Tài liệu Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí trên cây đến cấu tạo và tính chất vật lý của vầu tuổi 1 (bambusa nutans) tại trường đại học nông lâm thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------------------- DÌ THỊ OANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VỊ TRÍ TRÊN CÂY ĐẾN CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẦU TUỔI 1 (Bambusa Nutans) TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Quản Lý Tài Nguyên Rừng Khoa : Lâm Nghiệp Khóa học : 2015 - 2019 Thái Nguyên, năm 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ----------------------------- DÌ THỊ OANH NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VỊ TRÍ TRÊN CÂY ĐẾN CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẦU TUỔI 1 (Bambusa Nutans) TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Quản Lý Tài Nguyên Rừng Lớp : K47 – QLTNR – N01 Khoa : Lâm Nghiệp Khóa học : 2015 - 2019 Giảng viên hướng dẫn : Th.S Nguyễn Việt Hưng Thái Nguyên, năm 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu của riêng tôi, những số liệu và kết quả trong luận văn này là hoàn toàn trung thực, chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Mọi sự giúp đỡ cho việc hoàn thành luận văn đều đã được cảm ơn. Các thông tin, tài liệu trình bày trong luận văn này đã được chỉ rõ nguồn gốc. Thái Nguyên, tháng 05 năm 2019 XÁC NHẬN CỦA GVHD NGƯỜI VIẾT CAM ĐOAN Đồng ý cho bảo vệ kết quả trước hội đồng khoa học. Th.S Nguyễn Việt Hưng Dì Thị Oanh XÁC NHẬN CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Giáo viên chấm phản biện xác nhận sinh viên đã sửa sai sót sau khi hội đồng chấm yêu cầu (Ký và ghi rõ họ tên) ii LỜI CẢM ƠN Thực tập tốt nghiệp là một khâu quan trọng không thể thiếu đối với mỗi sinh viên. Đó không chỉ là điều kiện cần thiết để mỗi sinh viên có thể hoàn thành khóa học và tốt nghiệp ra trường mà đó còn là cơ hội cho mỗi sinh viên ôn lại và áp dụng các kiến thức đã học vào thực tế, trau dồi những kiến thức quý báu để sau khi ra trường trở thành cán bộ vừa có trình độ lý luận, kiến thức chuyên môn vững vàng, vừa có kiến thức thực tiến, tính sáng tạo trong công việc. Được sự đồng ý của khoa Lâm Nghiệp, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên. Em đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí trên cây đến cấu tạo và tính chất vật lý của Vầu tuổi 1 (Bambusa Nutans) tại trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên”. Để thực hiện đề tài này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ThS. Nguyễn Việt Hưng, người hướng dẫn đề tài tốt nghiệp cho em đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài. Em xin cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, các thầy cô giáo đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành đề tài. Xin cám ơn một số hộ dân trên địa bàn nghiên cứu đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong việc thu thập số liệu ngoài thực địa, để em thực hiện và hoàn thành đề tài tốt nghiệp. Do thời gian có hạn và kinh nghiệm thực tế chưa nhiều nên khóa luận của em không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô, các bạn sinh viên để đề tài của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Sinh Viên Thực Tập Dì Thị Oanh iii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Tình hình dân số của xã Như Cố năm 2013 ................................... 19 Bảng 4.1 Ảnh hưởng của vị trí trên cây đến mật độ bó mạch ........................ 36 Bảng 4.2 Ảnh hưởng của vị trí trên cây đến kích thước bó mạch .................. 37 Bảng 4.3. Kích thước trung bình bó mạch của Vầu tuổi 1 ............................. 38 Bảng 4.4. Chiều dài sợi trung bình của Vầu tuổi 1 ......................................... 41 Bảng 4.5. Ảnh hưởng của vị trí trên cây đến chiều dài sợi ............................. 42 Bảng 4.6. Ảnh hưởng của vị trí trên cây đến độ ẩm của Vầu tuổi 1 ............... 43 Bảng 4.7. Độ co rút khô của Vầu tuổi 1 .......................................................... 44 Bảng 4.8. Độ co rút khô kiệt của Vầu tuổi 1 ................................................... 45 Bảng 4.9. Ảnh hưởng vị trí trên cây đến khối lượng riêng của Vầu tuổi 1 .... 47 iv DANH MỤC HÌNH Hình 2.1. Bản đồ hành chính huyện Chợ Mới ................................................ 14 Hình 3.1.Phân loại vị trí xác định các phần của cây tre vầu ........................... 25 Hình 3.2. Cân điện tử ...................................................................................... 