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 Luan van 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.
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 Luan van 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 của đề tài • Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu được ảnh hưởng của tuổi đến sự biến đổi các tính chất vật lý và cơ học gỗ Keo tai tượng. • Mục tiêu cụ thể: - 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. Ý nghĩa của đề tài 3.
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. Luan van 4 - Rèn luyện về kỹ năng tổng hợp và phân tích số liệu, tiếp thu và học hỏi những kinh nghiệm từ thực tế.
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. 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. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu Luan van 5 1.
Khối lượng thể tích 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. 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) 1. Các nhân tố ảnh hưởng tới khối lượng thể tích • Loài cây 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 ngược lại.
Lê Xuân Tình (1998) • Tỉ lệ gỗ sớm - gỗ muộn Luan van 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 Tình (1998) • Độ ẩm 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 lượng thể tích nhỏ. • Vị trí khác nhau trong thân cây 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 lõi lớn hơn ở gỗ giác.
• Tuổi cây và điều kiện sinh trưởng 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.