài toán khó” - TS Thiết nói về trăn trở của mình. 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. Anh tin rằng, cũng giống như sự lan tỏa của những mô hình khác, khi được chứng thực hiệu quả trong thực tế đồng ruộng, giải pháp của anh sẽ được nhiều xã học tập. 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, số lượng xã áp dụng mô hình này vẫn còn rất ít.

“Có thể đây sẽ là bài toán chúng tôi tiếp tục đi tìm lời giải để máy móc ‘made in Vietnam’ được sử dụng rộng rãi hơn trong những cảnh đồng, góp phần tạo điều kiện cho chuyển đổi cơ cấu cây trồng ở những vùng chuyên canh và luân canh”- TS Thiết nói thêm về mong ước của mình. Máy cắt băm gốc rạ do TS Nguyễn Xuân Thiết và các cộng sự tại khoa Cơ điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam sáng chế đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng Độc quyền sáng chế số 1-0023320 được công bố vào ngày 27/4/2020.