Luận văn Thạc sĩ Lâm nghiệp: Nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi đến tính chất vật lý và cơ học của gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) trồng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

KHỔNG VĂN MẠNH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TUỔI ĐẾN

TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ CƠ HỌC CỦA GỖ KEO

TAI TƯỢNG (Acacia mangium) TRỒNG TẠI

HUYỆN PHÚ LƯƠNG, TỈNH THÁI NGUYÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC

Thái Nguyên - 2020

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

KHỔNG VĂN MẠNH

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA TUỔI ĐẾN

TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ CƠ HỌC CỦA GỖ KEO

TAI TƯỢNG (Acacia mangium) TRỒNG TẠI

HUYỆN PHÚ LƯƠNG, TỈNH THÁI NGUYÊN

Ngành: Lâm học

Mã số ngành: 8620201

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC

Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. Nguyễn Văn Thái

2. TS. Dương Văn Đoàn

Thái Nguyên - 2020

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là nội dung nghiên cứu riêng của bản thân tôi. Các

số liệu và kết quả nghiên cứu trình bày trong khóa luận là trung thực. Kết quả

nghiên cứu chưa được sử dụng công bố trên tài liệu nào khác. Nếu có gì sai tôi

xin hoàn toàn chịu trách nhiệm./.

Thái Nguyên, ngày tháng 11 năm 2020

Xác nhận của GVHD 1 Học viên

TS. Nguyễn Văn Thái Khổng Văn Mạnh

Xác nhận của GVHD 2

TS. Dương Văn Đoàn

ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình đào tạo Thạc sĩ chuyên ngành Lâm học tại

trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, tôi xin chân thành cảm ơn đến: Quý

thầy cô giáo Ban giám hiệu nhà trường, tập thể giảng viên khoa Lâm nghiệp,

tập thể cán bộ phòng Đào tạo sau đại học - trường Đại học Nông Lâm, Đại học

Thái Nguyên đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt

thời gian khóa học. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Hạt Kiểm

lâm huyện Phú Lương đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và ủng hộ về mặt

tinh thần trong quá trình học tập để tôi đạt được kết quả này; tập thể cán bộ Hạt

Kiểm lâm huyện Phú Lương đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình

điều tra hiện trường, thu thập mẫu phục vụ cho quá trình nghiên cứu. Đặc biệt,

tôi xin trân trọng cảm ơn TS. Nguyễn Văn Thái và TS. Dương Văn Đoàn đã

dành nhiều thời gian quý báu, tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực

tập và hoàn thành luận văn này. Cảm ơn gia đình và những người thân, bạn bè

đã giúp đỡ về mọi mặt để tôi hoàn thành được khóa học này. Do thời gian có

hạn, trình độ chuyên môn còn hạn chế và bản thân mới bước đầu làm quen với

công tác nghiên cứu khoa học nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót. Kính

mong quý thầy, cô giáo và bạn bè đồng nghiệp quan tâm góp ý để đề tài được

hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng 11 năm 2020

Học viên

Khổng Văn Mạnh

iii

LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii

MỤC LỤC ................................................................................................................. iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................v

DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................ vi

DANH MỤC CÁC HÌNH ........................................................................................ vii

MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1

1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1

2. Mục tiêu của đề tài ..................................................................................................3

3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................................3

3.1. Ý nghĩa học tập ....................................................................................................3

3.2. Ý nghĩa khoa học .................................................................................................4

3.3. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................................4

Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .................................................................4

1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu ................................................................4

1.1.1. Khối lượng thể tích ...........................................................................................5

1.1.2. Tính chất cơ học của gỗ ....................................................................................7

1.1.3. Sự biến đổi tính chất gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ ...........................................10

1.2. Những nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam ...............................................12

1.2.1. Trên Thế giới ...................................................................................................13

1.2.2. Ở Việt Nam .....................................................................................................15

1.3. Tổng quan khu vực chọn mẫu nghiên cứu .........................................................17

1.3.1. Khái quát về Thái Nguyên ..............................................................................17

1.3.2. Khái quát về huyện Phú Lương.......................................................................19

1.3.3. Các nguồn tài nguyên ......................................................................................23

1.4. Một số đặc điểm Keo tai tượng (Acacia mangium) ...........................................30

1.4.1. Đặc điểm hình thái ..........................................................................................30

MỤC LỤC

1.4.2. Đặc điểm sinh thái ...........................................................................................32

1.4.3. Ưu điểm của Keo tai tượng .............................................................................32

1.4.4. Hướng sử dụng ................................................................................................33

1.4.5. Giá trị ..............................................................................................................33

Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU ..........................................................................................................35

2.1. Đối tượng và phạm vi .........................................................................................35

2.1.1. Đối tượng ........................................................................................................35

2.1.2. Phạm vi ............................................................................................................35

2.2. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................35

2.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................35

2.3.1. Phương pháp thu thập mẫu và xử lý mẫu........................................................35

2.3.2. Phương pháp thí nghiệm .................................................................................39

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ......................................44

3.1. Sự biến đổi về khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ .............................44

3.2. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng

từ tâm ra vỏ ...............................................................................................................46

3.2.1. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ .....................................46

3.2.2. Sự biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ ......................48

3.3. Ảnh hưởng của tuổi đến sự thay đổi của khối lượng thể tích, độ bền

uốn tĩnh, và mô đun đàn hồi uốn tĩnh .......................................................................50

3.4. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ học .....................52

3.4.1. Mối tương quan giữa độ bền uốn tĩnh và khối lượng thể tích ........................52

3.4.2. Mối tương quan giữa mô đun đàn hồi uốn tĩnh và khối lượng thể tích ..........54

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................................................57

1. Kết luận .................................................................................................................57

2. Kiến nghị ...............................................................................................................58

TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................59

iv

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Nghĩa từ

MOR Độ bền uốn tĩnh (Modulus of rupture)

MOE Mô đun đàn hồi uốn tĩnh (Modulus of elasticity)

KLTT Khối lượng thể tích

Đường kính ở 1,3 m D1,3

Chiều cao vút ngọn Hvn

vi

Bảng 2.1. Thông tin cơ bản của các cây mẫu Keo tai tượng. ...................................36

Bảng 3.1. Giá trị khối lượng thể tích và kết quả phân tích phương sai

giữa ba vị trí bán kính ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng ................................44

Bảng 3.2. Giá trị độ bền uốn tĩnh và kết quả phân tích phương sai

giữa ba vị trí bán kính ở các độ tuổi khác nhau của Keo tai tượng ...........................46

Bảng 3.3. Giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh và kết quả phân tích phương sai

giữa ba vị trí bán kính ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng ................................48

Bảng 3.4. Kết quả phân tích phương sai sự khác biệt các tính chất gỗ

ở 3 tuổi khác nhau của gỗ Keo tai tượng ..................................................................51

Bảng 3.5. Mô hình dự đoán độ bền uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng

thông qua chỉ số khối lượng thể tích .........................................................................53

Bảng 3.6. Mô hình dự đoán mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng

thông qua chỉ số khối lượng thể tích .........................................................................54

DANH MỤC CÁC BẢNG

vii

Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lí huyện Phú Lương ........................................................20

Hình 2.1. Chọn cây mẫu và đo đếm thông tin ...........................................................37

Hình 2.2. Quy trình xẻ mẫu thí nghiệm từ mỗi cây Keo tai tượng ...........................38

Hình 2.3. Tiến hành thực hiện cắt mẫu thí nghiệm ...................................................39

Hình 2.4. Thực hiện thí nghiệm đo khối lượng thể tích ............................................40

Hình 2.5. Thiết bị đo độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi uốn tĩnh ..........................42

Hình 3.1. Sự biến đổi khối lượng thể tích ở các tuổi khác nhau

của Keo tai tượng ......................................................................................................45

Hình 3.2. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng .....47

Hình 3.3. Sự biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnh

ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng ....................................................................49

Hình 3.4. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và độ bền uốn tĩnh

khi kết hợp cả ba tuổi ................................................................................................53

Hình 3.5. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và mô đun đàn hồi uốn tĩnh

khi kết hợp cả ba tuổi ................................................................................................55

DANH MỤC CÁC HÌNH

1

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Keo tai tượng (tên khoa học là Acacia mangium Willd.) bắt đầu xuất hiện

ở Việt Nam vào những năm 1980. Loài này đã dần được trồng phổ biến đặc

biệt ở các tỉnh phía Bắc Việt Nam bởi vì khả năng thích ứng rộng với các điều

kiện tự nhiên khác nhau (Nguyễn Hoàng Nghĩa 2003; Phí Hồng Hải 2018). Keo

tai tượng là loài có biên độ sinh thái rộng, có thể mọc được ở những nơi đất có

độ PH thấp, nghèo dinh dưỡng, có khả năng cạnh tranh với nhiều loài cỏ dại,

ít sâu bệnh và có giá trị kinh tế cao. Rễ keo có nhiều nốt sần cố định đạm

nên Keo tai tượng có khả năng cải tạo đất tốt. Tuy nhiên, những nghiên cứu

hiện nay về Keo tai tượng chủ yếu tập chung vào đánh giá khả năng sinh

trưởng, chọn giống, chống chịu sâu bệnh cũng như sản lượng gỗ. Những

nghiên cứu liên quan đến chất lượng gỗ Keo tai tượng trồng ở Việt Nam hiện

nay còn hạn chế.

Hiện tại, với tình hình chung của thế giới là sự nóng lên toàn cầu, thế giới

đang phải chịu rất nhiều các thiên tai do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu. Một

trong các hiện tượng đó là sự tăng nhiệt độ của trái đất. Để giảm bớt sự nóng

lên của trái đất thì cách hữu hiệu nhất vẫn là tích cực tăng thêm diện tích che

phủ của rừng trên bề mặt bằng cách trồng rừng che phủ đất. Và hiện nay, các

quốc gia trên thế giới đều đang tích cực trong vấn đề này, vì Keo là loài thích

nghi tốt và biên độ sinh thái rộng nên nó được đa số quốc gia trên thế giới đưa

vào là cây trồng chính để tăng diện tích rừng.

Cho đến nay Keo tai tượng đã được gây trồng trên nhiều vùng sinh thái

của cả nước như vùng trung tâm Đông Bắc Bộ, Bắc Trung Bộ, Tây Nguyên,

Nam Trung Bộ… Với nguồn giống chủ yếu là các hạt giống lấy từ các rừng

giống đã được công nhận trong nước hoặc nhập nội từ Úc. Kết quả gây trồng

bước đầu thu được đã có rất nhiều triển vọng. Thực tế hiện nay cho thấy, bên

2

cạnh giống cây tốt, nếu như không có giải pháp kỹ thuật lâm sinh hợp lý trong

các khâu trồng, nuôi dưỡng và chăm sóc rừng thì không thể đạt được mục đích

kinh doanh mong muốn.

Thái Nguyên là một trong những tỉnh có điều kiện sinh trưởng phù hợp

với cây Keo tai tượng, với các huyện phụ cận như Phú Lương được đánh giá là

có điều kiện phổ nhưỡng khí hậu phù hợp, diện tích trồng keo để sản xuất kinh

tế và che phủ đất là khá lớn. Theo quyết định công bố hiện trạng rừng toàn quốc

năm 2019, diện tích rừng của tỉnh Thái Nguyên là 187.545 ha trong đó diện

tích rừng trồng là 111.064 ha (Bộ NN&PTNT, 2019). Trong rừng trồng, thì cây

Keo tai tượng là một trong những loài cây chủ yếu được trồng ở hầu hết các

huyện của tỉnh Thái Nguyên.

Gỗ Keo tai tượng là loại gỗ nhẹ, có tỷ trọng 0,45 - 0,50, ở giai đoạn sau

12 tuổi có thể đạt 0,59, thích hợp cho sản xuất gỗ lớn, gỗ dán, ván dăm, và làm

giấy (Triệu Thị Thu Hà và Phí Hồng Hải 2016). Nghiên cứu xác định tính sự

biến đổi tính chất vật lý, cơ học của gỗ là một nhiệm vụ quan trọng trong khoa

học gỗ nói riêng và trong nghiên cứu đánh giá giá trị tài nguyên cây gỗ nói

chung. Kết quả xác định sự biến đổi tính chất vật lý, cơ học của gỗ là cơ sở

khoa học rất cơ bản và quan trọng để tìm hiểu về bản chất của gỗ, là căn cứ để

sử dụng, chế biến, bảo quản gỗ hợp lý và hiệu quả tài nguyên gỗ, là những tiêu

chí để đánh giá chất lượng rừng, đánh giá tuyển chọn giống. Nhiệm vụ nghiên

cứu xác định sự biến đổi tính chất vật lý và cơ học của gỗ phải là một hoạt động

khoa học thường xuyên phục vụ cho nghiên cứu, sản xuất trong mỗi thời kỳ.

Một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự biến đổi tính chất vật

lý và cơ học của gỗ nói chung và gỗ Keo tai tượng nói riêng đó chính là tuổi. Gỗ

mọc nhanh rừng trồng thường có xu hướng tăng nhanh các tính chất cơ vật lý ở

giai đoạn đầu sinh trưởng và sau khi đạt đến một độ tuổi nhất định thì các tính

chất đó sẽ dần ổn định rồi sau đó có thể giảm xuống. Hiện nay, Keo tai tượng

trồng ở Thái Nguyên thường được khai thác ở độ tuổi từ 5-7 cho mục đích sản

3

xuất bột giấy, viên nén và các loại ván nhân tạo. Xu thế trồng rừng để lấy gỗ lớn

đang được chính phủ hết sức quan tâm, nó nằm trong chiến lược phát triển ngành

Lâm Nghiệp Việt Nam giai đoạn 2020-2030. Câu hỏi được đặt ra là liệu khi để

Keo tai tượng lên đến trên 10 năm thì tính chất cơ vật lý sẽ tăng hay giảm? Chính

vì lý do đó tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi đến tính chất

vật lý và cơ học của gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) trồng tại huyện Phú

Lương, tỉnh Thái Nguyên” để nhằm kiểm tra được ảnh hưởng của tuổi đến sự

biến đổi về tính chất vật lý và cơ học của gỗ Keo tai tượng.

 Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu được ảnh hưởng của tuổi đến sự biến

2. Mục tiêu của đề tài

 Mục tiêu cụ thể:

đổi các tính chất vật lý và cơ học gỗ Keo tai tượng.

- Nghiên cứu được sự biến đổi của khối lượng thể tích theo hướng từ tâm

ra vỏ ở các tuổi khác nhau.

- Nghiên cứu được sự biến đổi của độ bền uốn tĩnhvà mô đun đàn hồi uốn

tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ ở các tuổi khác nhau.

- Đánh giá được ảnh hưởng của tuổi đến sự thay đổi về khối lượng thể tích

và các tính chất cơ học độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh.

- Nghiên cứu được mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính

chất cơ học gỗ Keo tai tượng độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh.

3. Ý nghĩa của đề tài

3.1. Ý nghĩa học tập

- Áp dụng được lý thuyết đã học vào thực tiễn và học hỏi thêm được những

kiến thức bổ ích từ bên ngoài trường.

- Củng cố được kiến thức cơ sở cũng như chuyên ngành cho bản thân

phục vụ cho công việc sau này. Tích lũy những kinh nghiệm cho công việc

khi đi làm.

4

- Rèn luyện về kỹ năng tổng hợp và phân tích số liệu, tiếp thu và học hỏi

những kinh nghiệm từ thực tế.

3.2. Ý nghĩa khoa học

- Tạo điều kiện cho học viên tiếp xúc, làm quen với thực tế công tác

nghiên cứu khoa học.

- Góp phần hoàn chỉnh dữ liệu khoa học cho nghiên cứu chuyên sâu về

loài cây Keo tai tượng.

- Là cơ sở khoa học để lựa chọn các giải pháp khai thác, chế biến và bảo

quản gỗ Keo tai tượng.

3.3. Ý nghĩa thực tiễn

- Số liệu thu thập phải khách quan, trung thực và chính xác.

- Trên cơ sở nghiên cứu sự biến đổi một số tính chất vật lý và cơ học của

gỗ Keo tai tượng đề xuất một số giải pháp kiến nghị về phương pháp, cách thức

chế biến và bảo quản gỗ Keo tai tượng.

- Nâng cao kiến thức thực tế của bản thân phục vụ cho công tác sau khi ra

trường.

Chương 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

1.1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu

5

1.1.1. Khối lượng thể tích

1.1.1.1. Khái niệm

Để đánh giá lượng thực chất gỗ có trong một đơn vị thể tích người ta dùng

khái niệm khối lượng thể tích. Khối lượng thể tích của gỗ là tỉ số giữa khối

lượng gỗ trên một đơn vị thể tích gỗ. Lê Xuân Tình, (1998)

Trong đó:

m là khối lượng tính bằng g hoặc kg;

v là thể tích tính bằng cm3 hoặc m3

Căn cứ vào khối lượng thể tích có thể đánh giá được một phần cường độ

và giá trị công nghệ của gỗ. Nghiên cứu khối lượng thể tích của gỗ là một vấn

đề quan trọng và cần thiết.

