CHƯƠNG I NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1. Khái quát về tre 1. Sự sinh trưởng và phân bố của tre Hiện nay có khoảng 115 giống tre và khoảng 1.070 phân loài trên thế giới. Hơn một nửa trong số chúng tập chung ở khu vực Châu Á.
Một số nhóm tre thường gặp là: Bambusa, Chusquea, Dendrocalamus, Phyllostachys, Giantochloa hoặc Schizostachyum…Trong một bụi tre có thể có từ 40 đến 50 thân, mỗi năm có thêm từ 10 đến 15 thân. Thân cây tre hầu hết đều dạng tròn, rỗng. Đường kính trung bình từ 0,6cm đến 30cm. Các thân rễ của tre được gọi là rễ của cây tre.
Các thân rễ của tre hình thành các lùm cây và có sự lan toả rễ cây. Chiều cao của cây tre dao động trong khoảng 1m (3ft) đến 50m (164ft) phát triển thẳng, đôi khi có những loài trong điều kiện sinh trưởng tốt có thể lên tới 75m, còn đường kính gần gốc có thể lên tới 30cm (12inches). Chu kỳ sinh trưởng của đại đa số các loài tre vào khoảng từ tháng 3 đến tháng 5 hàng năm, đây là thời kỳ phát triển chính, nó cần lượng ẩm lớn và điều kiện nhiệt độ phù hợp cho từng loài (dao động trong khoảng 15oC - 21 0C, lượng mưa trung bình năm nằm trong khoảng 600mm đến 1. Cũng có những giống có thể sinh trưởng trong cả thời kỳ nhiệt độ hạ xuống thấp (6oC - 10 0C) và lượng mưa trung bình năm dưới 600mm.
Trong giai đoạn phát triển chính các bụi tre phát triển thân rễ và sinh các chồi non (măng). Nếu trong điều kiện khô hạn hơn thì nó sẽ có sự phân chia để phát triển, một số được tập trung để phát triển thành cây tre, số còn lại sẽ dành để phát triển vào mùa xuân năm tới. Trong thời gian đầu tre phát triển rất nhanh về chiều 12 cao, sau khoảng 1năm thì nó bắt đầu phát triển về cành lá, sau khoảng 3 năm trồng thì tre có thể cho thu hoạch. Một bụi tre có thể cho thu hoạch liên tục từ 20năm - 30năm mà không cần phải trồng mới, và sản lượng có thể thu được từ 27tấn/ha - 34tấn/ha (với những loại chủ yếu cho gỗ).
Điều kiện thổ nhưỡng: độ PH của đất trong khoảng 4,5 - 7 không cần nhiều nước, nếu lượng muối lớn hơn 1% và khi độ PH > 8 thì cây phát triển không tốt. Nó có thể trồng tại các vùng đồi núi dốc, hoặc các vùng có độ cao 800m đến 1.200m so với mực nước biển. Các giống tre có thể phát triển tương đối bình thường trên các vùng đất có điều kiện dinh dưỡng nghèo, hoặc sỏi đá. Tre có thể được tìm thấy ở nhiều vùng khí hậu khác nhau từ vùng núi đá lạnh tới các vùng có khí hậu nóng ẩm.
Chúng trải khắp vùng Đông Á, từ 50 vĩ độ bắc ở Skhalin tới vùng bắc nước Úc, đông từ Ấn Độ sang Himalya. Chúng cũng có mặt ở vùng nhỏ của sa mạc Sahara Châu Phi và ở Châu Mỹ thì từ nam USA tới các nước Chi Lê , Argentina. Nơi không có sự xuất hiện của tre bao gồm : Châu Âu, Tây Nam Á, Bắc Phi, Canada, Nam Cực. Có thể quan sát phân bố miền sinh trưởng của tre trên bản đồ sau: Tre phân bố dạng rừng Vùng tre không sống Vùng tre trồng rải rác Hình 1.1: Sơ đồ phân bố tre trên thế giới [22] Trung Quốc là nơi có nhiều giống tre nhất thế giới (2,7 triệu ha chiếm tới 4% tổng diện tích đất rừng) với khoảng 44 giống và gần 400 loài khác nhau, sau đó là Ấn Độ (gần 8,90 nghìn ha) tiếp đến là Mỹ, Nhật Bản, Hàn 13 Quốc, khu vực Đông Nam Á và các vùng Thái Bình Dương.
