Luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện sinh trưởng và phát triển đến chất lượng gỗ mỡ 10 tuổi trồng tại huyện Chợ Đồn - Bắc Kạn làm cơ sở cho các nhà sử dụng gỗ lựa chọn nguyên liệu trong quá trình sản xuất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN CHÍ KIÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN ĐẾN CHẤT LƢỢNG GỖ MỠ 10 TUỔI TRỒNG TẠI HUYỆN CHỢ ĐỒN - BẮC KẠN LÀM CƠ SỞ CHO CÁC NHÀ SỬ DỤNG GỖ LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Thái Nguyên, 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN CHÍ KIÊN NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN SINH TRƢỞNG VÀ PHÁT TRIỂN ĐẾN CHẤT LƢỢNG GỖ MỠ 10 TUỔI TRỒNG TẠI HUYỆN CHỢ ĐỒN - BẮC KẠN LÀM CƠ SỞ CHO CÁC NHÀ SỬ DỤNG GỖ LỰA CHỌN NGUYÊN LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT Chuyên ngành: Lâm học Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Văn Thái Thái Nguyên, 2009 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 LỜI CẢM ƠN Trước tiên tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Văn Thái, người đã hướng dẫn trực tiếp, chỉ đạo tận tình, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến sự quan tâm, giúp đỡ, động viên của các thầy cô giáo Khoa Sau đại học, Phòng thí nghiệm trung tâm, Khoa Lâm nghiệp - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên cùng bàn bè đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn đến tập thể Ban lãnh đạo cùng các quý phòng lâm trường huyện Chợn Đồn – tỉnh Bắc Kạn, Công ty Ván Dăm Thái Nguyên, Trường Đại học Lâm nghiệp đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi về cơ sở vật chất thí nghiệm trong quá trình làm luận văn. Cuối cùng cho tôi gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân và bạn bè gần xa đã giúp đỡ và động viên tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành cuốn luận văn này. Thái Nguyên, ngày tháng năm 2009 Tác giả Nguyễn Chí Kiên Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 MỤC LỤC Danh mục các ký hiệu và chữ viết .....……………………………………….i Danh mục các bảng………………………………………………...………..ii Danh mục các hình…………….....................................................................iii ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................................... 1 Chƣơng 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................ 12 1.1. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu.................................................... 12 1.1.1. Tổng quan chung về gỗ Mỡ ......................................................... 12 1.1.2. Tổng quan về gỗ mỡ trồng tại Bắc Kạn ........................................ 16 1.2. Tổng quan về nghiên cứu và sử dụng gỗ Mỡ ...................................... 17 1.2.1. Trên thế giới ................................................................................ 17 1.2.2. Ở Việt Nam ................................................................................. 18 1.3. Tổng quan vùng nghiên cứu ............................................................... 20 1.3.1. Thị trấn Bằng Lũng ...................................................................... 20 1.3.2. Xã Đông Viên .............................................................................. 23 1.3.3. Xã Bình Trung ............................................................................. 26 Chƣơng 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN ........................................................................................ 29 2.1. Điều kiện sinh trưởng ảnh hưởng đến sự phát triển của cây và chất lượng gỗ ............................................................................................. 29 2.2. Ảnh hưởng của một số tính chất gỗ đến chế biến sử dụng gỗ .............. 31 2.2.1. Ảnh hưởng của một số tính chất vật lý của gỗ đến chế biến sử dụng gỗ ............................................................................................. 