1.1.1.2. Phương pháp xác định khối lượng thể tích

Phương pháp cân đo: Đây là phương pháp thường dùng và chính xác nhất.

Mẫu thí nghiệm được cắt theo một kích thước nhất định. Sau đó dùng thước

kẹp hoặc panme đo kích thước ba chiều, chính xác đến 0,01mm. Cân khối lượng

mẫu gỗ chính xác đến 0,01g. Lê Xuân Tình (1998)

 Loài cây

1.1.1.3. Các nhân tố ảnh hưởng tới khối lượng thể tích

Loài cây khác nhau thì khối lượng thể tích khác nhau. Nói cách khác: Loài

gỗ khác nhau nghĩa là cấu tạo khác nhau thì khối lượng thể tích khác nhau. Yếu

tố cấu tạo ở đây được biểu thị bằng cấu tạo tế bào trong cây. Đó là tỷ lệ tế bào

vách dày và tế bào vách mỏng. Chính nó tạo ra sự chênh lệch về độ rỗng nhiều,

ít khác nhau trong cây. Khối lượng thể tích nhỏ tương ứng với độ rỗng lớn và

 Tỉ lệ gỗ sớm - gỗ muộn

ngược lại. Lê Xuân Tình (1998)

6

Đối với các loại gỗ có gỗ sớm - gỗ muộn phân biệt thì tỉ lệ gỗ muộn nhiều

hay ít có ảnh hưởng lớn đến khối lượng thể tích của gỗ.

Thông thường, khối lượng thể tích của gỗ muộn cao gấp 2 - 3 lần khối

lượng thể tích của gỗ sớm. Do đó tỉ lệ gỗ muộn càng nhiều thì khối lượng thể

tích càng lớn. Ngược lại tỉ lệ gỗ muộn ít thì khối lượng thể tích gỗ nhỏ. Lê Xuân

 Độ ẩm

Tình (1998)

Lượng nước chứa trong gỗ là nhân tố ảnh hưởng lớn đến khối lượng thể

tích của gỗ. Gỗ chứa nhiều nước khối lượng thể tích lớn, chứa ít nước khối

 Vị trí khác nhau trong thân cây

lượng thể tích nhỏ.

Ở các vị trí khác nhau trong cây khối lượng thể tích cũng khác nhau. Nói

chung gỗ ở phần gốc có khối lượng thể tích cao nhất, giữa thân là trung bình

và gần ngọn là thấp nhất. Chênh lệch khối lượng thể tích trung bình giữa gốc

và ngọn từ 10 - 25%. Lê Xuân Tình (1998).

Khối lượng thể tích ở gần tủy và vỏ là nhỏ nhất. Khối lượng thể tích ở gỗ

 Tuổi cây và điều kiện sinh trưởng

lõi lớn hơn ở gỗ giác.

Ở tuổi thành thục sinh học, gỗ có khối lượng thể tích cao hơn so với tuổi

già và tuổi non.

Trong điều kiện đất, độ ẩm, khí hậu thích hợp cho cây sinh trưởng, gỗ có

khối lượng thể tích cao.

Trái lại rừng quá dày, cây thiếu ánh sáng, lớn chậm, nên khối lượng thể tích

gỗ thấp. Sau khi tỉa thưa, cải thiện điều kiện ánh sáng, đất làm cho cây sinh trưởng

 Vòng tăng trưởng hàng năm

tốt nên khối lượng thể tích gỗ lại tăng lên. Lê Xuân Tình (1998)

Đối với gỗ lá rộng mặt xếp vòng, vòng tăng trưởng hàng năm càng lớn thì

tỷ lệ muộn càng nhiều, nên khối lượng thể tích càng cao. Như vậy đối với mạch

7

vòng, vòng năm rộng vừa rút ngắn chu kỳ kinh doanh vừa nâng cao chất lượng

Vũ Huy Đại (2016).

Đối với gỗ lá rộng mạch phân tán - vòng năm rộng thì tỷ lệ gỗ muộn và

gỗ sớm là một hàng số nên chất lượng không thay đổi. Ở loài gỗ này nếu cây

sinh trưởng nhanh thì rút ngắn được chu kỳ kinh doanh.

Đối với gỗ lá kim: Người ta nhận thấy: Khi độ rộng vòng năm tăng lên thì

gỗ sớm sinh ra nhiều hơn thì tỷ lệ gỗ sớm và gỗ muộn giảm xuống do đó làm

cho chất lượng gỗ giảm xuống, mặt dù chu kỳ kinh doanh có ngắn hơn. Vũ Huy

Đại (2016)

Vì vậy đối với gỗ lá kim ứng với một trị số về tính chất cơ lý người ta phải

ghi kèm theo số vòng năm trong 1cm chiều dài theo hướng tia gỗ trên mặt

phẳng cắt ngang.

1.1.2. Tính chất cơ học của gỗ

Nghiên cứu cường độ của gỗ dựa vào những nguyên lý tính toán sức bền

vật liệu làm cơ sở. Nhưng mặt khác gỗ lại là vật liệu không đồng nhất, cho nên

trong các phương pháp tính toán cụ thể lại có những chỗ không hoàn toàn giống

nhau. Tính chất cơ học của gỗ phức tạp hơn các vật liệu khác như sắt thép, xi

măng,… vì nó biến đổi theo từng loài cây, cũng như theo chiều dọc thớ, xuyên

 Ứng lực

tâm và tiếp tuyến. Lê Xuân Tình (1998).

Khi lực bên ngoài tác động, các phần tử bên trong gỗ sản sinh nội lực

chống lại, đó là ứng lực, kí hiệu là P đơn vị là Newton (N). Khi chịu lực tác

động, hình dạng và kích thước của vật cũng bị biến đổi. Vũ Huy Đại (2016).

Ứng lực có tác dụng chống lại lực tác động từ bên ngoài, đồng thời có tác dụng

khôi phục hình dạng và kích thước cũ của vật thể. Ứng lực bằng ngoại lực về

 Biến hình

trị số nhưng ngược chiều. Vũ Huy Đại (2005)

8

Sau khi bị ngoại lực tác dụng, gỗ ít nhiều đều thay đổi về hình dạng và

kích thước. Hoàng Thị Hiền (2016). Hiện tượng đó gọi là sự biến dạng (hay

biến hình) Lê Xuân Tình (1998). Biến dạng thường biểu thị bằng độ tăng giảm

dài tuyệt đối - gọi là biến dạng tuyệt đối ∆l. Hoặc độ tăng giảm dài tương đối -

gọi là biến dạng tương đối (l).

Trong đó:

∆l là biến dạng tuyệt đối (cm);

l chiều dài vật thể (cm)

1.1.2.1. Độ bền uốn tĩnh (độ bền uốn tĩnh - modulus of rupture) và mô đun đàn

hồi uốn tĩnh (mô đun đàn hồi uốn tĩnh - modulus of elasticity)

Độ bền uốn tĩnhhay giới hạn bền khi uốn tĩnh (ĐỘ BỀN UỐN TĨNH) là

một trong 2 chỉ tiêu cơ học quan trọng để đánh giá cường độ của gỗ. Mô đun

đàn hồi uốn tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnhcũng đánh giá khả năng chống lại tác

dụng của ngoại lực đối với gỗ. Từ các giá trị về giới hạn bền uốn tĩnh và mô

đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ, ta có thể lấy đó làm cơ sở cho việc tính toán và

chọn kết cấu cho phù hợp trong việc sử dụng gỗ làm dầm, ván,... cũng như việc

lựa chọn phương án gia công chế biến.

* Sức chịu uốn tĩnh

- Dầm (xà) trong các kết cấu gỗ thường do lực uốn làm biến dạng. Có thể

nói sức chịu uốn tĩnh là chỉ tiêu quan trọng thứ 2 sau lực ép dọc thớ.

- Để đánh giá cường độ gỗ thường lấy tổng số hai ứng suất: ép dọc thớ và

uốn tĩnh làm tiêu chuẩn.

1.1.2.2. Thí nghiệm xác định lực uốn tĩnh và mô đun đàn hồi

a, Xác định lực uốn tĩnh

9

- Mẫu thử nghiệm có kích thước 20×20×320 mm, kích thước lớn nhất theo

chiều dọc thớ.

- Mẫu gỗ đặt trên 2 gối tựa tròn cố định, bán kính cong của gối là 15 mm.

Cự ly 2 gối là 240 mm. Khoảng cách giữa 2 điểm đặt lực P/2 là 80 mm, hoặc

tại điểm giữa của dầm (P). Tốc độ tăng lực là 7000 ± 1500N/ph. Lê Xuân Tình

(1998).

- Các loại gỗ lá rộng quy định hướng tác động của lực theo chiều tiếp

tuyến. Các loại gỗ lá kim thí nghiệm cả 2 hướng. Ứng suất uốn tĩnh tính theo

công thức:

+ Nếu 2 điểm đặc lực: (N/m2

+ Nếu 1 điểm đặt lực: (N/m2

Trong đó:

Pmax là lực phá hoại (N);

l cự ly hai gối (m)

b và h là bề rộng và chiều cao của mẫu (m).

b, Xác định mô đun đàn hồi uốn tĩnh

Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi uốn tĩnh dùng mẫu có hình dạng và

kích thước, bố trí như lực uốn tính. Mỗi mẫu thử, cho lực lặp lại 6 lần. Mỗi lần

tác động từ 200 ÷ 600N. Tốc độ tăng lực là 5000 ± 1000 N/ph. Đọc số trên

đồng hồ đo biến hình ngay sau mỗi lần tăng lực. Lấy trị số bình quân biến dạng

của 3 lần tăng lực cuối cùng. Lê Xuân Tình (1998).

Tính mô đun đàn hồi theo công thức sau, chính xác đến 108N/m2:

MO (N/m2) cho 2 điểm đặt lực

MO (N/m2) cho 1 điểm đặt lực

10

Trong đó:

l cự ly hai gối (m);

b và h là bề rộng và chiều cao của mẫu (m);

f là độ võng;

P’ = 600 - 200N = 400N hoặc P’ = 400 - 200N = 200N.

1.1.3. Sự biến đổi tính chất gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ

1.1.3.1. Tính không đồng nhất của gỗ trong một vòng tăng trưởng

Thường có sự khác nhau rõ ràng giữa gỗ sớm và gỗ muộn của gỗ mọc ở

vùng ôn đới. Gỗ muộn có màu đậm hơn và nặng hơn gỗ sớm. Sự thay đổi về tổ

chức tế bào có quan hệ với sự khác nhau về cơ chế sinh trưởng tại các thời điểm

khác nhau trong khi gỗ được hình thành.

Khối lượng thể tích khác nhau giữa gỗ sớm và gỗ muộn trong một vòng

tăng trưởng, cũng như khối lượng thể tích của cả vòng tăng trưởng và đặc điểm

của sự chuyển tiếp từ gỗ sớm sang gỗ muộn là rất quan trọng trong việc điều

chỉnh các tính chất của gỗ. Trong thực tế, khối lượng thể tích có thể là đặc điểm

quan trọng mà có thể được dùng như một chỉ số về sự ứng xử vật lí của gỗ.

Khối lượng thể tích tăng giữa gỗ sớm và gỗ muộn đã được ghi nhận ở một

số loại gỗ bởi một số nhà điều tra. Tuy nhiên, số liệu về sự phân bố khối lượng

thể tích ngang theo vòng tăng trưởng cho tới gần đây vẫn chưa có, bởi sự khó

khăn về kỹ thuật để có được các thông tin này. Việc ứng dụng tia beta đã tạo

được sự đảm bảo cho việc vẽ đồ thị khối lượng thể tích bằng cách cho các lát

gỗ mỏng đi qua chùm tia beta. Do khối lượng thể tích có liên quan trực tiếp đến

sự hấp thụ phóng xạ, nên đã thu được đồ thị diễn tả sự biến động về khối lượng

thể tích ngang theo vòng tăng trưởng.

1.1.3.2. Tính không đồng nhất của gỗ giữa các vòng tăng trưởng

Tính chất không đồng nhất của gỗ giữa các vòng tăng trưởng không thể

hiện rõ ràng. Giả sử rằng sự khác nhau về độ rộng vòng năm sẽ cho thấy sự

11

không đồng nhất về tính chất và cấu tạo. Tuy nhiên, độ rộng vòng tăng trưởng

không là một dấu hiệu tốt về sự không đồng nhất về khối lượng thể tích. Kiểu

biến động tiêu biểu theo chiều xuyên tâm phải được xác định bởi khối lượng

thể tích, chiều dài của các tế bào, hoặc các tính chất vật lí khác.

Khối lượng thể tích trong một vòng tăng trưởng có liên quan trực tiếp với

đường kính và chiều dày vách của các tế bào ở cả phần gỗ sớm và phần gỗ

muộn. Sự biến động về khối lượng thể tích trong vòng năm giống như với

trường hợp của chiều dài sợi. Ngang theo các vòng tăng trưởng thì sự biến động

về khối lượng thể tích có sự khác nhau giữa các phần gỗ sớm và các phần gỗ

muộn khi chúng được xem xét riêng rẽ.

So sánh diễn biến của chiều dài các tế bào và khối lượng thể tích ngang

theo các vòng tăng trưởng, có thể rút ra một số kết luận đó là: thứ nhất, các

đường cong diễn tả sự biến động về chiều dài sợi và khối lượng thể tích của

phần gỗ muộn là giống nhau; thứ hai, các đường cong được xác lập riêng với

phần gỗ sớm cho thấy trong khi chiều dài tế bào tăng theo tuổi, thì khối lượng

thể tích giảm cho tới khi đạt giá trị nhỏ nhất. Hình dạng của đường cong diễn

tả khối lượng thể tích của gỗ sớm gần giống với đường cong diễn tả chiều dài

các tế bào của phần gỗ muộn nhưng ngược chiều.

1.1.3.3. Tính không đồng nhất giữa gỗ sơ cấp và gỗ thứ cấp

Phần gỗ được hình thành vào giai đoạn đầu của quá trình sinh trưởng có

độ rộng vòng năm giảm dần từ tuỷ ra phía ngoài gọi là gỗ sơ cấp hay còn gọi

là gỗ tuổi non. Phần gỗ hình thành vào giai đoạn sau của quá trình sinh trưởng

(tốc độ sinh trưởng ổn định hay nói cách khác độ rộng vòng năm ít thay đổi)

gọi là gỗ thứ cấp hay còn gọi là gỗ tuổi trưởng thành. Số vòng năm của phần

gỗ sơ cấp biến động trong khoảng từ 5 đến 20 năm tuỳ thuộc vào loài cây khác

nhau. Các khái niệm này giúp chúng ta giải thích vì sao các tính chất gỗ có sự

thay đổi dần giữa gỗ sơ cấp và gỗ thứ cấp.

12

Ở cả gỗ cây lá rộng và gỗ cây lá kim, các tế bào của phần gỗ sơ cấp có

chiều dài ngắn hơn so với phần gỗ trưởng thành. Phần gỗ sơ cấp có tỉ lệ gỗ

muộn ít hơn và số tế bào vách mỏng nhiều. Kết quả là phần gỗ sơ cấp có khối

lượng thể tích và khả năng chịu lực thấp hơn so với phần gỗ trưởng thành.

Gỗ sơ cấp không ổn định khi sấy, do gỗ sơ cấp co rút theo chiều dọc thớ

lớn hơn nhiều so với gỗ thứ cấp. Tính không ổn định là do góc lệch của các

mixen cellulose ở lớp giữa của vách thứ sinh so với trục dọc tế bào lớn hơn

nhiều so với ở phần gỗ thứ cấp.

Hàm lượng lignin và hemicellulose ở phần gỗ sơ cấp cao hơn so với phần

gỗ trưởng thành. Hơn nữa chiều dài sợi biến động rất lớn từ tuỷ đến phần gỗ

thứ cấp. Vì thế, có thể nói gỗ sơ cấp cho chất lượng và sản lượng bột giấy và

hoàn toàn khác so với gỗ thứ cấp.

1.1.3.4. Tính không đồng nhất giữa gỗ giác và gỗ lõi

Phần gỗ có chức năng vận chuyển nước được gọi là gỗ giác, và nằm ở phía

ngoài. Phần gỗ không còn giữ chức năng vận chuyển nước được gọi là gỗ lõi

và nằm ở phần giữa của thân cây. Hàng năm phần gỗ giác ở phía trong giáp

ranh với phần gỗ lõi thôi không giữ chức năng vận chuyển nước nữa và chuyển

dần thành gỗ lõi. Sự chuyển dần từ gỗ giác thành gỗ lõi là một quá trình biến

đổi sinh học, vật lí và hoá học phức tạp. Trước hết tế bào thôi giữ chức năng

dẫn truyền nước, thể bít hình thành, các chất hữu cơ (dầu nhựa, chất màu, tanin,

…) tích đọng trong ruột tế bào và thấm lên vách tế bào. So với gỗ giác thì gỗ

gỗ lõi có thể sẫm màu hơn, nặng hơn (khối lượng thể tích cao hơn), cứng hơn,

khả năng chống chịu sâu nấm cao hơn, khó thẩm thấu dịch thể hơn, khó sấy

hơn. Vũ Huy Đại (2014).