27 Hình 3.3. Kẹp đo kích thước ........................................................................... 27 Hình 3.4. Máy sấy ........................................................................................... 27 Hình 3.5. Bình thủy tinh, lọ đựng mẫu vật ..................................................... 27 Hình 3.6 Kính hiển vi điện tử.......................................................................... 28 Hình 3.7. Tiến hành cho nước lọc vào bình .................................................... 33 Hình 3.8. Cho nước và axit vào bình .............................................................. 33 Hình 3.9. Lấy KCl cho vào bình ..................................................................... 34 Hình 3.10. Khuấy đều mẫu ............................................................................. 34 Hình 3.11. Nhuộm màu ................................................................................... 35 Hình 4.1. Hình ảnh bó mạch của Vầu tuổi 1 ................................................... 36 Hình 4.2. Ảnh hưởng của vị trí trên cây đến mật độ bó mạch Vầu tuổi 1 ...... 37 Hình 4.3. Ảnh hưởng của vị trí trên cây đến kích thước bó mạch Vầu tuổi 1 38 Hình 4.4. Biểu đồ thể hiện kích thước trung bình bó mạch của Vầu tuổi 1 ... 39 Hình 4.5. Chiều dài sợi phần gốc Vầu tuổi 1 .................................................. 40 Hình 4.6. Chiều dài sợi phần thân Vầu tuổi 1 ................................................. 40 Hình 4.7. Chiều dài sợi phần ngọn Vầu tuổi 1 ................................................ 40 Hình 4.8. Biểu đồ thể hiện chiều dài sợi Vầu tuổi 1 ....................................... 41 Hình 4.9. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của vị trí trên cây đến chiều dài sợi ... 42 Hình 4.10. Biểu đồ thể hiện độ ẩm của vầu tuổi 1 .......................................... 43 Hình 4.11. Biểu đồ thể hiện độ co rút khô của Vầu tuổi 1 ............................. 45 Hình 4.12. Biểu đồ thể hiện độ co rút khô kiệt Vầu tuổi 1 ............................. 46 Hình 4.13. Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của vị trí trên cây đến khối lượng riêng .............................................................................................. 47 v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ iii DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... iv MỤC LỤC ......................................................................................................... v PHẦN 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................... 1 1.1.Tính cấp thiết của đềtài ............................................................................... 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................... 3 1.3. Ý nghĩa của đề tài ....................................................................................... 3 1.3.1.Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học ....................................... 3 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn ..................................................................................... 3 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................... 4 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài .......................................................................... 4 2.1.1. Một số khái niệm về tính chất vật lý ....................................................... 4 2.2. Những nghiên cứu trên thế giới và ViệtNam .......................................... 6 2.2.1. Những nghiên cứu trên thế giớ i ............................................................. 6 2.2.2. Tình hình nghiên cứu Việt Nam ............................................................. 9 2.3. Tổng qua về đặc điểm sinh thái sinh thái của Vầu .................................. 12 2.3. Tổng quan khu vực lấy mẫu .................................................................. 14 2.3.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của xã Như Cố, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn ........................................................................................................... 14 2.3.2. Đặc điểm và điều kiện kinh tế - xãhội .................................................. 18 2.4. Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội xã Như Cố, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn.................................................................. 22 2.4.1. Thuận lợi ............................................................................................... 