31 2.2.2. Ảnh hưởng của một số tính chất cơ học của gỗ tới công nghệ và sử dụng gỗ ........................................................................................ 33 Chƣơng 3. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............... 35 3.1. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................... 35 3.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................... 35 3.2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................. 35 3.2.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................... 35 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 3.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................... 36 3.3.1. Nghiên cứu điều kiện sinh trưởng ảnh hưởng đến phát triển của cây gỗ mỡ 10 tuổi ............................................................................ 36 3.3.2. Xác định tính chất của gỗ Mỡ 10 tuổi .......................................... 36 3.3.3. Xác định mối tương quan giữa khả năng sinh trưởng phát triển, chất lượng gỗ mỡ 10 tuổi và định hướng sử dụng ......................... 36 3.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 37 3.4.1. Phương pháp kế thừa số liệu ........................................................ 37 3.4.2. Phương pháp luận ........................................................................ 37 3.4.4. Phương pháp thực nghiệm ........................................................... 37 3.4.5. Phương pháp tổng hợp kết quả và xử lý thống kê toán học .......... 43 Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................ 45 4.1. Điều kiện sinh trưởng ảnh hưởng đến đường kính và chiều cao cây Mỡ 10 tuổi .......................................................................................... 45 4.1.1. Điều kiện tự nhiên tại xã Bình Trung ảnh hưởng đến đường kính và chiều cao cây gỗ Mỡ 10 tuổi ..................................................... 45 4.1.2. Điều kiện sinh trưởng tại xã Đông Viên ảnh hưởng đến đường kính và chiều cao cây gỗ Mỡ 10 tuổi .......................................... 47 trồng tại 3 vùng nghiên cứu ....................................................................... 51 4.2. ảnh hưởng của đường kính, chiều cao cây Mỡ 10 tuổi đối với chất lượng gỗ ............................................................................................. 51 4.2.1. ảnh hưởng của đường kính, chiều cao cây đến độ ẩm tuyệt đối ......................................................................................................... 51 4.2.2. ảnh hưởng của đường kính, chiều cao cây mỡ đến sức hút nước tối đa của gỗ ................................................................................. 53 4.2.3. ảnh hưởng của đường kính, chiều cao đến khối lượng thể tích gỗ ................................................................................................... 54 4.2.4. ảnh hưởng của đường kính, chiều cao đến khả năng dãn nở ......... 56 4.2.5. ảnh hưởng của đường kính, chiều cao đến sức chịu ép dọc thớ của gỗ .............................................................................................. 57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 4.2.6. Ảnh hưởng của đường kính, chiều cao cây mỡ đến sức kéo dọc thớ .................................................................................................. 59 4.2.7. ảnh hưởng của đường kính, chiều cao đến sức chịu uốn tĩnh ....... 60 4.3. Đánh giá chất lượng gỗ mỡ 10 tuổi ..................................................... 63 4.3.1. Đánh giá chất lượng gỗ dựa vào cấu tạo gỗ.................................. 63 4.3.2. Đánh giá chất lượng gỗ dựa vào tính chất vật lý của gỗ ............... 64 4.3.3. Đánh giá chất lượng gỗ dựa vào tính chất cơ học của gỗ ............. 