1.2. Những nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam

13

1.2.1. Trên Thế giới

Các nghiên cứu về Keo tai tượng trên thế giới tập chung chủ yếu vào các

nghiên cứu khảo nghiệm loài và xuất xứ. Cụ thể:

Trong giai đoạn 1990 - 2000, các nghiên cứu cải thiện giống đã tập trung

vào việc tìm ra những xuất xứ có năng suất cao. Các khảo nghiệm xuất xứ ở

một số nước đã cho thấy biến dị di truyền về sinh trưởng, độ thẳng thân và một

số tính chất về cành là rất lớn, đặc biệt có sự khác biệt giữa 3 vùng phân bố tự

nhiên khác nhau của Keo tai tượng (Papua New Guinea - PNG, Queensland - Qld

và North Teritory - NT), cũng như sự khác nhau rõ rệt giữa các xuất xứ của cùng

một vùng địa lý. Các xuất xứ có nguồn gốc từ PNG có sinh trưởng nhanh hơn so

với các xuất xứ có nguồn gốc từ Qld và NT (Awang&Taylor 1993). Các xuất xứ

có nguồn gốc từ Far North Queensland (FNQ) thể hiện khả năng chống chịu gió

mạnh tốt nhất (Susumu & Rimbawanto 2004). Ở Malaysia, 5 xuất xứ có triển vọng

được xác định là Western Province (PNG), Claudie River (Qld), Broken Pole

Creke (Qld), Abergowrie (Qld) và Olive River (Qld) (Khamis bin Selamat 1991).

Ở Trung Quốc, dựa vào sinh trưởng và dạng thân đã chọn được các xuất xứ có

triển vọng của Keo tai tượng là Abergowie (Qld), Claudie River (Qld), và Oriomo

(PNG) (dẫn từ Nguyễn Hoàng Nghĩa 2003). Ở Philipin cũng xác định được 4 xuất

xứ tốt nhất là Kini, Bensbach, Wipim (PNG), và Claudie River (Qld) Baggayan

và Baggayan (1998).

Giai đoạn 2000 - 2010, các nghiên biến dị di truyền ở mức độ gia đình

mới bắt đầu được chú trọng nhằm cải thiện các tính trạng sinh trưởng, chất

lượng thân cây và tỷ trọng gỗ. Các kết quả đã chỉ ra rằng biến dị di truyền về

sinh trưởng và chất lượng thân cây của loài Keo này biến động từ thấp tới trung

bình. Arnold và Cuevas (2003); Susumu và Rimbawanto (2004), trong khi biến

dị di truyền là trung bình cho tỷ trọng gỗ. Susumu và Rimbawanto (2004). Nhìn

chung, tương quan di truyền giữa sinh trưởng và chất lượng thân cây là tương

14

quan dương. Arnold và Cuevas (2003), tức là cải thiện sinh trưởng cũng đồng

thời cải thiện chất lượng thân cây. Tăng thu di truyền thực tế của các lô hạt thu

từ vườn giống thế hệ 2 tại Indonesia đạt 3,1% - 5,2% cho sinh trưởng và độ

thẳng thân tốt. Chọn lọc tổng hợp 3 tính trạng này được khuyến nghị sử dụng

để chọn lọc gia đình. Tương tác di truyền - hoàn cảnh cũng đã xác định là có ý

nghĩa giữa Sumatra và Kalimantan, Indonesia, tuy nhiên tương tác này phụ

thuộc vào tuổi và tính trạng nghiên cứu. Susumu và Rimbawanto (2004).

Nghiên cứu tính chất vật lý và cơ học là một nhiệm vụ quan trọng trong

khoa học gỗ nói riêng và trong nghiên cứu đánh giá giá trị tài nguyên cây gỗ

nói chung. Kết quả xác định tính chất vật lý và cơ học của gỗ là cơ sở khoa học

rất quan trọng để tìm hiểu tính chất gỗ và căn cứ sử dụng, chế biến, bảo quản

hợp lý và sự biến đổi các tính chất của gỗ là cơ sở quan trọng nhằm lựa chọn

giống cây trồng trong sản xuất làm sao cho nâng cao năng suất và tính bền vững

của sản xuất lâm nghiệp, góp phần nâng cao thu nhập cho người trồng rừng.

Makino và cộng sự (2012) đã nghiên cứu các tính chất gỗ Keo tai tượng

trồng tại Indonesia. Đối tượng nghiên cứu là Keo tai tượng 5 và 7 tuổi trồng tại

vùng tây Java, Indonesia. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng khối lượng thể tích

của gỗ Keo tai tượng 5 và 7 tuổi lần lượt là 0,42 và 0,45 g/cm3. Bên cạnh đó

nghiên cứu cũng đánh giá tính chất cơ học (lực nén dọc thớ) và báo cáo rằng giá

trị lực nén dọc thớ của gỗ Keo tai tượng 5 và 7 tuổi lần lượt 30,0 và 32,8 MPa.

Chowdhury và cộng sự (2014) đã nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi đến sự

biến đổi các tính chất vật lý của gỗ Keo tai tượng trồng tại Bangladesh. Các tác

giả đã báo cáo rằng tuổi có ảnh hưởng rõ rệt đến sự thay đổi khối lượng thể tích

của gỗ Keo tai tượng với giá trị khối lượng thể tích ở các tuổi 10, 15, và 20 lần

lượt là 0,51, 0,56, và 0,60 g/cm3.

Sahri và cộng sự (1998) đã nghiên cứu các tính chất vật lý và cơ học của

gỗ Keo tai tượng 6 năm tuổi được trồng tại các vị trí địa lý khác nhau. Kết quả

15

nghiên cứu đã chỉ ra rằng giá trị khối lượng riêng của gỗ Keo tai tượng trồng

tại Indinesia, Malaysia và Thái Lan lần lượt là 0,47, 0,42 và 0,55. Nghiên cứu

cũng đã báo cáo giá trị độ bền uốn tĩnh của Keo tai tượng lần lượt ở 3 nước trên

là 75,02, 68,15, và 80,54 MPa, trong khi đó giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh mô

đun đàn hồi uốn tĩnhlần lượt là 6,73, 6,29, và 6,17 GPa.

Ngoài ra đã có rất nhiều các nghiên cứu khác trên thế giới liên quan đến

các tính chất vật lý và cơ học của gỗ. Cụ thể: một nghiên cứu về loài Sa mộc

tại tỉnh Giang Tây cho thấy độ bền uốn tĩnh của loài này dao động từ 28,14 -

65,86 MPa, độ bền uốn tĩnh trung bình là 42,92 mpa. yin (2010); huaqiang và

cộng sự (2009). vào năm 1982 ở Đài Loan tính chất vật lý cơ học của loài sa

mộc ở tuổi 36 cũng được nghiên cứu. kết quả cho thấy khối lượng thể tích biến

động từ 0,31 -0,4 g/cm3, độ bền uốn tĩnh biến động từ 28,1-55,4 MPa và mô

đun đàn hồi uốn tĩnh biến động từ 7,5-10,3 Gpa. Liu (1982). Ở tỉnh Phúc Kiến,

Trung Quốc cũng có nghiên cứu về tính chất vật lý, cơ học của loài cây Sa mộc

hay còn gọi là cây Linh Sam, kết quả cho thấy ở độ ẩm 12% khối lượng thể tích

từ 0,31 - 0,46 g/cm3, độ bền uốn tĩnh từ 35,3 - 43,3 MPa, mô đun đàn hồi uốn

tĩnh từ 6,6-10,6 Gpa. Lin và cộng sự (1984).

1.2.2. Ở Việt Nam

Ở nước ta việc nghiên cứu các tính chất cơ học vật lý của gỗ là rất cần

thiết và quan trọng bởi vì hàng năm ngành lâm nghiệp hàng năm đã có đóng

góp rất lớn trong GDP của cả nước. Đặc biệt, năm 2018 giá trị xuất khẩu lâm

sản đạt hơn 9,3 tỷ USD. Tổng cục Lâm nghiệp (2018). Nghiên cứu tính chất cơ

học vật lý của gỗ là cơ sở để lựa chọn loài cây và giống cây trồng có giá trị cao,

chất lượng tốt góp phần làm tăng thu nhập, phát triển nông lâm nghiệp bền

vững và xóa đói giảm nghèo. Theo tài liệu nghiên cứu ở Việt Nam đã nghiên

cứu tính chất vật lý và cơ học chính của 155 loài gỗ thông dụng thuộc 40 họ

thực vật ở Việt Nam làm cơ sở phục vụ công tác phân loại gỗ, chọn loài cây,

bảo tồn nguồn gen, xây dựng những tiêu chuẩn cho gỗ nguyên liệu, đảm bảo

16

sử dụng nguyên liệu gỗ tiết kiệm, hiệu quả. Nguyễn Đình Hưng (1990). Theo

một tài liệu nghiên cứu khác đã báo cáo số liệu về tính chất cơ vật lý và cấu tạo

giải phẫu của 20 loài tre, bảng số liệu về tính chất cơ vật lý và mô tả cấu tạo

giải phẫu của 30 loài cây gỗ. Báo cáo phân tích tổng hợp và kết quả nghiên cứu,

Atlas về cấu tạo giải phẫu cho 20 loài tre và ít nhất 30 loài cây gỗ. Nguyễn Tử

Kim (2010).

Trịnh Hiền Mai (2018) đã nghiên cứu về ảnh hưởng của độ tuổi khai thác

đến tính chất vật lí cơ học của ván bóc gỗ Keo tai tượng trồng tại Ba Vì, Hà

Nội và Cầu Hai, Phú Thọ. Tác giả đã báo cáo giá trị khối lượng thể tích cơ bản

của gỗ Keo tai tượng ở tuổi 6, 9 và 14 tuổi lần lượt là 0,39, 0,43 và 0,5 g/cm3.

Tác giả cũng báo cáo giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh ở gỗ Keo tai tượng ở tuổi

6, 9 và 14 tuổi lần lượt là 8,66, 10,87, và 10,93 GPa.

Một nghiên cứu về tính chất cơ học vật lý của một số loài gỗ được trồng

ở Việt Nam đã chỉ ra các tính chất vật lý và cơ học của các loài cây như sau:

Gỗ Bông gòn, Dó trầm, Gáo trắng, Lát mexico có khối lượng thể tích rất nhẹ

(320 - 490 kg/m3); Hệ số co rút thể tích nhỏ (0,31 - 0,38); Giới hạn bền khi nén

dọc thớ và giới hạn bền khi uốn tĩnh yếu (lần lượt là 203 - 369,5 kg/cm2 và 337

- 677 kg/cm2). Bông gòn và Dó trầm có sức chống tách yếu (6,28 - 9,8 kg/cm),

hệ số uốn va đập trung bình (0,51 - 0,54); Gỗ Gáo trắng cả 2 giá trị ở mức trung

bình trong khi Lát Mexico có sức chống tách trung bình và hệ số va đập lớn.

Điểm bão hòa thớ gỗ thấp (24%) ở gỗ Dó trầm, trung bình (25 - 27,8%) ở gỗ

Gáo trắng và gỗ Lát Mexico nhưng cao (36,9%) ở gỗ Bông gòn. Gỗ Keo lá

tràm, keo lai, Keo tai tượng, Xoan ta có khối lượng thể tích nhẹ (524 - 597

kg/m3); Hệ số co rút thể tích trung bình (0,39 - 0,46); Giới hạn bền khi uốn tĩnh

yếu (627 - 1013 kg/cm2); Sức chống tách trung bình (10,5 - 12,7 kg/cm). Keo

lai và Xoan ta có giới hạn bền khi nén dọc thớ yếu (335 - 417 kg/cm2). Keo lá

tràm và Keo tai tượng có giới hạn bền khi nén dọc thớ ở mức trung bình (432 -

462 kg/cm2). Hệ số uốn va đập nhỏ (0,54) ở Xoan ta và cao (1,1) ở Keo lá

17

tràm.Gỗ Dầu rái, Sao đen, Xoan mộc có khối lượng thể tích trung bình (690 -

754 kg/m3); Điểm bão hòa thớ gỗ thấp (18 - 24%); Giới hạn bền khi nén dọc

và uốn tĩnh ở mức trung bình ( lần lượt là 570 - 740 kg/cm2 và 1145 - 1635

kg/cm2); Sức chống tách trung bình (16 - 16,6 kg/cm). Hệ số co rút thể tích

trung bình (0,45 - 0,54) ở gỗ Dầu rái và gỗ Sao đen nhưng cao (0,64) ở gỗ Xoan

mộc. Gỗ Dầu rái và gỗ Xoan mộc có hệ số uốn va đập trung bình (0,6 - 0,7),

gỗ Sao đen có hệ số uốn va đập cao (1,08). Lê Thu Hiền và cộng sự (2011).

Doãn Văn Dương và cộng sự (2018) đã nghiên cứu các tính chất vật lý và

cơ học của gỗ Xoan ta ở miền Bắc Việt Nam. Kết quả nghiên cứu đã báo cáo

các giá trị trung bình khối lượng thể tích, độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi

uốn tĩnh ở độ ẩm 12% tương ứng là 0,51 g /cm3; 78,58 MPa; 9,26 GPa. Trong

thân cây, khối lượng thể tích, độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh có

xu hướng tăng từ tâm ra vỏ cây. khối lượng thể tích có mối quan hệ tuyến

tính dương với cả độ bền uốn tĩnh(r = 0,85; p <0,001) và mô đun đàn hồi

uốn tĩnh (r = 0,73; p <0,001). Điều này cho thấy có khả năng cải thiện các

tính chất cơ học thông qua kiểm soát khối lượng thể tích Dương Văn Đoàn

và cộng sự (2018)

1.3. Tổng quan khu vực chọn mẫu nghiên cứu

1.3.1. Khái quát về Thái Nguyên

1.2.1.1. Địa hình

Thái Nguyên là tỉnh miền núi Bắc Bộ, thuộc vùng Đông Bắc, có tọa độ địa

lý là: 20020’ đến 22025’ vĩ độ Bắc và 105025’ đến 106016’ kinh độ Đông.

- Phía Bắc giáp tỉnh Bắc Cạn.

- Phía Đông Bắc giáp tỉnh Lạng Sơn.

- Phía Tây Bắc giáp tỉnh Tuyên Quang.

- Phía Tây Nam giáp tỉnh Vĩnh Phúc.

- Phía Đông Nam giáp tỉnh Bắc Giang.

- Phía Nam giáp Thủ đô Hà Nội.

18

Phía Bắc và Đông Bắc của tỉnh có địa hình cao, có độ cao từ 500m đến

1000m, độ dốc từ 25-300, núi đá hiểm trở, phức tạp, phần lớn là núi đá vôi.

Phía Nam là địa hình trung du, có nhiều đồi núi thấp dạng bát úp, độ cao trung

bình từ 20m-30m, độ dốc dưới 100.

1.3.1.2. Khí hậu

Tỉnh Thái Nguyên nằm trong khu vực mang đặc trưng của khí hậu nhiệt

đới gió mùa, với hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ đầu tháng 4 đến hết tháng 9, mùa

khô từ đầu tháng 10 đến hết tháng 3 năm sau.

Nhiệt độ trung bình năm ở các huyện phía Bắc và phía Nam chênh lệch

khoảng 0,50C đến 1,00C, nhiệt độ trung bình năm 22,50C đến 230C, số giờ

nắng trung bình năm 1.620 giờ.

Do sự chi phối của địa hình nên lượng mưa có nhiều khác nhau giữa

vùng phía Bắc và phía Nam của tỉnh. Thành phố Thái Nguyên lượng mưa trung

bình 2025mm/năm, huyện Định Hóa 1719 mm/năm.

Trên địa bàn tỉnh có hai hệ thống sông chính: Sông Cầu và Sông Công.

1.3.1.3. Hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp

* Theo Quy hoạch 3 loại rừng: Theo quyết định 1518/QĐ-UBND ngày

10/7/2014 của UBND tỉnh Thái Nguyên về việc phê duyệt điều chỉnh quy

hoạch 3 loại rừng tỉnh Thái Nguyên năm 2013 và đến năm 2020.

Tổng diện tích đất tự nhiên là 353.101,67 ha, trong đó:

+ Quy hoạch theo 3 loại rừng năm 2013

- Rừng phòng hộ: 45.999,43 ha; chiếm 25,57 % diện tích đất lâm nghiệp.

- Rừng đặc dụng: 36.237,42 ha; chiếm 20,14% diện tích đất lâm nghiệp.

- Rừng sản xuất: 97.677,43 ha; chiếm 54,29% diện tích đất lâm nghiệp.