Một số nhóm tre thường gặp là: Bambusa, Chusquea, Dendrocalamus, Phyllostachys, Giantochloa hoặc Schizostachyum. Ở Việt Nam, có thể gặp tre nứa từ độ cao ngang mực nước biển ở các làng xóm thuộc vùng Tây Nam Bộ hay trên các vùng đảo thuộc vịnh Hạ Long và nơi có độ cao gần 3.000m trên dãy Hoàng Liên Sơn. Dựa vào các đặc điểm sinh học và sinh thái, tại Việt Nam có thể chia các cây họ nhà tre làm 2 nhóm. Nhóm mọc tản như trúc, vầu,…phân bố ở các vùng núi cao có khí hậu lạnh, trên nhiều đỉnh núi như Tây Côn Lĩnh, Chư Yang Sinh, Ngọc Lĩnh.
Các cây thuộc nhóm này mọc tản tạo thành các vành đai khá rộng. Nhóm thứ 2 là nhóm mọc cụm như tre gai, hóp, nứa, diễn, bương, mai, lùng, lồ ô, thường mọc ở nơi có độ cao dưới 700m và được nhân dân trồng nhiều quanh nhà, đường đi, ven sông suối. Nhiều loài tre mọc thành rừng thuần loại hoặc mọc hỗn giao với các loài gỗ khác. Hiện nay theo thống kê không đầy đủ thì tại Việt Nam có khoảng 789.221 ha rừng tre, nứa thuần loại và 702.871 ha rừng tre, nứa hỗn giao [5].
Ngoài ra còn có hàng triệu cây tre, nứa được trồng tại các hộ gia đình đã tạo nên nguồn dự trữ tre lớn cho Việt Nam. Theo thống kê chưa đầy đủ năm 2003 của cục Lâm nghiệp Việt Nam thì tại Việt Nam hiện đang có khoảng 150 loài tre, nứa thuộc 29 chi.1: Một số giống tre thông dụng tại Việt Nam [5] Tên khác là: Tre Mỡ, Tre Gai, Tre Hoa. Phân Tre là ngà (Bamboosa bố chủ yếu tại phía Bắc từ Hà Giang tới Huế. Sinospinosa) Thích nghi với độ cao khoảng 700m trên mực nước biển.
Trồng tập chung ở Hà Giang, Cao Bằng và một Trúc sào (Phyllostachys số vùng có độ cao từ 400m tới 1400m so với Edulis) mực nước biển Lộc ngộc (Bambusa Tên khác là Tre Nghệ, trồng nhiều tại Bắc Bicomiculata) Trung Bộ và Trung Bộ. Còn gọi là Mạy Mén, Luồng Thanh Hoá. trồng Luồng (Dendrocalamus chủ yếu tại Thanh Hoá, Nghệ An, Cao Bằng các Bartatus) vùng có độ cao 800m trên mực nước biển. Phân bố từ Quảng Bình tới Lâm Đồng, sống Lồ ô (Bambusa balcooa) chủ yếu trên các vùng đồi cao.
Hay còn gọi là Vầu, Mùng có ở Thanh Hoá, Lùng Nghệ An, Sơn La trên các vùng đồi núi thấp. Tre Tàu (Dendrocalamus Tên khác là Tre Trinh, Điền Trúc, Bát Bộ. Tìm Latiflorut) thấy nhiều ở Nam Trung Bộ và Nam Bộ. Cây Luồng Việt Nam Luồng là một giống tre của Việt Nam có diện tích trồng lớn, có hình dáng thẳng, thân to đây là loại tre được chọn để sản xuất sợi tre liên tục dạng nan dùng cho sản xuất vật liệu polyme composite tre, nên trong khuôn khổ luận văn này, tác giả sẽ đi sâu nghiên cứu loại tre này.
Luồng có tên sinh học là: Dendrocalamus Barbatus, họ Hoà Thảo- Pocaceae. Các tên khác: Luồng Thanh Hoá, Mạy Mèn, Mạy Sang Mú (Thái - 15 Tây Bắc); Mét (Thái và Kinh - Nghệ An). Thân ngầm mọc thành cụm, thân nổi có chiều cao trung bình từ 15m - 18m, đường kính từ 15cm - 20cm, ngọn cong hơi rủ, một số đốt gần gốc có vòng rễ mọc ký sinh, đốt có màu lục xẫm, dài khoảng 26cm - 32cm, phần phẳng dẹt một phía không lông, phần trên có ít phấn trắng. Bề dày vách thân 2cm - 2,5cm, vòng thân không nổi lên nhiều.