67 4.4. Đề xuất hướng sử dụng gỗ mỡ 10 tuổi ................................................ 69 4.4.1. Trong xây dựng ........................................................................... 69 4.4.2. Trong sản xuất đồ mộc thông dụng .............................................. 70 4.4.3. Trong sản xuất ván nhân tạo ........................................................ 71 4.4.4. Trong một số lĩnh vực khác ......................................................... 74 Chƣơng 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 76 5.1. Kết luận .............................................................................................. 76 5.2. Kiến nghị ............................................................................................ 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 78 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1. Biểu đố so sánh kích thước đường kính và chiều cao cây Mỡ trồng tại 3 vùng nghiên cứu……………………………………………… Hình 4.2. Biểu đồ so sánh độ ẩm tuyệt đối theo đường kính và chiều cao của gỗ mỡ 10 tuổi được trồng tại 3 vùng nghiên cứu…………………… Hình 4.3. Biểu đồ so sánh sức hút nước tối đa theo đường kính và chiều cao của gỗ mỡ 10 tuổi được trồng tại 3 vùng nghiên cứu………………… Hình 4.4. Biểu đồ so sánh khối lượng thể tích của gỗ mỡ 10 tuổi theo đường kính và chiều cao được trồng tại 3 vùng nghiên cứu……………… Hình 4.5. Biểu đồ so sánh khả năng dãn nở của gỗ mỡ 10 tuổi theo đường kính và chiều cao cây được trồng tại 3 vùng nghiên cứu………………… Hình 4.6. Biểu đồ so sánh sức chịu ép dọc thớ gỗ Mỡ 10 tuổi theo đường kính và chiều cao cây được trồng tại 3 vùng nghiên cứu………………… Hình 4.7. Biểu đồ so sánh sức chịu kéo dọc thớ gỗ Mỡ 10 tuổi theo đường kính và chiều cao cây được trồng tại 3 vùng nghiên cứu………… Hình 4.8. Biểu đồ so sánh độ bền uốn tĩnh gỗ Mỡ 10 tuổi theo đường kính và chiều cao cây được trồng tại 3 vùng nghiên cứu………………… 40 42 44 45 47 48 50 51 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu ý nghĩa Đơn vị PAM UBND Uỷ ban nhân dân TN Thái Nguyên TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam m Khối lượng g h Giờ BL Bằng Lũng ĐV Đông Viên BT Bình Trung x Trị số trung bình cộng S Độ lệch tiêu chuẩn S% Hệ số biến động % P% Hệ số chính xác % nd Độ bền nén dọc thớ MPa ut Độ bền uốn tĩnh MPa W Độ ẩm % Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Một số thông số ngoại quan của gỗ Mỡ ......................................... 14 Bảng 1.2. Thông số cấu tạo của gỗ Mỡ.......................................................... 15 Bảng 1.3. Số lượng lỗ mạch của Mỡ ............................................................. 15 Bảng 1.4. Đường kính lỗ mạch của gỗ Mỡ, m ............................................. 15 Bảng 1.5. Kích thước của tia gỗ, m ............................................................. 15 Bảng 1.6. Chiều dài sợi của gỗ Mỡ, mm ........................................................ 16 Bảng 4.1. Kết quả phân tích phẫu diện đất tại Bình Trung ............................. 46 Bảng 4.2. Đường kính và chiều cao cây mỡ 10 tuổi tại Bình Trung ............... 46 Bảng 4.3. Kết quả phân tích phẫu diện đất tại Đông Viên.............................. 47 Bảng 4.4. Đường kính và chiều cao cây mỡ 10 tuổi tại Đông Viên................ 47 Bảng 4.5. Kết quả phân tích phẫu diện đất tại Bằng Lũng ............................. 49 Bảng 4.6. Đường kính và chiều cao cây mỡ 10 tuổi tại Bằng Lũng ............... 49 Bảng 4.7. Bảng so sánh đường kính và chiều cao cây mỡ trồng tại 3 vùng nghiên cứu ........................................................................... 50 Bảng 4.8. Kết quả độ ẩm tuyệt trung bình của gỗ mỡ 10 tuổi, % ................... 52 Bảng 4.9. Kết quả sức hút nước tối đa của gỗ mỡ 10 tuổi, % ......................... 53 Bảng 4.10. Kết quả khối lượng thể tích trung bình của gỗ mỡ 10 tuổi ........... 