+ Quy hoạch theo 3 loại rừng đến năm 2020

- Rừng phòng hộ: 43.000 ha; chiếm 24,04 % diện tích đất lâm nghiệp.

- Rừng đặc dụng: 36.300 ha; chiếm 20,29% diện tích đất lâm nghiệp.

19

- Rừng sản xuất: 99.573 ha; chiếm 55,67% diện tích đất lâm nghiệp.

* Theo kết quả kiểm kê rừng: Theo Quyết định số 1040/QĐ-UBND ngày

13/5/2016 của UBND tỉnh Thái Nguyên về việc phê duyệt kết quả kiểm kê rừng

tỉnh Thái Nguyên giai đoạn 2014-2015.

+ Tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp kiểm kê: 230.329,96 ha, trong đó:

- Diện tích có rừng: 172.491,11 ha.

- Diện tích đất chưa có rừng: 57.838,85 ha.

+ Diện tích rừng và đất lâm nghiệp phân theo mục đích sử dụng:

197.262,74 ha gồm có: rừng đặc dụng 40.386,64 ha; rừng phòng hộ 44.566,98

ha; rừng sản xuất 112.309,12 ha.

1.3.2. Khái quát về huyện Phú Lương

1.3.2.1. Vị trí địa lý

Phú Lương là một huyện miền núi nằm ở phía Bắc tỉnh Thái Nguyên,

Trung tâm huyện cách Trung tâm thành phố Thái Nguyên khoảng 22 km về

phía Nam dọc theo Quốc lộ 3. Địa hình huyện Phú Lương bao gồm nhiều đồi

núi dạng bát úp xen kẽ những thung lũng. Có các vị trí tiếp giáp như sau:

- Phía Bắc giáp huyện Chợ Mới (tỉnh Bắc Kạn).

- Phía Nam và Đông Nam giáp thành phố Thái Nguyên.

- Phía Tây giáp huyện Định Hoá.

- Phía Tây Nam giáp huyện Đại Từ.

- Phía Đông giáp huyện Đồng Hỷ.

20

Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lí huyện Phú Lương

Do có vị trí như vậy nên Phú Lương có điều kiện thuận lợi trong việc giao

lưu, thông thương buôn bán, trao đổi hàng hóa với các huyện lân cận và 2 tỉnh

Bắc Kạn, Cao Bằng. Đặc biệt là cung cấp sản phẩm hàng hóa cho một thị trường

lớn là: thành phố Thái Nguyên và tỉnh Bắc Kạn.

1.3.2.2. Địa hình

Địa hình huyện Phú Lương tương đối phức tạp, độ cao trung bình so với

mặt nước biển từ 100 m đến 400 m. Các xã ở vùng Bắc và Tây bắc huyện có

nhiều núi cao, độ cao trung bình từ 300 m đến 400 m, độ dốc phần lớn trên 200,

thảm thực vật dầy, tán che phủ cao, phần nhiều là rừng xanh quanh năm. Các

xã ở vùng phía Nam huyện địa hình bằng phẳng hơn, có nhiều đồi và núi thấp,

độ dốc thường dưới 150. Đây là vùng địa hình mang tính chất của vùng trung

21

du nhiều đồi, ít ruộng. Từ phía Bắc xuống phía Nam huyện, độ cao giảm dần.

Huyện có tổng diện tích tự nhiên 35071 ha với 15 đơn vị hành chính, bao

gồm 02 thị trấn và 13 xã. Thị trấn Đu là trung tâm huyện lỵ.

Theo kết quả đo trên bản đồ địa hình 1/25.000 của huyện thì diện tích có

độ dốc tương đối bằng (dưới 8o) chiếm 30,4% diện tích của huyện, diện tích có

độ dốc trên 200 chiếm 31,3% diện tích của huyện.

1.3.2.3. Khí hậu

Phú Lương nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, với hai mùa đông

lạnh và hè nắng nóng rõ rệt: Mùa đông (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau) nhiệt

độ xuống thấp, có khi tới 30oC, thường xuyên có các đợt gió mùa Đông Bắc

hanh khô; mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10, nhiệt độ cao, nhiều khi có mưa

lớn và tập trung.

- Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm từ 220C, tổng tích nhiệt độ 80000C.

Nhiệt độ bình quân cao nhất trong mùa nắng đạt khoảng 27,20C, tháng 7 là

tháng có nhiệt độ trung bình cao nhất, có năm lên tới 28 ÷ 290C; nhiệt độ bình

quân trong mùa đông khoảng 200C, thấp nhất là tháng 1 khoảng 15,60C.

- Chế độ mưa: Phú Lương có lượng mưa bình quân khá cao khoảng từ

2.000 - 2.100mm/năm. Mưa thường tập trung vào thời gian từ tháng 4 đến tháng

10, có thể chiếm tới trên 90% tổng lượng mưa cả năm; tháng 7 có lượng mưa

lớn nhất, bình quân 410 ÷ 420mm/tháng. Tháng 12 và tháng 1 là những tháng

mưa ít, lượng mưa khoảng 24 - 25mm/tháng.

- Độ ẩm: Phú Lương có độ ẩm tương đối, trung bình năm khoảng 83 ÷ 84%.

- Nắng: Phú Lương có số giờ nắng khá cao trung bình 5 ÷ 6 giờ/ngày (đạt

khoảng 1.630 giờ/năm), năng lượng bức xạ khoảng 115 Kcal/cm2. và tổng tích

nhiệt khoảng 8.0000C. Các tháng có số giờ nắng cao thường vào tháng 5, 6, 7,

8, và tháng số giờ nắng thấp vào tháng 1, tháng 2.

22

- Gió: Phú Lương có 2 hướng gió chính là gió Bắc và Đông Bắc: từ tháng

10 đến tháng 4 năm sau, thịnh hành là gió Bắc và gió Đông Bắc, tốc độ gió từ 2

÷ 4m/s. Gió mùa Đông Bắc tràn về theo đợt, mỗi đợt kéo dài từ 3 đến 5 ngày,

tốc độ gió trong những đợt gió mùa Đông Bắc đạt tới cấp 5, cấp 6. Đặc biệt gió

mùa Đông Bắc tràn về thường lạnh, giá rét, ảnh hưởng đến mùa màng, gia súc

và sức khỏe con người.

Nhìn chung, điều kiện khí hậu Phú Lương cho phép phát triển nhiều loại

cây trồng: cây công nghiệp dài ngày, cây ăn quả, trồng rừng hoặc nông, lâm kết

hợp...có thể bố trí chuyển đổi cơ cấu cây trồng với các loại cây trồng khác nhau,

đồng thời tạo chế độ che phủ quanh năm.

1.3.2.4. Thủy văn

Phú Lương có hệ thống sông ngòi khá dày đặc, (bình quân 0,2km/km2),

trữ lượng thủy văn cao, đủ cung cấp nước cho sản xuất và sinh hoạt của dân

cư trong huyện. Thủy chế các sông suối trong vùng khá phức tạp, mà sự tương

phản chính là sự phân phối dòng chảy không đều trong năm, mùa mưa nước

dồn nhanh về các sông chính tạo nên dòng chảy xiết, lũ, ngập các tuyến đường.

- Sông Chu và các hợp thủy của nó nằm ở khu vực phía Bắc của huyện,

nhánh chính dài khoảng 10km.

- Sông Đu được tạo thành bởi hai nhánh chính, một nhánh bắt nguồn từ

Tây Bắc xã Hợp Thành và một nhánh từ phía Bắc xã Động Đạt. Hai nhánh gặp

nhau ở phía trên thị trấn Đu và chảy về sông Cầu qua đoạn sông Giang Tiên,

tổng chiều dài toàn hệ thống khoảng 45km.

- Sông Cầu chảy từ phía Bắc xuống theo đường ranh giới phía Đông của

Phú Lương (tiếp giáp với huyện Đồng Hỷ) qua các xã Phú Đô, Tức Tranh,

Vô Tranh, Sơn Cẩm. Đoạn sông Cầu chảy qua địa bàn huyện Phú Lương dài

17km vừa là nguồn cung cấp nước chủ yếu cho sinh hoạt và sản xuất của khu

23

vực phía Nam huyện vừa là một trong những tuyến giao thông thủy quan

trọng của huyện.

1.3.3. Các nguồn tài nguyên

1.3.3.1. Tài nguyên đất

Theo kết quả tổng hợp trên bản đồ thổ nhưỡng 1/25.000 của huyện, trên

địa bàn huyện Phú Lương có 13 loại đất chính sau:

- Đất phù sa được bồi: Diện tích khoảng 37 ha, phân bố chủ yếu ven sông

Cầu thuộc các xã Phú Đô, Vô Tranh, Tức Tranh.

- Đất phù sa không được bồi: Diện tích khoảng 400 ha, phân bố tập trung

ven sông Đu và sông Cầu.

- Đất phù sa ngòi suối: Diện tích khoảng 1.381 ha, phân bố chủ yếu ở các

xã Yên Ninh, Yên Trạch, Động Đạt, Ôn Lương.

- Đất phù sa có tầng loang lổ đổ vàng: Diện tích khoảng 468 ha, phân bố

tập trung ở xã Hợp Thành.

- Đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa: Diện tích khoảng 193,00 ha, phân bố

tập trung ở khu vực xã Phấn Mễ và thị trấn Đu.

- Đất dốc tụ: Diện tích khoảng 527,00 ha, phân bố rải rác ở các xã trong

huyện, nhưng tập trung nhiều ở các xã Động Đạt, Hợp Thành, Phấn Mễ, Vô

Tranh, Tức Tranh.

- Đất bạc màu: Diện tích khoảng 312,00 ha, phân bố tập trung ở xã Yên

Đổ, Cổ Lũng.

- Đất nâu vàng trên phù sa cổ: Diện tích khoảng 1.496,00 ha, phân bố tập

trung ở các xã Vô Tranh, Sơn Cẩm, Cổ Lũng, Phấn Mễ và thị trấn Đu.

- Đất nâu đỏ trên đá vôi: Diện tích khoảng 881,00 ha, phân bố tập trung ở

xã Yên Ninh, Yên Đổ và Yên Lạc. Chủ yếu phân bố ở độ dốc trên 200.

- Đất vàng nhạt trên đá cát: Diện tích khoảng 4.731 ha, phân bố tập trung

ở xã Yên Ninh, Động Đạt, Vô Tranh, Tức Tranh và Cổ Lũng. Loại đất này

thường phân bố ở độ dốc 10 ÷ 200 và thường có tầng đất mỏng.

24

- Đất đỏ vàng trên phiến thạch sét: Đây là loại đất có diện tích lớn nhất

so với các loại đất khác của huyện, diện tích khoảng 13.050 ha, (chiếm

khoảng 40% diện tích các loại đất của huyện). Loại đất này phân bố tập trung

ở các xã phía Bắc huyện, phần lớn đất có độ dốc 15 ÷ 250, đa số diện tích có

tầng dày 50 ÷ 70cm, tương đối thích hợp với trồng cây dài ngày và trồng cây

nông - lâm kết hợp.

- Đất nâu đỏ trên đá mác ma ba zơ và trung tính: Diện tích khoảng 4.187

ha, phân bố ở khu vực phía bắc xã Yên Ninh, phía tây xã Phấn Mễ, Phủ Lý -

Yên Lạc và khu vực thị trấn Đu. Loại đất này thường có độ dốc cao 20 ÷ 250.

- Đất đỏ vàng trên đá biến chất: Diện tích khoảng 1.900 ha, phân bố tập

trung ở các xã Yên Ninh, Yên Trạch, Yên Đổ. Loại đất này thường có độ dốc

20 ÷ 250, độ phì khá, thích hợp với trồng cây dài ngày (chè, cây ăn quả).

Đánh giá chung: Tài nguyên đất Phú Lương có sự phong phú về nhóm,

loại đất nên quá trình khai thác sử dụng có thể cho phép đa dạng hóa các loại

hình sử dụng với nhiều loại cây trồng như cây rừng, cây ăn trái, cây công nghiệp

dài ngày và các loại cây công nghiệp ngắn ngày. Các loại đất phù sa, đất dốc

tụ, đất bạc màu, đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa thường có độ dốc từ 0 ÷ 30,

rất thuận lợi cho sản xuất cây hàng năm, nhưng chỉ chiếm 23,5% diện tích đất

đai của huyện do đó cần ưu tiên bố trí sử dụng các loại đất trên vào sản xuất

nông nghiệp (chủ yếu là đất trồng cây hàng năm), hạn chế đến mức thấp nhất

việc bố trí các loại đất này cho mục đích phi nông nghiệp. Đất đỏ vàng trên

phiến thạch sét và đất nâu đỏ trên đá mácma bazơ và trung tính diện tích

chiếm tới 50% diện tích các loại đất của huyện, 2 loại đất tương đối phù hợp

với trồng cây công nghiệp dài ngày, cây ăn quả và sản xuất theo hướng nông

- lâm kết hợp.

1.3.3.2. Tài nguyên nước

- Nguồn nước mặt: Nằm trong vùng có lượng mưa tương đối lớn (trung bình

2.000 ÷ 2.100 mm/năm) và hệ thống sông suối khá nhiều, trong đó có sông lớn như

25

sông Chu, sông Đu, sông Cầu nên dòng chảy của các sông suối trong huyện Phú

Lương cũng khá dồi dào. Ngoài ra trên địa bàn huyện có các hồ thủy lợi và nuôi

trồng thủy sản rất có giá trị như hồ Ô Rô (Phủ Lý), hồ Đầm Ấu, Tuông Lạc (Ôn

Lương), hồ Khuân Lân, Phủ Khuôn (Hợp Thành), hồ Núi Mủn (Cổ Lũng), hồ Suối

Mạ (Yên Trạch). Kết quả quan trắc phân tích chất lượng nước mặt cho thấy: hầu

hết các chỉ tiêu vật lý - hóa học - vi sinh của các mẫu nước sông trên địa bàn

huyện còn khá tốt và nằm trong giới hạn của tiêu chuẩn chất lượng nước mặt loại

B, một số chỉ tiêu đạt tiêu chuẩn chất lượng loại A (TCVN 5942 - 1995). Tuy

nhiên do nguồn nước mặt có sự phân bố theo mùa nên việc sử dụng phục vụ cho

sản xuất và sinh hoạt còn hạn chế.

- Nguồn nước ngầm: Độ sâu mực nước ở trung tâm các lưu vực vào khoảng

1 ÷ 2m, trên các vùng đồi núi thì mực nước ngầm nằm sâu hơn (2 ÷ 5 m), các

tầng chứa nước là lỗ hổng ở Phú Lương có bề dày khá lớn (10 ÷ 30 m). Nguồn

nước ngầm ở Phú Lương khá dồi dào nhưng phân bố không đồng đều và mức

độ nông sâu thay đổi phụ thuộc vào địa hình và lượng mưa. Về chất lượng nước

dưới đất thường có tổng khoáng hoá trong khoảng 0,2 ÷ 0,4 g/l, nhìn chung đạt

các tiêu chuẩn vệ sinh để sử dụng vào sản xuất và sinh hoạt.

1.3.3.3. Tài nguyên rừng

Căn cứ kết quả tổng hợp diện tích rừng và đất lâm nghiệp theo rà soát

quy hoạch 3 loại rừng huyện Phú Lương năm 2011. Tổng diện tích đất có rừng

là 16.757,52 ha, trong đó rừng tự nhiên là 5.184,1ha, rừng trồng là 11.245,92

ha. Đất không có rừng quy hoạch cho lâm nghiệp là 255,24 ha.

Trong đó:

- Diện tích đất rừng phòng hộ là: 3.586,30 ha; đất có rừng: 3.572,90 ha.

- Diện tích đất rừng sản xuất là: 13.526,96 ha; đất có rừng là: 13.224,92 ha.

- Độ che phủ của rừng theo tiêu chí mới là: 39,25 ha.

Hiện trạng rừng trên địa bàn huyện Phú Lương chủ yếu là rừng trồng,

diện tích rừng tự nhiên còn rất ít, nhỏ lẻ, không tập trung. Hiên nay rừng tập

26

trung trên địa bàn huyện còn lại khu rừng phòng hộ đầu nguồn (rừng Mạn Đồ)

với diện tích: 878,96 ha thuộc địa phận xã Yên Lạc, huyện Phú Lương. Do Ban

chỉ huy quân sự huyện Phú Lương trông coi bảo vệ.

1.3.3.4. Tài nguyên nhân văn

* Tài nguyên nhân văn: Phú Lương là vùng đất có truyền thống yêu nước,

hiếu học. Qua quá trình hình thành và phát triển để lại nơi đây nhiều di tích (68 di

tích lịch sử, 48 di tích kiến trúc nghệ thuật), trong đó có 3 di tích cấp quốc gia, 2

di tích cấp tỉnh. Các di tích nổi tiếng như: KDT Đền Đuổm và Núi Đuổm (Động

Đạt), Địa điểm Đại hội chiến sĩ thi đua toàn quốc năm 1952, khu di tích Khuân

Luân (Hợp Thành), di tích lịch sử Chủ tịch Hồ Chí Minh ở Tân Long (Cổ Lũng)...