Độ dày mắt khoảng 1,5cm ở mắt và phía dưới vòng mo có vòng lông nhung màu trắng. Trên một mắt có thể có nhiều cành, thông thường có 3 cành (1 cành chính to khoẻ hơn, và 2 cành phụ nhỏ hơn). Bẹ mo rụng sớm, lúc đầu màu vàng có phấn trắng và có lông gai màu nâu. Luồng có thể mọc tự nhiên hoặc được trồng thành từng cụm ven sông Mã thuộc tỉnh Sơn La (tại đây vẫn còn các vùng rừng luồng mọc tự nhiên chưa từng được khai thác) các huyện phía tây tỉnh Thanh Hóa như Quan Hoá, Lang Chánh, Bá Thước, Ngọc Lạc là vùng trồng luồng tập trung nhất (vì thế gọi là luồng Thanh Hoá), nhưng luồng ở đây chủ yếu ở dạng trồng (với tổng diện tích trồng là 50.
Tới nay, luồng được trồng nhiều ở các vùng Bắc Trung Bộ, và đã lan rộng ra các vùng phía Bắc và cả phía Nam. Các tỉnh Nghệ An, Yên Bái, Hoà Bình là các tỉnh có diện tích trồng luồng nhiều sau Thanh Hoá. Hiện nay tổng diện tích rừng Luồng tự nhiên trên cả nước là 5.888ha và diện tích rừng trồng là 107. Điều kiện thuận lợi cho luồng sinh trưởng là vùng khí hậu nóng ẩm có nhiệt độ trung bình 20oC, lượng mưa trung bình 2.000mm, độ ẩm không khí khoảng 87% và ở độ cao khoảng 800m so với mực nước biển, nơi đất bằng chân đồi hoặc các vùng dốc dưới 300m.
Một bụi luồng chuẩn có khoảng 30 - 40 cây và mỗi năm có thêm 8 - 10 măng mọc thay thế. Luồng trồng khoảng 5 - 6 năm là có thể khai thác. Thành phần chính của Luồng: Trong luồng có 56% Cellulozo cao nhất trong tất cả các cây trong họ nhà tre đã khảo sát; 22,4% Lignin; và Pentosa là 18,8%. Cấu trúc sinh học của gỗ tre Nếu ta thực hiện quan sát trên mặt cắt dọc và ngang thì có thể dễ dàng thấy mỗi đốt tre là một thể đồng nhất bao gồm các bó xơ cellulose được xếp song trục và gần như song song trong khối Lignin.
Chiều dài của các bó xơ tuỳ thuộc vào từng loài, ví dụ như loài Phylostachys Edulis xơ dài 1,5mm; Ph. Pubescens 1,3mm; Oxytenanthera Nigrocilliata 3,6mm; D.membranaceus dài 4,3mm;. Chiều dài của các xơ này là hết sức quan trọng, nó ảnh hưởng đến độ bền của ống tre.2: Mặt cắt dọc của một đốt tre (L-T hoặc L-R)[19] Trên mặt cắt ngang không qua mấu vách ống tre bao gồm 3 phần chính, phần ngoài cùng được gọi là “Cật tre” phần tiếp theo là “Gỗ tre” phần trong cùng là “Ruột tre”.3: Mặt cắt ngang một phần đốt tre [19] Ở đây dễ dàng quan sát thấy các bó mạch (phần có màu đen trên hình 1.3) được bao bởi lớp nhu mô (phần màu trắng). Các bó mạch này phân bổ mật độ cao tại vùng cật tre, mật độ của các bó mạch giảm dần khi vào trong lõi nhưng kích thước của các bó mạch này tăng lên tại phần ruột.
Tập chung chủ yếu khối lượng của một bó mạch gọi là mô cứng “ Sclerenchyma” bao gồm rất nhiều các xơ Cellulose nhỏ, đảm nhận trách nhiệm tạo nên độ bền của thân tre. Chuỗi các mao mạch (Conducting Tissue) đảm nhiệm vận chuyển nước và các chất dinh dưỡng lấy từ đất phân phối lên các phần khác nhau của cây. Phần Lignin bao quanh các bó xơ và các mao mạch được gọi là các mô mềm (Parenchyma), đây là phần cấu trúc yếu trên thân tre.