55 Bảng 4.11. Khả năng dãn nở trung bình của gỗ mỡ 10 tuổi ........................... 56 Bảng 4.12. Sức chịu ép dọc thớ trung bình của gỗ mỡ 10 tuổi, MPa .............. 58 Bảng 4.13. Sức chịu kéo dọc thớ trung bình của gỗ Mỡ 10 tuổi, MPa ........... 59 Bảng 4.14. Độ bền uốn tĩnh trung bình của gỗ mỡ 10 tuổi, MPa ................... 61 Bảng 4.15. Tổng hợp so sánh đường kính, chiều cao, tính chất vật lý và cơ học của gỗ mỡ trồng tại 3 vùng nghiên cứu ................................ 62 Bảng 4.16. So sánh độ hút nước tối đa của gỗ mỡ 10 tuổi và một số loại gỗ khác....................................................................................... 64 Bảng 1.7. So sánh khả năng dãn nở tiếp tuyến của gỗ mỡ 10 tuổi và một số loại gỗ khác ................................................................................... 66 Bảng 4.18. Tiêu chuẩn so sánh độ bền nén dọc thớ gỗ mỡ 10 tuổi ................. 67 Bảng 4.19. So sánh giới hạn bền khi nén dọc thớ của gỗ mỡ 10 tuổi và một số loại gỗ khác ................................................................................... 67 Bảng 4.20. Tiêu chuẩn so sánh độ bền uốn tĩnh gỗ mỡ 10 tuổi ...................... 68 Bảng 4.21. So sánh giới hạn bền uốn tĩnh của gỗ mỡ 10 tuổi và một số loại gỗ khác ............................................................................................................... 69 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, thế giới đang tích cực tìm kiếm những loài cây bản địa, mọc nhanh, có cấu tạo, tính chất phù hợp … làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp Chế biến lâm sản. Thực hiện Chỉ thị số 19/1999/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 16 tháng 07 năm 1999 về việc thực hiện các biện pháp đẩy mạnh tiêu thụ gỗ rừng trồng, Chỉ thị số 19/2004/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 01 tháng 06 năm 2004 về một số giải pháp phát triển ngành chế biến gỗ và xuất khẩu sản phẩm gỗ và Chỉ thị số 18/2007/CT- TTg của thủ tướng chính phủ ngày 05 tháng 02 năm 2007 về chiến lược phát triển Lâm Nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006-2020 [1], [2], [3]; ngành chế biến gỗ Việt Nam và các ngành kinh tế liên quan đã tích cực, chủ động tìm kiếm nguyên liệu, sử dụng hợp lý nguyên liệu, cải tiến công nghệ, thiết bị… để đẩy mạnh phát triển sản xuất và xuất khẩu đồ gỗ. Việc nghiên cứu và đưa vào trồng những loại cây thích hợp với điều kiện tự nhiên của vùng, cho năng suất chất lượng gỗ tốt và đồng thời là cây chiến lược phủ xanh đất trống đồi trọc duy trì tác dụng của rừng đối với đời sống con người nơi đây. Một trong số những loại cây trồng phổ biến hiện nay trên địa bàn huyện là cây mỡ (Manglietia glauca Dandy), là cây gỗ nhỡ, chiều cao vút ngọn có thể đạt tới trên 20 m, đường kính 20 - 35 cm, cây thường xanh quanh năm, có đặc tính sinh trưởng khá nhanh, thích hợp với các loại đất còn tính chất đất rừng [6]. Cho đến nay, cây mỡ trong rừng nguyên sinh không phát hiện được mấy. Những quần thụ mỡ còn gặp đều là thuần loại thứ sinh phục hồi sau nương rẫy và những rừng trồng. Trong rừng tự nhiên mọc xen với kháo, giổi, chò nâu, vạng trứng… Mỡ là cây đặc hữu của miền Bắc Việt Nam, phân bố nhiều ở vùng Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Phú Thọ, Bắc Kạn vào đến Thanh Hoá, Hà Tĩnh, rải rác đến tận Quảng Bình [6], [31]. Trên thế giới, mỡ phân bố nhiều ở Lào, Thái Lan, miền nam Trung [11]. Việc xác định, sử dụng gỗ mỡ hiện nay của người dân địa phương chủ yếu phục vụ đóng đồ gia dụng, làm nhà…. Vì vậy, hiệu quả sử dụng gỗ mỡ còn thấp, gây lãng phí gỗ. Trong thời gian qua trên địa bàn huyện đã có một số chương trình, dự án về cây Mỡ. Những công trình này đã góp phần giải quyết những tồn tại trong thực tiễn sản xuất, làm sáng tỏ một số vấn đề có ý nghĩa khoa học thuộc các lĩnh vực khác nhau. Nhưng chủ yếu là giới thiệu đặc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 