Phú Lương là huyện có nhiều dân tộc sinh sống (người Kinh chiếm 58,2%,

người Tày chiếm 19,22%, người Nùng chiếm 4,5%, người Sán Chay chiếm

10,19%, người Dao 2,4%, người Sán Dìu 4,45%...) và mang đậm vùng văn hóa

Việt Bắc với những nét đặc sắc như lễ hội Cầu mùa, hát Sấng Cộ (dân tộc Sán

Chay), lễ hội bánh dày (dân tộc Tày), văn hóa của dân tộc Dao Lô...

1.3.3.5. Thực trạng về môi trường

- Là huyện có mật độ dân số không cao, các khu vực đô thị, công nghiệp

chưa phát triển mạnh nên mức độ ô nhiễm môi trường nước, không khí, đất đai

chưa nghiêm trọng. Tuy nhiên do những nguyên nhân khác nhau ở một số vị

trí, một số lĩnh vực vấn đề môi trường đã và đang có ảnh hưởng nhất định.

- Tài nguyên đất: ngày được quan tâm nhưng sự thay đổi của thời tiết

(mưa, nắng kéo dài) và việc khai thác các nguồn tài nguyên chưa hợp lý đang

xảy ra các quá trình xói mòn, rửa trôi, sạt lở ở vùng đồi núi; lụt, ngập úng ở

một số khu vực ở các xã ven sông Cầu; sông Chu, sông Đu.

- Việc sử dụng hoá chất trong sản xuất nông nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản,

phát triển mạnh trong thời gian qua đang ảnh hưởng đến môi trường sinh thái

và sản xuất.

27

- Mức độ ô nhiễm không khí không đáng kể do hoạt động công nghiệp của

huyện chưa phát triển, tỷ lệ đô thị hoá còn thấp, song tại các địa điểm dân cư

tập trung, các khu chợ, dịch vụ... có lượng chất thải nhiều nhưng hệ thống thu

gom và xử lý nước, rác thải hoặc chưa đầu tư xử lý đúng quy định phần nào

làm ô nhiễm bầu không khí và nguồn nước mặt.

Từ những vấn đề nêu trên, trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội thì

vấn đề bảo vệ môi trường, cải tạo đất, nguồn nước và bảo vệ sự đa dạng sinh

học là hết sức cần thiết. Việc áp dụng các mô hình canh tác trên đất dốc nhằm

hạn chế xói mòn và rửa trôi đất, việc thâm canh tăng vụ, luân canh, xen canh

để tăng hệ số sử dụng đất cần được áp dụng rộng rãi. Bố trí cây trồng hợp lý,

khai thác có hiệu quả quỹ đất, bảo vệ tốt diện tích rừng hiện có, đẩy mạnh

việc trồng rừng, phủ xanh đất trống đồi núi trọc. Đối với các khu dân cư, khu

đô thị cần có biện pháp nhằm nâng cao nhận thức của người dân trong việc

bảo vệ môi trường, giữ gìn vệ sinh chung, tạo cảnh quan môi trường xanh,

sạch đẹp. Hạt kiểm lâm huyện Phú Lương, (2019).

1.3.3.6. Tổ chức quản lý của cơ sở

Cơ quan quản lý chung của huyện là Ủy Ban Nhân Dân Huyện. Với các

phòng ban khác nhau: Phòng Nông nghiệp, Phòng Y tế, Phòng Nội vụ, Phòng

Lao động thương binh và xã hội,…

Huyện Phú Lương có dân số là 106,847 người với 26.615 hộ, gồm 8 dân

tộc chủ yếu sinh sống tại 14 xã và 2 thị trấn, trong đó: dân tộc Kinh chiếm 58,52

%; dân tộc Tày chiếm 19,22 %; dân tộc Sán Chí 10,19 %; dân tộc Nùng 4,49

%; dân tộc Dao 2,38 %; dân tộc Sán Dìu 4,45 %; dân tộc Hoa 0,33 %; dân tộc

H’Mông 0,24 % và các dân tộc khác 0,18 %. Dân tộc Tày, Nùng chủ yếu sinh

sống ở phía Bắc và phía Tây của huyện, dân tộc Sán Chí chủ yếu sống ở phía

Đông, dân tộc Kinh chủ yếu sống ở phía Nam và trung tâm huyện. Với vị trí

sinh sống như vậy cộng với phong tục tập quán khác nhau của mỗi dân tộc,

trình độ dân trí còn hạn chế, nền kinh tế chủ yếu là nông nghiệp kết hợp với đồi

28

rừng nên đời sống nhân dân còn nhiều khó khăn về mọi mặt, nhất là về cơ sở

hạ tầng, giao thông đi lại còn chưa thuận lợi ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình

sản xuất, khả năng nhận thức, áp dụng khoa học kỹ thuật của nhân dân vào sản

xuất…

Đại bộ phận nhân dân các dân tộc Phú Lương sống ở nông thôn và sống

bằng nghề nông là chủ yếu nên số lao động trong nông nghiệp chiếm tỉ trọng

cao. Vốn là người lao động cần mẫn song trình độ dân trí thấp. Những năm vừa

qua huyện đã có nhiều giải pháp để giảm bớt khoảng cách giữa các dân tộc,

nâng cao dân trí, giảm bớt khoảng cách giàu nghèo giữa các vùng, số lao động

có tri thức của huyện cũng ngày càng tăng đã và đang tiếp cận với điều kiện

mới của nền kinh tế thị trường, có những đóng góp đáng kể cho sự phát triển

kinh tế - xã hội của huyện.

Sự nghiệp giáo dục của huyện ngày càng được nâng cao. Tổng số học

sinh các bậc học phổ thông hiện nay trong toàn huyện là: 20.799 học sinh; bình

quân cứ 5 người dân có 1 người đi học. Sự nghiệp giáo dục Phú Lương được sở

GD&ĐT tỉnh Thái Nguyên đánh giá có nhiều chuyển biến tốt. Huyện Phú Lương

phấn đấu và đã đạt tiêu chuẩn Quốc gia về phổ cập giáo dục Tiểu học đúng độ

tuổi năm 2003, đạt chuẩn phổ cập giáo dục Trung học cơ sở năm 2005. Hiện nay

đang tích cực phấn đấu đạt chuẩn phổ cập bậc Trung học vào năm 2013.

1.3.3.7. Cơ sở vật chất kỹ thuật

Cùng với xu thế chung của đất nước, trong công cuộc đổi mới và tiến

trình hội nhập phát triển kinh tế văn hóa - xã hội, Phú Lương đã và đang chuyển

biến mạnh mẽ nhất là về cơ cấu kinh tế nông nghiệp từ nền kinh tế tự cung tự

cấp sang hình thành kinh tế hàng hóa nông nghiệp đa thành phần và các thành

phần kinh tế nông nghiệp đều bình đẳng với nhau trong sản suất, kinh doanh.

Việc chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp trên địa bàn huyện một mặt tạo

ra sự cạnh tranh sôi động trên thị trường, thúc đẩy sản xuất kinh doanh mặt

khác nâng cao đời sống vật chất của người dân. Hiện nay, trên địa bàn huyện

29

có nhiều trang trại chăn nuôi với quy mô lớn, nhỏ khác nhau và cả hình thức

chăn nuôi theo hộ gia đình.

Triển khai thực hiện Nghị quyết Đại hội Đảng các cấp, Đảng bộ, Chính

quyền huyện Phú Lương đã tập trung chỉ đạo các địa phương, ban ngành, đoàn

thể, nhân dân các dân tộc trong huyện đã nỗ lực cố gắng khắc phục khó khăn, thi

đua trong phát triển kinh tế nông nghiệp thực hiện thắng lợi các chỉ tiêu đã đề ra.

Phát triển kinh tế nông nghiệp có bước chuyển biến tích cực theo định hướng

từng vùng mà Nghị quyết đại hội đề ra. Tốc độ tăng trưởng kinh tế nông nghiệp

tương đối khá: Nông nghiệp tăng 5,2 % (nghị quyết đại hội tăng 3,5 - 4 %); tỷ

trọng Nông - Lâm nghiệp giảm từ 42 % xuống còn 37 %.

Cơ cấu kinh tế nông nghiệp đã có sự chuyển dịch đáng kể, từ kinh tế thuần

nông tự cấp tự túc sang sản xuất hàng hoá gắn với thị trường nhưng chậm. Chủ

yếu vẫn là sản xuất nông - lâm nghiệp, tỷ trọng của công nghiệp còn nhỏ, khối

dịch vụ tăng chậm. Đồng thời, những điều kiện cho phát triển nông - lâm nghiệp

cũng rất thiếu, hệ thống thủy lợi, khuyến nông chưa đồng bộ và còn thấp.

1.3.3.8. Những thuận lợi và khó khăn

Thuận lợi

Phú Lương nằm trên tuyến Quốc lộ 3, một bên là hai tỉnh Bắc Kạn và

Cao Bằng thuộc vùng biên giới phía Bắc với một bên là thành phố Thái Nguyên,

vùng kinh tế trọng điểm của phía Bắc có trình độ phát triển cao và cách Trung

tâm khu công nghiệp Sông Công khoảng 30 km. Vì vậy có thể coi Phú Lương

là cửa ngõ thông thương của hai tỉnh Cao Bằng và Bắc Kạn.

Là vùng giàu về tài nguyên thiên nhiên gồm các loại nguyên liệu nông

lâm thuỷ sản, than đá, quặng Titan, Sắt... Cùng với kết cấu hạ tầng ngày càng

hoàn thiện gắn vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc với các tỉnh vùng núi phía

Bắc nên các dự án đầu tư trong nước và ngoài nước vào Thái Nguyên, trong đó

có huyện Phú Lương tăng lên nhanh chóng.

30

Khó khăn

Diễn biến dịch bệnh và thời tiết biến đổi phức tạp. Sản xuất nông - lâm

nghiệp vẫn là chủ yếu, năng xuất lao động xã hội còn thấp, khả năng tích luỹ

không đáng kể.

Hệ thống kết cấu hạ tầng phát triển chưa đồng bộ, nhiều nơi còn ở tình

trạng yếu kém, hạn chế khả năng thu hút các nhà đầu tư vào địa bàn huyện hoặc

không khuyến khích đầu tư trong nhân dân.

Các cơ sở công nghiệp được hình thành từ lâu nên trang thiết bị công nghệ

đã quá cũ kĩ và lạc hậu, sản phẩm còn hạn chế, nhiều sản phẩm sản xuất ra

không tiêu thụ được. Các mỏ than khai thác từ lâu hầu như đã cạn kiệt, khó

khai thác.

Phú Lương thiếu nhiều lao động có tay nghề cao, các nhà quản lý kinh

doanh và chuyên môn giỏi có trình độ, đáp ứng những thách thức gay gắt của

nền kinh tế thị trường.

1.4. Một số đặc điểm Keo tai tượng (Acacia mangium)

1.4.1. Đặc điểm hình thái

Keo tai tượng (Acacia mangium Willd) là loài cây sinh trưởng nhanh,

thuộc nhóm loài cây gỗ lớn, chiều cao có thể đạt tới 30m, đường kính trên

60cm. MacDicken và Brewbaker (1984). Hoa lưỡng tính, tràng hoa màu kem,

nhị nhiều vươn dài, hoa có mùi thơm,vị ngọt nhẹ. Quả có màu xanh lá cây rộng

3-5mm dài 7-8 cm, lúc chín có màu đen. Quả non thẳng, sau đó quả xoăn lại

bện vào nhau thành những bó không đều. Các hạt có màu nâu đen, sáng bóng

hạt dài từ 3-5mm và rộng 2-3mm. Keo tai tượng có thân thẳng đẹp, rễ có nốt

sần do cộng sinh với vi khuẩn Rhizobium nên có khả năng cải tạo đất, song có

nhược điểm là rễ nông, dễ bị đổ khi có gió bão. Racz, K.I. và Zakaria Ibrahim

(1986); Harwood, C.E. và William, E.R. (1991); Pinyopusarerk et al. (1993);

Faria (1995).

31

Phân bố và sinh thái: Keo tai tượng có nguồn gốc từ Australia, Papua New

Guinea (PNG) và Indonesia đã trở thành một loài cây được trồng phổ biến ở

vùng nhiệt đới. Phân bố chủ yếu từ 190 vĩ Nam đến 240 vĩ Bắc, độ cao 100 -

780m trên mặt nước biển. Keo tai tượng phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt

đới, lượng mưa trung bình từ 1446 - 2970 mm/năm song Keo tai tượng có thể

chịu được ở điều kiện khô hạn 1000 mm/năm. Keo tai tượng phù hợp với những

nơi có nhiệt độ bình quân từ 25 - 320C, đất hơi chua thoát nước tốt, pH từ 4,5 -

6,5. Pinyopusarerk et al. (1993).

Hạt Keo tai tượng có khả năng nảy mầm tốt, hạt sau khi xử lý bằng nước

sôi trong vòng 30 giây kích thích sự nảy mầm tốt, hạt có thể gieo trực tiếp vào

bầu hoặc gieo vào khay đến khi thành cây con thì cấy vào bầu. Cây 3 tháng tuổi

trong giai đoạn vườn ươm cao từ 25-40 cm. Srivastava (1993). Keo tai tượng ở

Philippines để lấy hạt khi bón phân lân tăng khả năng đậu quả. Manubag et al.

(1995). Keo tai tương có thể trồng với các mật độ khác nhau phụ thuộc vào

mục đích kinh doanh và độ phì của đất. Trồng rừng để cung cấp gỗ với mật độ

trung bình 1100 cây/ha. Srivastava (1993).

Cây gỗ trung bình, chiều cao biến động từ 7 đến 30 m, đường kính ở giai

đoạn trưởng thành từ 25-35cm, đôi khi trên 50 cm. Thân thẳng, vỏ có màu nâu

xám đến nâu, xù xì, có vết nứt dọc. Tán lá xanh quanh năm, hình trứng hoặc

hình tháp, thường phân cành cao. Cây mầm giai đoạn vài tháng tuổi có lá kép

lông chim 2 lần, cuống lá thường dẹt gọi là lá thật, các lá ra sau là lá đơn, mọc

cách, gọi là lá giả, phiến lá hình trứng hoặc trái xoan dài, đầu có mũi lồi tù. Lá

giả có 4 gân dọc song song nổi rõ và cũng là loại lá trưởng thành tồn tại đến hết

đời của cây.

Hoa tự hình bông dài gần bằng lá, mọc lẻ hoặc tập trung 2-4 hoa tự ở

nách lá. Hoa đều lưỡng tính có màu trắng nhạt hoặc màu kem, cây 18-24 tháng

tuổi đã có thể ra hoa nhưng ra hoa nhiều nhất vào tuổi 4-5, mùa hoa chính

thường vào tháng 6-7.

32

Quả đậu, dẹt, mỏng, khi già khô vỏ quả cong xoắn lại. Hạt hình trái xoan

hơi dẹt, màu đen và bóng, vỏ dày, cứng, có dính giải màu đỏ vàng, khi chín và

khô vỏ nứt hạt rơi ra mang theo giải đó hấp dẫn kiến và chim giúp phát tán hạt

đi xa hơn. Một kg hạt có từ 52000 - 95000 hạt.

Rễ phát triển mạnh cả rễ cọc và rễ bàng, đầu rễ cám có nhiều nốt sần

chứa vi khuẩn cộng sinh có khả năng cố định đạm.

1.4.2. Đặc điểm sinh thái

Vào đầu những năm 80 của thế kỷ trước được sự tài trợ của một số tổ

chức quốc tế, cùng với một số loài keo vùng thấp khác, Keo tai tượng đã được

đưa vào gây trồng khảo nghiệm ở một số vùng sinh thái chính của nước ta.

Ngày nay, bên cạnh việc nguồn giống ngày càng được cải thiện về chất lượng

một phần thì diện tích trồng keo tai tượng cũng được mở rộng ở hầu hết các

tỉnh trong cả nước với khoảng 200000 ha tính đến năm 2006.

Đây là loài có biên độ sinh thái rộng, thích nghi được với nhiều vùng lập

địa khác nhau, có thể trồng trên đất bị xói mòn, nghèo dinh dưỡng, đất chua,

bồi tụ, đất phù sa, với độ pH từ 4 - 4,5. Cũng có thể sống được ở những vùng

ngập úng, thoát nước kém. Tuy nhiên ở những nơi này chúng sinh trưởng kém

và thường phân cành sớm, chiều cao không quá 10m. Sinh trưởng tốt nhất là

trên đất sâu, ẩm và giầu dinh dưỡng, thoáng khí và thoát nước tốt, cùng với độ

pH trung tính hoặc hơi chua.

1.4.3. Ưu điểm của Keo tai tượng

Cây Keo tai tượng là loài cây họ đậu, có bộ rễ có nốt sần cố định đạm và

được phục hồi và sinh trưởng trên các loại đất đai nghèo dinh dưỡng, bạt màu

và cải tạo lại môi trường đất rất tốt trong vòng 5 - 7 năm là loài cây sinh trưởng

và phát triển nhanh hơn loài cây keo lai giâm hom.

