Với mong muốn tích hợp để giảm chi phí và sức lao động người dân, nhóm nghiên cứu mạnh Máy và Thiết bị nông nghiệp, Học viện Nông nghiệp Việt Nam chế tạo thành công loại máy kết hợp hai chức năng gieo sạ lúa và bón phân theo hàng, nhờ ứng dụng kỹ thuật khí động. Công trình được bắt đầu từ năm 2017, thuộc Chương trình Hợp tác nghiên cứu song phương và đa phương về khoa học và công nghệ, do do Văn phòng các Chương trình Khoa học và Công nghệ quốc gia phối hợp cùng Vụ Hợp tác quốc tế (Bộ Khoa học và Công nghệ) hỗ trợ.

Máy gieo sạ và bón phân đồng thời cho 24 hàng ứng dụng trong thực tế. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.

So với gieo sạ thủ công truyền thống, máy đảm bảo được mật độ gieo trồng trong khoảng 100-150 hạt/m2. Máy có thể gieo và bón phân 24 hàng cùng một lúc, mạ được cắm trong bùn với độ sâu thích hợp. Thiết bị có khả năng dễ dàng điều chỉnh khoảng cách hàng, độ sâu vùi hạt và mật độ gieo.

Đặc biệt, máy này tích hợp chức năng bón phân viên nén chậm tan, nhờ trợ giúp của khí nén, giúp đưa viên phân vào sâu trong bùn. "Cách bón phân này tránh được hiện tượng rửa trôi, giảm lượng phân bón nhờ tăng hiệu quả sử dụng phân và tiết kiệm công lao động do chỉ cần bón một lần duy nhất trong suốt quá trình sinh trưởng và phát triển của cây lúa", TS Nguyễn Thanh Hải, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết.

Trong quá trình khảo sát thực tế các đồng ruộng, nhóm nghiên cứu làm giả lớp bùn, có đặc điểm trong suốt để quan sát rõ các hiện tượng khi tiến hành thử nghiệm gieo mạ, bón phân. Từ đây, nhóm tìm hiểu cách mạ và phân được gieo xuống với độ sâu thích hợp, bắt đầu lên bản thiết kế chi tiết cho máy.

Máy gieo có cấu tạo 4 cụm chính, gồm bộ phận phân phối và gieo hạt, phần tạo và phân chia khí động, bộ phận điều khiển tự động, thùng chứa và định lượng hạt. Trong quá trình hoạt động, hạt được đưa xuống bộ phận phân phối, sau đó chuyển vào trong ống nhờ dòng khí động. Các hạt được phân chia theo hàng tới vị trí gieo. Tại vị trí gieo, dòng khí rẽ lớp nước và bùn trên bề mặt, đẩy hạt nằm ngập trong bùn theo yêu cầu nông học, sao cho hạt không bị gãy mầm hay tróc vỏ. Khi gieo mạ, bộ phận điều khiển tự động có chức năng cảm biến vận tốc máy để điều chỉnh lượng hạt gieo phù hợp. Sau đó, cụm bón phân sử dụng khí nén và cảm biến viên phân để đẩy hạt vào sâu trong bùn từ 3-7 cm.

TS Hải chia sẻ, yếu tố quyết định đến hiệu quả của máy là nguyên lý gieo (khí động để thổi hạt), khác hoàn toàn so với các máy gieo sạ thông thường (khí động – hút, để hạt rơi tự do). Nguyên lý này có ưu điểm xác định cụ thể định lượng hạt, phân bón, chia và phân phối lượng gió đến các điểm gieo. Để tìm hiểu kỹ thuật này, nhóm nghiên cứu phối hợp với đối tác chuyên gia Nhật Bản, sau đó cải tiến và áp dụng vào điều kiện Việt Nam.

Do quá trình gieo sạ của Nhật Bản là gieo hạt nặng và tròn do được bọc lớp dinh dưỡng, thuốc bảo vệ thực vật và phụ gia, không tích hợp bón phân. Trong khi đó, việc gieo sạ trong nước là sử dụng hạt đã nảy mầm nên độ tản rời kém. "Vì vậy nhóm nghiên cứu cải tiến các bộ phận từ định lượng, phân phối hạt, tạo và phân chia khí động cho phù hợp với điều kiện gieo của Việt Nam. Đặc biệt, bộ phận bón phân viên nén chậm tan được nhóm tích hợp thêm vào máy", TS Hải nói.

Máy gieo sạ kết hợp bón phân của nhóm được thử nghiệm thành công trong mô hình sản xuất tại Thái Bình. Qua vụ đầu tiên với giống lúa DH12, mô hình gieo máy này cho tỷ lệ cây lúa sống trên 90%. Cây cứng, khỏe, hạt to, bông chắc hơn so với đối chứng. Trong đợt ảnh hưởng do mưa bão vừa qua, cây lúa không bị đổ do rễ bám chắc.

GS.TS Nguyễn Thị Lan, Giám đốc Học viện Nông nghiệp Việt Nam cho biết hiện nay việc canh tác mùa vụ còn phụ thuộc nhiều vào sức người nông dân, chưa được tối ưu hóa hiệu quả. Máy gieo sạ kết hợp bón phân là một trong nhiều sản phẩm thiết bị nông nghiệp do nhóm nghiên cứu Học viện chế tạo và được ứng dụng vào thực tế, với mong muốn tích hợp công nghệ để giảm chi phí và sức lao động cho người nông dân, đẩy mạnh cơ giới hóa sản xuất nông nghiệp.

Sau khi nghiên cứu thành công, nhiều đơn vị muốn chuyển giao công nghệ, thiết bị. Nhóm nghiên cứu cho biết sẽ tiếp tục hoàn thiện việc lựa chọn vật liệu, thiết kế máy nhỏ gọn hơn và tích hợp thêm chức năng phun thuốc trừ cỏ và ốc bươu vàng hại lúa.