điểm, xuất xứ, chọn giống, tìm hiểu về khả năng gây trồng và giá trị sử dụng cũng như tiềm năng của cây mỡ trong công tác trồng rừng tập trung, trồng rừng phòng hộ và cải thiện nguồn giống. Song việc nâng cao giá trị sử dụng, tận dụng tối đa tiềm năng của gỗ mỡ chưa được chú ý đúng mức. Nghiên cứu điều kiện sinh trưởng và phát triển của cây đến chất lượng của gỗ mỡ, qua đó làm cơ sở đánh giá chất lượng của loại gỗ này, từ đó có thể thay thế cho một số loại gỗ tự nhiên khác để làm nguyên liệu cho các sản phẩm mà vẫn giữ được hình thức, chất lượng, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, hạ giá thành sản phẩm... Bên cạnh đó, việc nghiên cứu cơ bản cấu tạo, tính chất cơ, lý, hoá của gỗ mỡ để làm cơ sở khoa học cho việc định hướng sử dụng đối với loài cây này một cách tổng hợp, có hiệu quả. Từ đó có thể mở rộng qui mô phát triển, gây trồng đối với cây gỗ mỡ, nâng cao vai trò của rừng trong việc cung cấp nguyên liệu cho ngành Chế biến lâm sản và các ngành khác, … vừa là yêu cầu cấp bách khoa học, vừa là yêu cầu của thực tiễn sản xuất. Cho tới nay chưa có đề tài nghiên cứu cụ thể về ảnh hưởng của điều kiện sinh trưởng của gỗ mỡ đến chất lượng gỗ. Do đó việc trồng và sử dụng gỗ mỡ chưa đạt hiệu quả cao trong lĩnh vực sản xuất chế biến: Đồ mộc, đồ gia dụng, ván nhân tạo và trang trí nội thất... Để giúp cho các nhà gia công chế biến gỗ mỡ có hướng sử dụng, tận dụng đạt hiệu quả cao nhất các sản phẩm từ gỗ mỡ, tránh gây lãng phí gỗ chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện sinh trưởng và phát triển đến chất lượng gỗ Mỡ (Manglietia glauca Dandy) 10 tuổi trồng tại huyện Chợ Đồn - Bắc Kạn làm cơ sở cho các nhà sử dụng gỗ lựa chọn nguyên liệu trong quá trình sản xuất". Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 Chƣơng 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tổng quan về đối tƣợng nghiên cứu 1.1.1. Tổng quan chung về gỗ Mỡ Đặc điểm nhận biết Cây gỗ mỡ (Manglietia glauca Dandy) thuộc họ Mộc lan, cây cao 20- 25 m, đường kính 30-60 cm. Thân đơn trục, thẳng, tròn đều, đột thót ngọn nhỏ, tán hình tháp. Vỏ nhẵn màu xám xanh; lớp vỏ trong màu trắng ngà, thơm nhẹ. Cành non xanh nhạt gần thẳng góc với thân chính. Lá kèm bao chồi, trụng sớm để lại sẹo vòng quanh. Lá đơn mọc cách, hình trái xoan hoặc trứng ngược, đầu và đuôi lá nhọn dần; phiến lá dài 15-20 cm, rộng 4-6 cm, mặt trên màu lục thẫm, mặt dưới nhạt hơn, hai mặt lá nhẵn, gân lá nổi rõ. Cuống lá dài, mảnh, gốc mang vết lõm. Hoa lớn, dài 6-8 cm, mọc lẻ ở đầu cành; bao hoa 9 cánh, màu trắng; 3 cánh ngoài cùng phớt xanh. Nhị nhiều, chỉ nhị ngắn, nhị và nhụy xếp sát nhau trên đế hoa hình trụ. Nhụy gồm nhiều lá noãn rời xếp xoắn ốc tạo thành khối hình trứng, vòi nhụy ngắn. Quả đại kép hình trứng hoặc hình trụ. Các đại phát triển đều, đỉnh tròn, nứt bụng. Mỗi đại mang 5-6 hạt. Hạt nhẵn, vỏ hạt đỏ, thơm nồng [6] Đặc điểm sinh học và sinh thái học Mỡ sinh trưởng tương đối nhanh, trong rừng trồng mỗi năm mỡ có thể cao thêm 1,4-1,6 m, đường kính tăng 1,4-1,6 cm, từ tuổi 20 tốc độ sinh trưởng chậm dần. Mỡ lá cây thường xanh, sinh trưởng nhịp điệu, thay lá nhiều từ tháng 11, 12 đến tháng 2, 3 năm sau [6]. Mỡ là cây ưa sáng, nhưng khi còn nhỏ (1-2 tuổi) cần ánh sáng yếu, không chịu được ánh sáng quá mạnh cũng như bóng râm quá nhiều, trong giai đoạn vào mùa hè, thu, cây sinh trưởng tốt trong điều kiện ánh sáng tán xạ, nhưng đông xuân lại đòi hỏi được chiếu sáng nhiều hơn. Từ 3 tuổi yêu cầu toàn sáng [11] Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 Mỡ là cây thường xanh, nhưng trong mùa đông là rụng nhiều, lá non không mọc thêm, thơi gian này cây sinh trưởng rất yếu, mùa sinh trưởng mạnh thường từ tháng 3 đến tháng 11 là thời kỳ trong tháng nhiệt độ trung bình từ 26-280C, lượng mưa trung bình trên 10mm, số ngày mưa từ 15-25 ngày, số ngày có nắng 20 ngày, nếu các yếu tố thời tiết trên yếu hơn hoặc vư