Việc trồng rừng keo tai tượng cho sản phẩm gỗ trong vòng 6 - 7 năm là

mục tiêu chủ yếu để kinh doanh rừng vào làm nguyên liệu giấy, gỗ dăm,…ít

sản phẩm làm gỗ lớn.

33

Cây Keo tai tượng chỉ cho 1 thân nên việc nuôi dưỡng rừng dễ dàng hơn

các loài cây khác như keo lai giâm hom,…

Cây con do ương từ hạt (sinh sản hữu tính), nên hệ rễ cây keo tai tượng

luôn luôn là hệ rễ phát triển là rễ cọc ăn sâu xuống đất nên việc lấy nước ở tầng

sâu sẽ dễ dàng khi có mùa khô hạn.

Lá cây Keo tai tượng dễ phân hủy, các thảm mục để lại là nguồn phân

hữu cơ là thức ăn côn trùng có lợi cho đất, cho nên đất đai luôn bồi đắp và màu

mỡ qua hàng năm là mục tiêu để hướng đến phục hồi trồng các loài cây bản địa

lá rộng có giá trị như các loài họ Đậu; họ sao Dầu;…

1.4.4. Hướng sử dụng

Gỗ Keo tai tượng thường được dùng làm cột, sườn nhà, bàn ghế, giường,

tủ, gỗ công nghiệp dán lạng, bút chì, nguyên liệu giấy và ván nhân tạo. Hiện

nay Keo tai tượng cũng được định hướng cho trồng rửng thâm canh gỗ lớn để

sử dụng vào các sản phẩm cho mục đích cấu trúc.

1.4.5. Giá trị

Keo lai là một trong các loài cây chủ lực cung cấp gỗ nguyên liệu giấy.

Gỗ keo có các đặc tính kỹ thuật như độ bền cơ học dẻo dai, thích nghi với

thời tiết khắc nghiệt, có độ cong vênh thấp hơn so với một số loại gỗ tạp khác.

Được trồng và sản xuất một cách đại trà nên khi nhắm tới một sản phẩm nào

đó sử dụng gỗ keo sẽ được các sản phẩm đồng bộ nhất.

Tại Việt Nam, các loài cây keo tai tượng (Acacia mangium) và keo lá tràm

(Acacia auriculiformis) được trồng để làm nguyên liệu sản xuất giấy, cải tạo

vườn rừng, loại keo này được sử dụng trong công nghiệp sản xuất nước hoa do

nó có mùi thơm rất mạnh.

Keo từ khi trồng đến khu thu hoạch chỉ khoảng 10 năm là đã có thể sử dụng

được với đường kính thân cây từ 20 đến 25 cm cây keo Tai tượng có thể làm

cột chống, làm dầm nhà, dựng lán trại.

34

Gỗ Keo lai to, tròn là nguyên liệu sử dụng để sản xuất đồ nội thất xuất

khẩu. Cây keo với đường kính từ 17-18 cm trở lên có giá cao hơn hẳn so với

giá nguyên liệu dùng để sản xuất giấy. Ngoài ra keo lai còn dùng làm gỗ dán,

ván dán cao cấp, gỗ xẻ dùng trong xây dựng…

Cây keo ngày càng được trồng với quy mô lớn, nhằm nhanh chóng phủ

xanh đồi núi trọc keo được trồng thành rừng, hai bên đường quốc lộ, được trồng

trong các công viên, để ngăn bụi cho các ngôi nhà, keo được trồng để tạo bóng

mát trong các sân trường, để lấy gỗ, để chống sói mòn…

35

Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng và phạm vi

2.1.1. Đối tượng

- Đối tượng nghiên cứu của đề tài: Gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium)

ở ba tuổi là 7, 10, và 14.

2.1.2. Phạm vi

- Gỗ Keo tai tượng được trồng bằng hạt có nguồn gốc xuất xứ từ Úc (Acacia

mangium Willd) thuộc chương trình trồng rừng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái

Nguyên.

- Tính chất vật lý: Khối lượng thể tích gỗ Keo tai tượng.

- Tính chất cơ học: Độ bền uốn tĩnh, Mô đun đàn hồi uốn tĩnh

- Địa điểm nghiên cứu: Trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên.

- Thời gian nghiên cứu: Từ ngày:

2.2. Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu sự biến đổi khối lượng thể tích gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ

ở tuổi 7, 10, và 14.

- Nghiên cứu sự biến đổi độ bền uốn tĩnhvà mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo

hướng từ tâm ra vỏ ở tuổi 7, 10, và 14.

- Đánh giá ảnh hưởng của tuổi đến sự biến đổi của khối lượng thể tích, độ

bền uốn tĩnh, và mô đun đàn hồi uốn tĩnh.

- Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ học độ bền

uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp thu thập mẫu và xử lý mẫu

Vật liệu nghiên cứu: 15 cây Keo tai tượng ở 3 tuổi khác nhau 7, 10, và

14 (5 cây trên mỗi tuổi) trồng tại xã Động Đạt, huyện Phú Lương, tỉnh Thái

36

Nguyên được chọn để nghiên cứu. Các cây Keo tai tượng này nằm trong rừng

trồng thuộc chương trình trồng rừng gỗ Keo tai tượng từ nguồn hạt Úc thuộc

chương trình trồng rừng của tỉnh Thái Nguyên. Vị trí khu rừng trồng thu thập

cây mẫu ở tuổi 7 là E00417280, N02408224, tuổi 10 là E00414187,

N02402724, tuổi 14 là E00414070, N02402646. Các cây mẫu được lựa chọn

dựa vào một số tiêu chí như thân thẳng, không có các biểu hiện của khuyết tật,

sâu bệnh và có đường kính ngang ngực tương đối bằng nhau. Đường kính tại

chiều cao 1,3 m tính từ mặt đất của mỗi cây sẽ được đo và đánh dấu vị trí Bắc-

Nam trước khi chặt. Sau khi chặt, chiều cao của mỗi cây được đo bằng chiều

dài từ gốc đến điểm sinh trưởng cao nhất. Số liệu cơ bản của các cây mẫu được

trình bày trong Bảng 2.1.

Bảng 2.1. Thông tin cơ bản của các cây mẫu Keo tai tượng.

D1,3 (cm) Hvn (m) Cây

14,0 15,6 16,6 17,2 15,9 14,0 16,0 15,0 17,5 17,0

23,1 24,6 25,3 23,9 22,7 17,5 16,8 16,2 18,6 19,8

7 tuổi 1 2 3 4 5 10 tuổi 6 7 8 9 10 14 tuổi 11 12 13 14 15 18,8 24,2 27,4 24,5 23,6 16,2 16,5 17,0 21,0 20,4

37

Chú thích:

D1,3 là đường kính của cây tại vị trí 1,3 m tính từ mặt đất (cả vỏ);

Hvn là chiều cao của cây tính từ gốc đến điểm cao nhất sinh trưởng.

Hình 2.1. Chọn cây mẫu và đo đếm thông tin

Quy trình cắt khúc và xẻ mẫu được thực hiện như mô tả trong Hình 2.1.

Từ mỗi cây, một khúc gỗ dài 50 cm sẽ được cắt từ vị trí 1,05 đến 1,55 m tính

từ mặt đất lên sau đó để khô tự nhiên trong khoảng 2-3 tháng. Từ mỗi khúc,

các tấm ván dày 3 cm được xẻ đi qua tâm của khúc gỗ theo 2 hướng Bắc- Nam

và Đông - Tây. Các tấm ván tiếp tục được để khô tự nhiên trong khoảng 1 tháng.

Sau đó từ mỗi tấm các mẫu gỗ có kích thước 20 (xuyên tâm) × 20 (tiếp tuyến)

× 320 (dọc thớ) mm được cắt tại các vị trí 10, 50, và 90% chiều dài bán kính

theo hướng từ tâm ra vỏ tại 4 hướng Bắc, Nam, Đông, Tây để đo khối lượng

thể tích và các tính chất cơ học. Đối với cây 7 tuổi do đường kính cây còn bé

nên việc cắt mẫu chỉ tiến hành được ở vị trí gần tâm và gần vỏ tương ứng với

vị trí 10 và 90% chiều dài bán kính. Các mẫu chứa khuyết tật (mấu, mắt, cong

vênh) được loại bỏ. Tổng số mẫu không chứa khuyết tật, mấu mắt đảm bảo

38

cho thí nghiệm còn lại là 139 mẫu. Các mẫu gỗ sau đó được đặt trong phòng

thí nghiệm tiêu chuẩn ở nhiệt độ 20 oC và độ ẩm 60% tại Viện Nghiên cứu

và Phát triển Lâm Nghiệp đến khi đạt khối lượng không đổi.

Các mẫu gỗ sau khi đạt được khối lượng không đổi sẽ tiến hành đo giá trị

khối lượng thể tích tại Phòng thí nghiệm gỗ, trường Đại học Nông Lâm Thái

Nguyên. Sau đó, các tính chất cơ học độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh

được đo tại Phòng thí nghiệm gỗ, trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam. Một số

mẫu sau khi đo được lựa chọn ngẫu nhiên để kiểm tra độ ẩm bằng phương pháp

cân - sấy. Kết quả độ ẩm của mẫu đạt được là khoảng 12%.

Hình 2.2. Quy trình xẻ mẫu thí nghiệm từ mỗi cây Keo tai tượng

(Áp dụng cho cây tuổi 10 và 14; Tuổi 7 chỉ cắt ở 10 và 90% chiều dài bán kính)

39

Hình 2.3. Tiến hành thực hiện cắt mẫu thí nghiệm

2.3.2. Phương pháp thí nghiệm

2.3.2.1. Dụng cụ thí nghiệm

- Tủ sấy;

- Thước Panme điệnt tử (Chính xác đến 0,01 mm);

- Cân điện tử (Chính xác đến 0,01g);

40

- Máy thử sức bền vật liệu vạn năng INSTRON 5569, 50kN, điều khiển

bằng máy tính, sử dụng phần mềm MERLIN.

2.3.2.2. Phương pháp đo khối lượng thể tích theo TCVN 8048 - 2: (2009)

Trước khi đo tính chất cơ học, các mẫu gỗ được sử dụng để đo khối lượng

thể tích. Sau khi các mẫu gỗ đặt trong điều kiện tiêu chuẩn đạt khối lượng không

đổi, khối lượng và thể tích của từng mẫu được cân và đo. khối lượng thể tích

được tính toán theo công thức:

(g/cm3)

Trong đó: : khối lượng thể tích của gỗ (g/cm3);

m: khối lượng mẫu gỗ (g);

v: thể tích của mẫu gỗ (cm3).

Hình 2.4. Thực hiện thí nghiệm đo khối lượng thể tích

2.3.2.3. Phương pháp đo độ bền uốn tĩnh (Theo TCVN 8048 - 3: 2009)

41

- Độ bền uốn tĩnhđược đo bằng Máy thử sức bền vật liệu vạn năng

INSTRON 5569 tại phòng thí nghiệm gỗ, trường Đại học Lâm Nghiệp Việt

Nam.

- Độ bền uốn tĩnh độ bền uốn tĩnh được tính theo công thức:

(N/mm2 hoặc MPa)

Trong đó:

Pmax là tải trọng phá hoại, tính bằng N;

l là khoảng cách giữa hai gối tựa bằng 240 (mm);

b bề rộng mẫu, tính bằng mm;

h là bề cao mẫu, tính bằng mm.

2.3.2.4. Phương pháp đo mô đun đàn hồi uốn tĩnh (Theo TCVN 8048 - 4: 2009)

- Mô đun đàn hồi uốn tĩnh bằng Máy thử sức bền vật liệu vạn năng

INSTRON 5569 tại phòng thí nghiệm gỗ, trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam.

- Mô đun đàn hồi mô đun đàn hồi uốn tĩnh được tính bằng công thức:

1𝑃.l3 4𝑏ℎ3𝑓

(N/mm2 hoặc GPa) 𝑀𝑂𝐸 =

Trong đó:

Mô đun đàn hồi uốn tĩnh là mô đun đàn hồi uốn tĩnh (N/mm2);

P là tải trọng tính bằng N;

l là khoảng cách giữa hai gối tựa, bằng 240 mm;

b là chiều rộng mẫu tính bằng mm;

h là chiều cao mẫu tính bằng mm;

f là mũi tên võng, ứng với tải trọng P, tính bằng mm.

42

Hình 2.5. Thiết bị đo độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi uốn tĩnh

2.3.2.5. Phương pháp xác định độ ẩm mẫu gỗ (Theo TCVN 8048 - 1: 2009)

- Cân mẫu thử chính xác đến 0,5% khối lượng ở điều kiện khô tuyệt đối.

- Làm khô mẫu thử từ từ đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ (103 ± 2)

°C. Khối lượng không đổi được coi là đạt được nếu lượng hao hụt khối lượng

giữa hai lần cân liên tiếp thực hiện trong khoảng thời gian 6 h bằng nhau hoặc

không nhỏ hơn 0,5 % khối lượng mẫu thử.

- Mẫu thử của các miếng gỗ có chứa các chất hữu cơ dễ bay hơi (nhựa,

nhựa cây,...) vượt quá sai số của phép xác định về số lượng phải được làm khô

chân không.

- Sau khi làm nguội mẫu thử trong bình hút ẩm, nhanh chóng cân mẫu

thử để tránh tăng độ ẩm vượt quá 0,1 %. Độ chính xác của phép cân phải ít nhất

0,5% khối lượng của mẫu thử.

- Độ ẩm của mỗi mẫu thử, W, tính bằng % khối lượng, chính xác đến 1

%, theo công thức:

𝑚1− 𝑚2 𝑚1

𝑊 = × 100

43

Trong đó:

m1 là khối lượng của mẫu thử trước khi làm khô kiệt, tính bằng g;

m2 là khối lượng của mẫu thử sau khi làm khô kiệt, tính bằng g.

44

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Sự biến đổi về khối lượng thể tích theo hướng từ tâm ra vỏ

Bảng 3.1 trình bày giá trị khối lượng thể tích ở các vị trí 10, 50, và 90%

chiều dài bán kính theo hướng từ tâm đến vỏ ở ba tuổi 7, 10, và 14 gỗ Keo tai

tượng. Kết quả phân tích phương sai (ANOVA) cũng được trình bày trong

Bảng 3.1 để kiểm tra có thực sự khác biệt giá trị khối lượng thể tích giữa ba

vị trí bán kính.

KTTT gỗ Keo tai tượng ở tuổi 7 biến đổi từ 0,45 đến 0,51 g/cm3. KTTT

của tuổi 10 biến đổi từ 0,47 đến 0,54 g/cm3 và KTTT của tuổi 14 biến đổi từ 0,48

đến 0,56 g/cm3 (Bảng 3.1). Giá trị khối lượng thể tích của gỗ Keo tai tượng

trong nghiên cứu này là tương tự với các nghiên cứu trước. Phí Hồng Hải

(2018) đã báo cáo khối lượng thể tích của Keo tai tượng trồng Bình Dương

biến đổi từ 0,43 - 0,56 g/cm3. Chowdhury và cộng sự (2005) đã báo cáo kết

quả giá trị trung bình khối lượng thể tích của Keo tai tượng 10 tuổi trồng tại

Bangladesh là 520 kg/m3 (0,52 g/cm3) tương đương với kết quả Keo tai tượng

10 tuổi trong nghiên cứu này.

Bảng 3.1. Giá trị khối lượng thể tích và kết quả phân tích phương sai

giữa ba vị trí bán kính ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng

Vị trí bán kính (%) P-value

Tuổi

50 10 90

0,45b ± 0,04 0,51a ± 0,02 *** 7

0,47b ± 0,05 0,53a ± 0,03 0,54a ± 0,03 *** 10

0,48b ± 0,05 0,55a ± 0,03 0,56a ± 0,03 *** 14

Chú ý: ***: P < 0,001

45

Hình 3.1. Sự biến đổi khối lượng thể tích ở các tuổi khác nhau

của Keo tai tượng

Sự biến đổi về khối lượng thể tích của gỗ Keo tai tượng tại ba tuổi khác

nhau được thể hiện ở Hình 3.1. Kết quả phân tích phương sai đã chỉ ra rằng

khối lượng thể tích của gỗ Keo tai tượng 7 tuổi là thấp ở gần tâm và cao hơn rõ

rệt ở gần vỏ. Trong khi đó, gỗ Keo tai tượng 10 và 14 tuổi thì giá trị khối lượng

thể tích có xu hướng tăng lên từ tâm đến vị trí 50% chiều dài bán kính trước

khi có xu hướng không đổi ra vỏ khi kết quả phân tích ANOVA chỉ ra không

có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giá trị khối lượng thể tích ở 50 và 90%

chiều dài bán kính (bảng 3.1). trong nghiên cứu về cây keo lai (acacia hybrids)

của kim và cộng sự (2008) tác giả cũng đã báo cáo khối lượng thể tích của cây

keo lai có xu hướng tăng dần từ tâm ra ngoài vỏ. ngoài ra, xu hướng tương tự

cũng được báo cáo trong một số loài cây lá rộng khác. ví dụ trong nghiên cứu

về loài gỗ tống quá sủ, phạm văn chương (2014) đã chỉ ra rằng khối lượng thể

tích của gỗ tống quá sủ cũng có xu hướng tăng dần từ tâm ra vỏ. Cụ thể, khối

lượng thể tích gỗ biến động tăng dần từ tâm ra vỏ trong khoảng 0,32-0,43 g/cm3.

