Đặt vấn đề Ở Việt Nam hiện nay, tài nguyên gỗ rừng trồng của nước ta rất phong phú và đã trở thành nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp sản xuất đồ gỗ. Nhu cầu của xã hội về sử dụng gỗ và sản phẩm từ gỗ ngày càng gia tăng cả về số lượng và chất lượng. Trong khi đó rừng tự nhiên ngày càng khan hiếm trong khi nhu cầu sử dụng gỗ ngày càng tăng. Tuy nhiên, gỗ rừng trồng do sinh trưởng nhanh, có khả năng tái sinh tự nhiên tốt song gỗ mềm, nhẹ tỷ trọng thấp hơn nhiều so với một số loài gỗ rừng tự nhiên, chính vì vậy gỗ rừng trồng ít được dùng vào sản xuất hàng mộc dân dụng, đặc biệt là hàng mộc cao cấp và mỹ nghệ, tỉ lệ gỗ tuổi non cao, nên còn tồn tại nhiều nhược điểm như: kích thước không ổn định, dễ biến màu, dễ mục, dễ cháy, dễ bị sâu nấm, côn trùng phá hoại và có khả năng hút, nhả ẩm dẫn đến bị thay đổi kích thước theo các chiều không giống nhau, vì thế gỗ dễ bị biến hình, cong vênh, nứt nẻ hướng nghiên cứu đó là nghiên cứu về ảnh hưởng của khối lượng của gỗ đang rất được quan tâm.
Những nhược điểm này đã mang lại nhiều khó khăn cho việc sản xuất, tiêu thụ sản phẩm của các xí nghiệp sản xuất và làm giảm hiệu quả sử dụng tài nguyên gỗ. Do đó, hướng thay thế gỗ mọc nhanh rừng trồng và đưa ra công nghệ tạo ra loại vật liệu có tính chất tốt ngày càng được nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu. Một trong những hướng nghiên cứu đó là nghiên cứu về ảnh hưởng của khối lượng của gỗ đang rất được quan tâm. Một trong số loài cây gỗ điển hình đang được quan tâm về chất lượng cũng như phương thức bảo quản để tăng khả năng sử dụng đó là cây Keo tai tượng.
Keo tai tượng là loài cây hàng đầu về kích thước, có sự phát triển nhanh, m 2 gỗ có thể được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau như trong nhà cửa, giao thông vận tải, sản xuất ván dán, ván dăm… Keo tai tượng được xem là một loài cây có nhiều tiềm năng do cây Keo tai tượng dễ trồng, chi phí trồng rừng thấp, sinh trưởng nhanh. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu biết rõ về các tính chất gỗ: tính chất co rút. Trong quá trình sử dụng và lưu trữ, gỗ luôn có xu hướng hút và nhả ẩm để đạt được độ ẩm thăng bằng nên trong quá trình gia công chế biến và sử dụng, đối với mọi loại hình sản phẩm thì nguyên liệu gỗ phải được hong phơi hoặc sấy khô đến độ ẩm nhất định. Khi hong phơi hoặc sấy gỗ đến độ ẩm sử dụng luôn luôn xảy ra hiện tượng co rút hoặc giãn nở.
Khả năng co rút hoặc giãn nở của gỗ phụ thuộc vào loại gỗ, khối lượng riêng, vị trí trong cây và vị trí xẻ gỗ thì sự biến đổi tính chất cũng khác nhau. Tuổi của cây cũng là một trong các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng gỗ. Sự biến đổi về khối lượng thể tích và tính chất co rút của gỗ đều biến đổi qua từng tuổi của cây. Việc lựa chọn tuổi khai thác và sử dụng hợp lý và tiết kiệm gỗ có hiệu quả, giảm thiểu phế liệu sản xuất.