Bên cạnh đó, nghiên cứu về gỗ Xoan ta của Dương Van Đoàn và Junji

46

Matsumura (2018) cũng chỉ ra xu hướng biến đổi tương tự theo phương bán

kính. khối lượng thể tích gỗ Xoan ta theo chiều từ tâm ra vỏ ở các vị trí 10, 50

và 90% tương ứng là 0,39; 0,44 và 0,47 g/cm3.

3.2. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng

từ tâm ra vỏ

3.2.1. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ

Bảng 3.2. Giá trị độ bền uốn tĩnh và kết quả phân tích phương sai

giữa ba vị trí bán kính ở các độ tuổi khác nhau của Keo tai tượng

Vị trí bán kính (%) P-value

Tuổi

50 10 90

56,73b ± 11,14 73,05a ± 6,47 *** 7

61,94b ± 14,67 76,39a ± 11,96 76,16a ± 10,00 ** 10

65,13b ± 15,62 77,75a ± 13,30 77,99a ± 9,98 ** 14

Chú ý: **: P < 0,01; ***: P < 0,001

Bảng 3.2 đã trình bày giá trị độ bền uốn tĩnhở ba tuổi 7, 10, và 14 tại các

vị trí bán kính khác nhau của gỗ Keo tai tượng trồng tại Thái Nguyên. Giá trị

độ bền uốn tĩnhcủa gỗ Keo tai tượng 7 tuổi tại vị trí 10 và 90% chiều dài bán

kính lần lượt là 56,73 và 73,05 MPa. Giá trị độ bền uốn tĩnhcủa gỗ Keo tai

tượng 10 tuổi biến đổi từ 61,94 đến 76,16 MPa. Trong khi đó, giá trị độ bền

uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng 14 tuổi tại 10, 50, và 90% chiều dài bán kính lần

lượt là 65,13, 77,75, và 77,99 MPa. Kết quả nghiên cứu này là phù hợp với các

kết quả nghiên cứu trước đó về độ bền uốn tĩnhcủa Keo tai tượng. Sahri và cộng

sự (1998) đã nghiên cứu các tính chất cơ học của Keo tai tượng 6 tuổi trồng tại

47

các địa điểm khác nhau. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng giá trị độ bền uốn

tĩnh trung bình của gỗ Keo tai tượng trồng tại Indonesia, Malaysia và Thailand

lần lượt là 75,02, 68,15, và 80,54 MPa.

Xu hướng biến đổi của độ bền uốn tĩnh từ tâm ra vỏ ở cả ba tuổi gỗ Keo

tai tượng trong nghiên cứu này được chỉ ra ở Hình 3.2 và Bảng 3.2. Ở tuổi 7,

kết quả phân tích phương sai ANOVA đã chỉ ra có sự khác biệt rõ ràng giá trị

độ bền uốn tĩnhở gần tâm và gần vỏ. Trong khi đó, ở tuổi 10 và 14, độ bền

uốn tĩnh có xu hướng tăng dần từ vị trí 10 đến 50% chiều dài bán kính trước

khi biến đổi không đáng kể (không có ý nghĩa thống kê) hướng ra ngoài vỏ

(Bảng 3.2).

Hình 3.2. Sự biến đổi độ bền uốn tĩnh ở các tuổi khác nhau

của Keo tai tượng

Xu hướng độ bền uốn tĩnh có giá trị thấp ở gần tâm và cao hơn ở gần vỏ

cũng được báo cáo trong một số nghiên cứu khác ở một số loài gỗ lá rộng. Doan

Van Duong và Junji Matsumura (2018) đã báo cáo rằng giá trị độ bền uốn tĩnh

của gỗ Xoan ta 17-19 tuổi trồng tại phía bắc Việt Nam có xu hướng tăng dần

từ tâm ra vỏ với giá trị độ bền uốn tĩnh gần tâm là 54,64 MPa trong khi đó giá

trị độ bền uốn tĩnh ở gần vỏ là 98,94 MPa. Izekor và cộng sự (2010) cũng báo

48

cáo xu hướng biến đổi tương tự giá trị độ bền uốn tĩnh của gỗ Tếch theo phương

bán kính.

3.2.2. Sự biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra vỏ

Bảng 3.3 đã trình bày giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh mô đun đàn hồi

uốn tĩnh tại các vị trí bán kính khác nhau của Keo tai tượng trồng tại Thái

Nguyên ở tuổi 7, 10, và 14. Giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh ở tuổi 7 biến đổi

từ 6,56 đến 8,17 GPa. Trong khi đó giá trị trung bình mô đun đàn hồi uốn tĩnh

ở tuổi 10 và 14 biến đổi lần lượt từ 7,45 đến 9,55 GPa và từ 7,75 đến 10,14

GPa.

Sahri và cộng sự (1998) đã báo cáo rằng giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh

trung bình của gỗ Keo tai tượng 6 tuổi trồng tại Indonesia, Malaysia, và

Thailand lần lượt là 6,73, 6,29, và 6,17 GPa. Kết quả này là tương tự với giá trị

mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng 7 tuổi trong nghiên cứu này.

Bảng 3.3. Giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh và kết quả phân tích phương

sai giữa ba vị trí bán kính ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng

Vị trí bán kính (%) P-value Tuổi

10 90 50

6,56b ± 0,71 8,17a ± 0,94 *** 7

7,45b ± 1,26 9,29a ± 1,07 9,55a ± 0,65 *** 10

7,75b ± 1,10 9,55a ± 1,07 10,14a ± 0,88 *** 14

Chú ý: ***: P < 0,001

Xu hướng biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh được thể hiện qua Hình 3.3.

Xu hướng tăng mô đun đàn hồi uốn tĩnh từ tâm ra vỏ được nhìn thấy ở cả ba tuổi

7, 10, và 14. Phân tích thống kê ANOVA đã chỉ ra rằng: giá trị mô đun đàn hồi

49

uốn tĩnh đã thay đổi đáng kể từ vị trí 10% đến vị trí 50% chiều dài bán kính trước

khi ổn định ra ngoài vỏ.

Các nghiên cứu trước liên quan đến mô đun đàn hồi uốn tĩnh của một số

loài gỗ lá rộng cũng chỉ ra xu hướng tương tự được quan sát trong nghiên cứu

này. Machado và cộng sự (2014) đã nghiên cứu sự biến đổi mô đun đàn hồi

uốn tĩnh theo phương bán kính của loài Acacia melanoxylon. Các tác giả đã chỉ

ra rằng mô đun đàn hồi uốn tĩnh cũng có xu hướng tăng nhanh từ tâm đến vị trí

50% chiều dài bán kính trước khi biến đổi rất ít ra ngoài vỏ. Một số nghiên

cứu khác về sự biến đổi của mô đun đàn hồi uốn tĩnh theo hướng từ tâm ra

vỏ trong loài Tectona grandis Izeko và cộng sự (2010), Nauclea diderrichii

; Fuwape và Fabiyi (2003) cũng báo cáo xu hướng tương tự.

Hình 3.3. Sự biến đổi mô đun đàn hồi uốn tĩnh mô đun đàn hồi uốn tĩnh

ở các tuổi khác nhau của Keo tai tượng

Sự tăng dần về khối lượng thể tích cũng như các tính chất cơ học là do

sự tồn của phần gỗ sơ cấp (gỗ tuổi non) và phần gỗ thứ cấp (gỗ tuổi trưởng

thành). Như chúng ta đã biết, phần gỗ sơ cấp được hình thành vào những năm

đầu của quá trình sinh trưởng. Ở giai đoạn này, càng ở những năm đầu cây sinh

trưởng càng nhanh hay nói cách khác độ rộng vòng năm giảm dần từ tủy đến

50

phần gỗ trưởng thành. Tỉ lệ gỗ sơ cấp nhiều hay ít phụ thuộc vào loài cây và

các tế bào của phần gỗ sơ cấp có vách mỏng nên khối lượng thể tích của phần

gỗ sơ cấp thấp, trong khi đó phần gỗ trưởng thành chứa nhiều tế bào vách dày

nên có khối lượng thể tích cao hơn. Dương Văn Đoàn và cộng sự (2020).

3.3. Ảnh hưởng của tuổi đến sự thay đổi của khối lượng thể tích, độ bền

uốn tĩnh, và mô đun đàn hồi uốn tĩnh

Giá trị trung bình khối lượng thể tích của gỗ Keo tai tượng 7, 10, và 14

tuổi lần lượt là 0,48, 0,51, và 0,53 g/cm3 (Bảng 3.4). khối lượng thể tích có xu

hướng tăng lên khi tuổi cây tăng lên. giá trị trung bình khối lượng thể tích của

keo tai tượng 14 tuổi đã tăng khoảng 4% so với khối lượng thể tích cây 10 tuổi

và khoảng 10% so với khối lượng thể tích cây 7 tuổi. Tuy nhiên, kết quả phân

tích phương sai chỉ ra rằng chỉ có sự khác biệt rõ ràng có ý nghĩa thống kê giá

trị khối lượng thể tích của gỗ keo tai tượng 7 tuổi với gỗ 10 và 14 tuổi, nhưng

không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa gỗ keo tai tượng 10 và 14 tuổi

bảng 3.4.

Xu hướng tăng khối lượng thể tích khi tuổi cây tăng lên cũng được báo

cáo bởi Makino và cộng sự (2012). các tác giả đã nghiên cứu khối lượng thể

tích của keo tai tượng trồng tại Indonesian ở tuổi 5 và 7. kết quả chỉ ra rằng giá

trị trung bình khối lượng thể tích ở tuổi 5 và 7 lần lượt là 0,42 và 0,45 g/cm3.

Chowdhury và cộng sự (2014) cũng đã báo cáo rằng tuổi có ảnh hưởng rõ rệt

đến sự thay đổi khối lượng thể tích của gỗ keo tai tượng với giá trị khối lượng

thể tích ở các tuổi 10, 15, và 20 lần lượt là 0,51, 0,56, và 0,60 g/cm3.

Như vậy tuổi có ảnh hưởng rõ ràng đến khối lượng thể tích của Keo tai

tượng. Xu hướng khối lượng thể tích sẽ tăng khi tuổi cây tăng lên. Kết quả này

có thể được giải thích một phần bởi chiều dày vách tế bào sợi gỗ tăng lên khi

gỗ trưởng thành. Mitchell và Denne (1997).

51

Giá trị trung bình độ bền uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng 7, 10, và 14 tuổi

lần lượt là 64,38, 71,59, và 73,46 MPa (Bảng 3.4). Kết quả phân tích phương

sai đã chỉ ra rằng giá trị độ bền uốn tĩnhcủa gỗ keo tai tượng 10 tuổi là cao hơn

rõ ràng so với độ bền uốn tĩnhở tuổi 7 nhưng sau đó độ bền uốn tĩnh tăng chậm

và không có ý nghĩa thống kê so với độ bền uốn tĩnh ở tuổi 14.

Bảng 3.4. Kết quả phân tích phương sai sự khác biệt các tính chất gỗ

ở 3 tuổi khác nhau của gỗ Keo tai tượng

Tuổi P-value Tính chất gỗ 7 14 10

Khối lượng thể 0,48b ± 0,04 0,51a ± 0,05 0,53a ± 0,05 *** tích (g/cm3)

Độ bền uốn 64,38b ± 10,55 71,59a ± 13,92 73,46a ± 14,44 ** tĩnh (MPA)

Mô đun đàn

7,31b ± 1,15 8,77a ± 1,38 9,10a ± 1,43 *** hồi uốn tĩnh

(GPA)

Chú ý: **: P < 0,01; ***: P < 0,001

Kết quả nghiên cứu tương tự cũng được tìm thấy đối với giá trị mô đun

đàn hồi uốn tĩnh. giá trị trung bình mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ Keo tai

tượng 7, 10, và 14 tuổi lần lượt là 7,31, 8,77, và 9,10 GPa (Bảng 3.4). Kết quả

phân tích phương sai cũng chỉ ra rằng có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê được

tìm thấy giữa giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng 7 tuổi so với

10 và 14 tuổi, trong khi đó không có sự khác biệt giá trị mô đun đàn hồi uốn

tĩnh giữa gỗ Keo tai tượng 10 và 14 tuổi.

52

Kết quả của nghiên cứu này đã chỉ ra rằng gỗ Keo tai tượng trồng bằng

hạt có nguồn gốc Úc tại Thái Nguyên có xu hướng tăng rõ rệt các tính chất gỗ

như khối lượng thể tích, độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh từ 7 đến 10

tuổi nhưng sau đó các tính chất gỗ đó có xu hướng tăng chậm và không có sự

khác biệt có ý nghĩa thống kê với gỗ 14 tuổi. Đây là thông tin rất quan trọng

đối với người trồng rừng cũng như các nhà chế biến gỗ trong việc có quyết định

kéo dài thời gian trồng cây Keo tai tượng sau 10 năm hay không, bởi vì các tính

chất sinh trưởng (đường kính, chiều cao) cây có thể tăng, nhưng các tính chất

gỗ có thể không thay đổi.

3.4. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và các tính chất cơ học

3.4.1. Mối tương quan giữa độ bền uốn tĩnh và khối lượng thể tích

Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và độ bền uốn tĩnh của gỗ Keo

tai tượng ở ba tuổi khác nhau (7, 10, và 14) cũng như mô hình dự đoán các tính

chất cơ học dựa vào thông số khối lượng thể tích được trình bày trong Bảng 3.5

và Hình 3.4.

Kết quả trong Bảng 3.5 đã chỉ ra rằng, giá trị độ bền uốn tĩnh của gỗ Keo

tai tượng có mối tương quan tuyến tính dương mạnh với khối lượng thể tích ở

cả ba cấp độ tuổi. Hệ số tương quan r của độ bền uốn tĩnhvới khối lượng thể

tích ở tuổi 7, 10, và 14 lần lượt là 0,79, 0,82, và 0,65. Khi kết hợp mẫu ở cả

ba độ tuổi thì hệ số tương quan giữa độ bền uốn tĩnhvà khối lượng thể tích

là 0,72. Hình 3.7 đã biểu diễn mối quan hệ tuyến tĩnh giữa độ bền uốn tĩnh

và khối lượng thể tích khi kết hợp ở cả ba độ tuổi. Kết quả nghiên cứu này

đã chỉ ra rằng khối lượng thể tích là một chỉ số rất tốt để dự đoán độ bền uốn

tĩnh của gỗ keo tai tượng trồng tại Thái Nguyên.

53

Bảng 3.5. Mô hình dự đoán độ bền uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng

thông qua chỉ số khối lượng thể tích

Mô hình Tuổi Công thức P-value r

Độ bền uốn tĩnh= 210,89 × khối 7 0,79 *** lượng thể tích - 36,05

Độ bền uốn Độ bền uốn tĩnh= 243,99 × khối 10 0,82 *** tĩnh (MPa) lượng thể tích - 53,74

(~Khối

Độ bền uốn tĩnh= 156,61 × khối lượng thể 14 0,65 *** lượng thể tích - 9,54 tích)

Độ bền uốn tĩnh= 193,44 × Khối 0,72 *** Kết hợp lượng thể tích - 28,28

Chú ý: ***: P < 0,001

Hình 3.4. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích và độ bền uốn tĩnh

khi kết hợp cả ba tuổi

54

Dương Văn Đoàn và Junji Matsumuòa (2018) đã báo cáo rằng khối

lượng thể tích của gỗ Xoan ta trồng ở Tuyên Quang và Sơn La ở độ ẩm 12%

có hệ số tương quan với độ bền uốn tĩnh lần lượt là 0,93 và 0,84. Trong một

nghiên cứu khác Dương Văn Đoàn và cộng sự (2020) cũng báo cáo có hệ số

tương quan r =0,71 giữa khối lượng thể tích và độ bền uốn tĩnh của gỗ Mỡ

trồng tại Bắc Kạn, Việt Nam.

3.4.2. Mối tương quan giữa mô đun đàn hồi uốn tĩnh và khối lượng thể tích

Bảng 3.6. Mô hình dự đoán mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ Keo tai

tượng thông qua chỉ số khối lượng thể tích

Mô hình Tuổi Công thức P-value r

Mô Đun Đàn Hồi Uốn Tĩnh = 21,20 7 0,73 *** × Khối Lượng Thể Tích - 2,78 Mô Đun

Mô Đun Đàn Hồi Uốn Tĩnh = 21,95 Đàn Hồi 10 0,75 *** × Khối Lượng Thể Tích - 2,50 Uốn Tĩnh

(Gpa) Mô Đun Đàn Hồi Uốn Tĩnh = 20,13 14 0,72 *** (~Khối × Khối Lượng Thể Tích - 1,57

Lượng Thể Mô Đun Đàn Hồi Uốn Tĩnh = Kết Tích) 0,78 *** 23,05 × Khối Lượng Thể Tích - Hợp 3,22

Chú ý: ***: P < 0,001

Bảng 3.6 trình bày mô hình dự đoán mô đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ keo

tai tượng thông qua chỉ số khối lượng thể tích. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng

khối lượng thể tích có mối tương quan tuyến tính dương với mô đun đàn hồi uốn

tĩnh ở cả ba tuổi 7, 10, và 14 trong nghiên cứu này. hệ số tương quan giữa khối

lượng thể tích và mô đun đàn hồi uốn tĩnh ở tuổi 7, 10, và 14 lần lượt là 0,73, 0,75,

và 0,72. Khi kết hợp cả ba độ tuổi này thì hệ số tương quan được tìm thấy là 0,78

55

(Bảng 3.6 và Hình 3.5). Do vậy, kết quả nghiên cứu này đã gợi ý rằng giá trị mô

đun đàn hồi uốn tĩnh của gỗ Keo tai tượng trồng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái

Nguyên ở độ ẩm khoảng 12% không chứa khuyết tật, mấu mắt có thể được dự

đoán thông qua giá trị khối lượng thể tích bởi phương trình tuyến tính mô đun đàn

hồi uốn tĩnh = 23,05 × khối lượng thể tích - 3,22 (Bảng 3.6).

Khối lượng thể tích và các tính chất cơ học là những chỉ số quan trọng

được xem xét khi đánh giá chất lượng của gỗ. Nhiều nghiên cứu trên thế giới

cũng đã chỉ ra rằng khối lượng thể tích có mối tương quan tuyến tính dương

với giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh. Dương Văn Đoàn và Junji Matsumura

(2018) đã báo cáo rằng khối lượng thể tích của gỗ Xoan ta trồng ở Tuyên Quang

và Sơn La ở độ ẩm 12% có hệ số tương quan với mô đun đàn hồi uốn tĩnh

lần lượt là 0,72 và 0,79. Một số nghiên cứu khác cho loài Eucalyptus

tereticornis Sharma và cộng sự, (2005) và Tectona grandis Izekor và cộng

sự, (2010) cũng chỉ ra mối quan hệ tương tự giữa khối lượng thể tích và mô

đun đàn hồi uốn tĩnh.

Hình 3.5. Mối tương quan giữa khối lượng thể tích

và mô đun đàn hồi uốn tĩnh khi kết hợp cả ba tuổi

Như vậy, nghiên cứu này đã tìm thấy rằng khối lượng thể tích của gỗ

Keo tai tượng trồng tại Thái Nguyên có hệ số tương quan dương rất cao với các

56

tính chất cơ học bao gồm độ bền uốn tĩnhvà mô đun đàn hồi uốn tĩnh. khối

lượng thể tích là một thông số có thể điều chỉnh được thông qua các biện pháp

lâm sinh như chọn giống, tỉa thưa, chăm sóc,…do đó kết quả nghiên cứu này

sẽ là một tài liệu tham khảo cho các người trồng rừng, lâm trường trồng gỗ Keo

tai tượng trong việc có thể sử dụng các biện pháp lâm sinh để tác động làm tăng

giá trị khối lượng thể tích gỗ, từ đó sẽ làm tăng các giá trị cơ học gỗ Keo tai

tượng.

57

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

1. Kết luận

Qua kết quả nghiên cứu thực nghiệm về ảnh hưởng của tuổi (7, 10 và 14

tuổi) đến một số tính chất vật lý và cơ học của gỗ Keo tai tượng (Acacia

mangium) trồng tại huyện Phú Lương, tỉnh Thái Nguyên đã cho thấy tuổi có

ảnh hưởng rõ ràng đến khối lượng thể tích, độ bền uốn tĩnh và mô đun đàn hồi

uốn tĩnh, cụ thể:

1. Tính chất vật lý: Giá trị trung bình khối lượng thể tích ở độ ẩm 12% của

Keo tai tượng tuổi 7, 10, và 14 lần lượt là 0,48, 0,51, và 0,53 g/cm3. khối lượng

thể tích tăng lên rõ rệt từ tuổi 7 đến tuổi 10. Tuy nhiên, sau tuổi 10 giá trị khối

lượng thể tích tăng chậm và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê so với

tuổi 14.

2. Tính chất cơ học: Giá trị trung bình độ bền uốn tĩnh của gỗ Keo tai

tượng tuổi 7, 10, và 14 ở độ ẩm 12% lần lượt là 64,38, 71,59, và 73,46 MPa,

trong khi đó giá trị mô đun đàn hồi uốn tĩnh lần lượt là 7,31, 8,77, 9,10 GPa.

Xu hướng biến đổi của độ bền uốn tĩnhvà mô đun đàn hồi uốn tĩnh là tương tự

khi tuổi cây tăng lên. cả độ bền uốn tĩnhvà mô đun đàn hồi uốn tĩnh đã tăng lên

đáng kể từ tuổi 7 đến tuổi 10 nhưng sau đó tăng chậm dần và có xu hướng

không thay đổi đến tuổi 14.

3. Xu hướng biến đổi tính chất gỗ theo chiều bán kính: Cả khối lượng thể

tích, độ bền uốn tĩnh, và mô đun đàn hồi uốn tĩnh đều có giá trị thấp ở gần tâm

và cao hơn ở gần vỏ trong cả 3 cấp tuổi. Ở tuổi 10 va 14 các tính chất gỗ được

kiểm tra trong nghiên cứu này có xu hướng tăng nhanh từ tâm đến vị trí 50%

chiều dài bán kính, sau đó tăng chậm dần và có xu hướng không đổi ra ngoài vỏ.

4. Khối lượng thể tích có mối tương quan dương rõ ràng với các tính chất

cơ học ở tất cả các tuổi trong nghiên cứu này. Khối lượng thể tích là một chỉ số

58

dễ dàng để đo và tính toán, do đó khối lượng thể tích sẽ là một chỉ số để dự

đoán được các tính chất cơ học của gỗ Keo tai tượng trồng tại Thái Nguyên.

5. Kết quả của nghiên cứu này là tài liệu tham khảo quan trọng cho người

trồng rừng Keo tai tượng cũng như các nhà chế biến sản xuất gỗ khi chỉ ra rằng

khối lượng thể tích và các tính chất cơ học gỗ Keo tai tượng 10 tuổi trồng tại

Phú Lương, Thái Nguyên có xu hướng tăng chậm và không có sự khác biệt so

với gỗ 14 tuổi. Kết quả này nên được tham khảo khi quyết định có nên kéo dài

thời gian trồng gỗ Keo tai tượng sau 10 năm hay không.

2. Kiến nghị

1. Do thời gian và kinh phí hạn chế nên trong nghiên cứu này, tôi mới chỉ

nghiên cứu ở một khu vực nghiên cứu và mới chỉ nghiên cứu sự biến đổi khối

lượng thể tích, độ bền uốn tĩnh, mô đun đàn hồi uốn tĩnh, theo hướng từ tâm ra

vỏ ở vị trí chiều cao 1,3 m, chưa nghiên cứu hết được các tính chất cơ vật lý

của cây Keo tai tượng nên chưa làm rõ hết được các tính chất ở các độ tuổi của

loài này.

2. Tôi đề nghị cần tiếp tục nghiên cứu ở nhiều khu vực có các điều kiện

khí hậu, thổ nhưỡng khác nhau có trồng loài này.

3. Cần tiếp tục nghiên cứu thêm các tính chất vật lý, cơ học khác ở các

tuổi này của Keo tai tượng như độ co rút, giãn nở, lực ép dọc thớ,…để có đầy

đủ các thông tin.

4. Trong nghiên cứu này Keo tai tượng có nguồn gốc từ hạt giống Úc, trong

khi đó hiện nay Keo tai tượng được trồng từ nhiều xuất xứ khác nhau, do đó cần

tiếp tục đánh giá, so sánh với gỗ Keo tai tượng từ các nguồn giống khác.

5. Trang thiết bị thí nghiệm phục vụ quá trình nghiên cứu còn thiếu và

chưa đáp ứng được yêu cầu thí nghiệm. Cần trang bị thêm các dụng cụ, phòng

thí nghiệm như: phòng chứa mẫu thí nghiệm đảm bảo các yêu cầu thí nghiệm,

thiết bị đo các tính chất cơ học gỗ.

59

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tiếng Việt

1. Bộ Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn (2019), Quyết định công bố hiện

trạng rừng toàn quốc năm 2019 (số 1423/QĐ-BNN-TCLN), Hà Nội.

60

2. Hạt kiểm lâm huyện Phú Lương (2019) Báo cáo đánh giá tình hình thực

hiện công tác quản lý bảo vệ rừng phòng hộ trên địa bàn huyện Phú Lương

năm 2019, Phú Lương, Thái Nguyên.

3. Hoàng Thị Hiền (2016), Xác định lượng co rút do sấy của ván xẻ một số

loại gỗ rừng trồng, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH sinh viên năm 2016,

Trường Đại Học Lâm Nghiệp.

4. Lê Thu Hiền, Đỗ Văn Bản, Nguyễn Tử Kim (2011), Tính chất vật lý, cơ

học và hướng sử dụng gỗ của một số loài cây cho trồng rừng sản xuất

vùng Đông Nam Bộ, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam.

5. Lê Xuân Tình (1998), Giáo trình khoa học gỗ, NXB Nông nghiệp, Hà Nội.

6. Nguyễn Đình Hưng (1990), Nghiên cứu những tính chất cơ bản và xác

định hướng sử dụng nguồn tài nguyên gỗ rừng Việt Nam, Báo cáo khoa

học công nghệ cấp nhà nước, mã số 04010601, Viện khoa học lâm nghiệp

Việt Nam.

7. Nguyễn Hoàng Nghĩa (2003), Phát triển các loài Keo (Acacia) ở Việt

Nam, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội.

8. Nguyễn Tử Kim (2015), Nghiên cứu cấu tạo, tính chất vật lý, cơ học và

thành phần hóa học của một số loại gỗ và tre phổ biến ở Việt Nam làm cơ

sở cho chế biến, bảo quản, Kết quả nghiên cứu đề tài cấp Bộ Nông nghiệp

và PTNT.

9. Nguyễn Tử Kim, Lê Thu Hiền (2010), Nghiên cứu tính chất cơ, vật lý và giải

phẫu của một số loài gỗ và tre thông dụng ở Việt Nam làm cơ sở cho chế

biến, bảo quản và sử dụng, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Hà Nội.

10. Nguyễn văn Thiết, Sichaleune Odone (2016), “Nghiên cứu sự thay đổi

khối lượng thề tích của cây Bạch đàn trắng (Ecalyptus camaldulensis

Dehn.)”, Tạp trí khoa học và công nghệ Lâm nghiệp, số 4-2016.

61

11. Phạm Văn Chương (2014), “Biến động tính chất theo phương bán kính

của gỗ Tống quá sủ trồng tại Sapa, Lào Cai”, Tạp chí KH&CN Lâm

nghiệp, số 3: 86-91.

12. Phí Hồng Hải (2018), “Biến dị và khả năng di truyền của một số tính chất

cơ lý gỗ trong các gia đình Keo tai tượng ở các khảo nghiệm hậu thế hệ 2”,

Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Tập 14:128-135.

13. Tổng cục Lâm nghiệp (2018), Hội nghị tổng kết năm 2018 và kế hoạch

phát triển lâm nghiệp 2019, Hà Nội.

14. Triệu Thị Thu Hà, Phí Hồng Hải (2016), “Nghiên cứu nhân giống invitro

các gia đình ưu việt Keo tai tượng (Acacia mangium Willd.) phục vụ trồng

rừng dòng vô tính theo gia đình”, Tạp chí Nông Nghiệp và Phát triển nông

thôn, 247-254.

15. Trịnh Hiền Mai (2018), “Ảnh hưởng của độ tuổi khai thác đến tính chất

vật lý và cơ học của ván bóc gỗ keo tai tượng (Acacia mangium Willd.)”,

Tạp trí khoa học và công nghệ Lâm nghiệp, số 6-2018.

16. Vũ Huy Đại (2005), Ảnh hưởng của đơn yếu tố tỷ suất nén đến một số

tính chất của gỗ biến tính. Đề tài Khoa học Công nghệ cấp Bộ Nông

nghiệp và PTNT.

17. Vũ Huy Đại (2014), Giáo trình công nghệ sấy gỗ, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội.

18. Vũ Huy Đại (2016), Giáo trình khoa học Gỗ, NXB Nông Nghiệp, Hà Nội.

62

II. Tiếng Anh

19. Arnold R, Cuevas E (2003), “Genetic variation in early growth, stem

straightness and survival in Acacia crassicarpa, A. mangium and

Eucalyptus urophylla in Bukidnon province, Philippines”, Journal of

Tropical Forest Science, 15(2), pp. 332-351.

20. Awang K, Taylor D (1993), Acacia mangium: Growth and Utilization.

MPTS Monograph Series No. 3, Winrock International and FAO,

Bangkok, Thailand, p.280.

21. Baggayan JL, Baggayan RL (1998), Potential of selected Acacia species

in Cebu province, Phillipines. In: Turnbull, J.W., Crompton, H.R. and

Pinyopusarerk, K. (eds). Recent Developments in Acacia Planting,

Proceedings of an international workshop, Hanoi, Vietnam, 27-30

October 1997, ACIAR Proceedings No. 82, 125-129.

22. Chowdhury MQ, Shams MI, Alam M (2005), “Effects of age and height

variation on physical properties of mangium (Acacia mangium Willd.)

wood”, Australian Forestry 68(1):17-19.

23. Doan Van Duong, Junji Matsumura (2018), “Within-stem variations in

mechanical properties of Melia azedarach planted in northern Vietnam”,

Journal of Wood Science (2018) 64:329 - 337.

24. Duong Van Doan, Tran Thi Thu Ha, Duong Thi Kim Hue, Trieu Thi Yen,

Nguyen Duc Thanh (2020), “Variations in wood density and mechanical

properties of Manglietia conifera Dandy planted in Bac Kan, Vietnam”

Journal of Forestry Science and Technology 9:121-126.

25. Fuwape JA, Fabiyi JS (2003), “Variations in strength properties of

plantation grown Nauclea diderrichii wood”, J Trop For Prod 9:45-53

63

26. Huaqiang YU, Rongjun Z, Feng F, Benhua F, Zehui J (2009), “Prediction

of mechanical properties of Chinese fir wood by near infrared

spectroscopy”, Front For China 3:368-373.

27. Izekor DN, Fuwape JA, Oluyege AO (2010), “Effects of density on

variations in the mechanical properties of 
 plantation grown Tectona

grandis wood”, Arch Appl Sci Res 2(6):113-120

28. Kim NT, Ochiishi M, Matsumura J, Oda K (2008), “Variation in wood

properties of six natural acacia hybrid clones in northern Vietnam”, J

Wood Sci 54:436-442

29. Lin J, Chen PL, Huang JE (1984), “Investigation of growth properties of

Chinese fir, Xihou forest, Nanping, Fujian”, Journal of Fujian College of

Forestry 7:9-19.

30. Liu SC (1982), Growth and wood properties of planted China fir

(Cunninghamia lanceolata) in Taiwan, Taiwan Forestry Research

Institute Bulletin No. 375.

31. Makino K, Ishiguri F, Wahyudi I, Takashima Y, Iizuka K, Yokota S,

Yoshizawa N (2012), “Wood properties of young Acacia mangium trees

planted in Indonesia”, Forest Product Journal 62(2):102-106.

32. Mitchll MD, Denne MP (1997), “Variation in density of Picea sitchensis

in relation to within-tree trends in tracheid diameter and wall thickness”,

Forestry 70:51-62.

33. Sahri MH, Ashaari Z, Kader RA, Mohmod AL (1998), “Physical and

mechanical properties of Acacia mangium and Acacia auriculiformis from

different provenances”, Pertanika Journal of Tropical Agricultural

Science 21(2):73-81.

64

34. Sharma SK, Rao RV, Shukla SR, Kumar P, Sudheendra R, Sujatha M,

Dubey YM (2005), “Wood quality of coppiced Eucalyptus tereticornis for

value addition”, IAWA J 26(1):137-147.

35. Susumu K, Rimbawanto A (2004), Genetic improvement of plantation

species in Indonesia. Bulletin of forest tree improvement centre -

Indonesia No 20. 9-10.

36. Yin Y (2010), “Mechanical properties assessment of Cunninghamia

lanceolata plantation wood with three acoustic-based nondestructive

methods”, Journal of Wood Science 56:33-40.