Vì vậy việc nghiên cứu, ảnh hưởng tuổi đến khối lượng thể tích và tính chất co rút 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 tính chất co rút 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, hiệu quả và tận dụng tối đa tài nguyên gỗ, là những tiêu chí để đánh giá chất lượng rừng, đánh giá tuyển chọn giống, nghiên cứu những ảnh hưởng của các nhân tố môi trường, biện pháp kinh doanh. Nghiên cứu này sẽ làm rõ được sự biến đổi về một số tính chất vật lý của cây Keo tai tượng theo tuổi cây và vị trí trên cây (theo chiều bán kính). m 3 Qua tìm hiểu các nghiên cứu về cây Keo tai tượng trong nước tôi nhận thấy rằng chưa có các nghiên cứu về ảnh hưởng của tuổi đến sự biến đổi khối lượng thể tích và tính chất co rút trên gỗ cây Keo tai tượng.
Vì vậy tôi chọn đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của tuổi đến sự biến đổi khối lượng thể tích và tính chất co rút của gỗ Keo tai tượng (Acacia mangium) trồng tại Thái Nguyên” 1. Mục tiêu nghiên cứu 1. Mục tiêu tổng quát - Đánh giá được ảnh hưởng của tuổi đến sự biến đổi về khối lượng thể tích và tính chất co rút của gỗ Keo tai tượng được trồng tại Thái Nguyên. Mục tiêu cụ thể Xác định được sự biến đổi khối lượng thể tích gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ.
Xác định được sự biến đổi tính chất co rút gỗ theo hướng từ tâm ra vỏ. Xác định được ảnh hưởng của tuổi đến sự biến đổi về khối lượng thể tích và tính chất co rút của gỗ Keo tai tượng. Ý nghĩa của việc nghiên cứu 1. Ý nghĩa trong học tập - Áp dụng được lý thuyết đã học vào thực tiễn và học hỏi thêm được những kiến thức bổ ích mới 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. - 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 - Qua nghiên cứu thực tiễn đề tài giúp ta làm quen với các nghiên cứu khoa học, ứng dụng những kiến thức đã học được từ trong nhà trường và thực tiễn.
Củng cố kiến thức cơ sở cũng như chuyên môn ngành. - Tạo điều kiện cho sinh viên được tiếp xúc, làm quen với thực tế công tác nghiên cứu khoa học. - Giúp sinh viên nâng cao trình độ, học hỏi kinh nghiệm trong thực tế để áp dụng vào việc nghiên cứu khoa học. - Góp phần hoàn chỉnh dữ liệu trong nghiên cứu khoa học về nghiên cứu chuyên sâu loài cây Keo tai tượng.
- Kết quả nghiên cứu làm cơ sở khoa học đánh giá được sự biến đổi tính chất vật lý, cơ học cây Keo tai tượng. Ý nghĩa thực tiễn - Xác định được ảnh hưởng của tuổi đến sự biến đổi khối lượng thể tích và tính chất co rút từ tâm ra vỏ của cây gỗ Keo tai tượng. - Đề xuất một số giải pháp kiến nghị về phương pháp, cách thức chế biến và bảo quản gỗ. - Nâng cao kiến thức thực tế của bản thân phục vụ cho công tác sau khi ra trường.
m 5 PHẦN 2 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 2. Khối lượng thể tích 2. 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) [7]. 𝑚 𝛾= 𝑣 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 Có 4 phương pháp đo khối lượng thể tích như: Phương pháp đo, cân; phương pháp nhúng nước; phương pháp dùng thể tích kế thủy ngân; phương pháp thủ công.
Tuy nhiên, trong nghiên cứu này chúng chỉ sử dụng phương pháp đo, cân. 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) [7]. 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) [7]. Tỉ lệ gỗ sớm – gỗ muộn 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) [7]. 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) [7].
Khối lượng thể tích ở gần tủy và vỏ là nhỏ nhất. Khối lượng thể tích ở gỗ lõi lớn hơn ở gỗ giác. m 7 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 tốt nên khối lượng thể tích gỗ lại tăng lên (Lê Xuân Tình, 1998) [7]. Vòng tăng trưởng hàng năm 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.