22 PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................................ 24 vi 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................ 24 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................ 24 3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 24 3.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu............................................................ 24 3.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 24 3.4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 25 3.4.1. Chọn cây lấy mẫu .................................................................................. 25 3.4.2. Quy định cơ bản phương pháp thử nghiệm........................................... 26 3.4.3.Thiết bị thử nghiệm ................................................................................ 27 3.4.4. Phương pháp thử nghiệm vật liệu tre vầu. ............................................ 28 4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí trên cây đến kích thước của bó mạch của Vầu tuổi 1 ........................................................................................................ 37 4.3. Ảnh hưởng của vị trí trên cây đến chiều dài sợi của Vầu tuổi 1 .............. 39 4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí trên cây đến độ ẩm của Vầu tuổi 1 ..... 42 4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí trên cây đến tỷ lệ co rút của Vầu tuổi 1 ......................................................................................................................... 44 4.5. Ảnh hưởng của vị trí trên cây đến khối lượng riêng của Vầu tuổi 1 ....... 46 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................... 49 5.1. Kết luận .................................................................................................... 49 5.2. Kiến nghị .................................................................................................. 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 51 PHỤ LỤC 1 Phần 1 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Loài Vầu có tên khoa học là (Bambusa nutans), thuộc họ Hòa thảo PoaceBarnh, phân họ Tre Bambusoideae và thuộc chi Vầu Indosasa, còn có các tên gọi khác là: Vầu lá nhỏ, là loại tre không gai, mọc phân tán đơn độc từng cây tập trung nhiều nhất là ở các tỉnh như Lào Cai, Yên Bái, Hà Giang, Tuyên Quang, Phú Thọ, Bắc Kạn, Thái Nguyên, cũng có thể phát triển ở Lạng Sơn, Cao Bằng, Quảng Ninh, Sơn La. Rừng Vầu là loại rừng thứ sinh hình thành sau khi gỗ nguyên sinh bị phá hoại. Tuỳ trạng thái rừng là hỗn giao với cây gỗ hay thuần loại, là mới phục hồi hay đã qua khai thác hoặc rừng tự nhiên ổn định mà mật độ cây trên 1ha biến động từ 1300 đến 6000 cây. Tỷ lệ cây già ở rừng ổn định thường gấp hơn 2 lần ở rừng mới phục hồi và ngược lại tỷ lệ cây non ở rừng già chỉ bằng 1/4 ở rừng phục hồi. Vầu có khả năng chịu bóng, ưa ẩm. Vầu sinh trưởng tốt ở rừng có cây gỗ ở tầng trên, sườn âm, chân đồi hoặc theo các khe núi; ở những nơi rừng thưa, nhiều ánh sáng Vầu sinh trưởng có vẻ kém hơn. Kích thước cây trung bình của cây Vầu: Thân cao 17m, thẳng đứng, đường kính 10 cm, lóng dài 35cm, vách thân dầy 1cm, thân tươi nặng 30 kg. Phần thân không có cành thì tròn đều, vòng đốt không nổi rõ. Phần thân có cành thường có vết lõm dọc dóng, vòng đốt phình to nổi gờ cao. Thân non mầu xanh và có lông, thịt trắng. Thân già mầu xanh xám, có địa y loang lổ, thịt hơi hồng. Cành thường có từ 1/2 thân về phía ngọn. Mỗi đốt có 3 cành, cành to ở giữa, 2 cành nhỏ bằng nhau mọc hai bên cành to. Lá mầu xanh sẫm hình ngọn giáo, đầu vút nhọn, đuôi tù, dài 32 cm, rộng 4 cm. Thân mo hình chuông, đỉnh nhô cao, đáy hơi xoè rộng, mặt trong nhẵn, mặt ngoài có nhiều lông nhung mầu tím sớm rụng. Lá mo hình ngọn giáo. Tai mo thoái hoá thành 2 một hàng lông. Thìa lìa là một đường gờ, xẻ răng như lông, sớm rụng. Mo sớm rụng, khi cây măng toả đuôi én thì mo trên thân cũng rụng gần hết. Vầu là loại tre không gai, mọc phân tán đơn độc từng cây, thân ngầm thường bò lan ở độ sâu 20-30cm có chỗ chồi cả lên mặt đất, hàng năm thân ngầm sinh trưởng từ tháng 6 đến tháng 11, mầm măng phát triển dưới mặt đất từ tháng 12 đến tháng 1 năm sau, măng lên khỏi mặt đất đến lúc định hình từ tháng 2 đến tháng 5. Măng tuy đã lên khỏi mặt đất nhưng chỉ sống 50% để phát triển thành cây, số măng chết thường ở độ cao dưới 1m. Vì vậy, có thể khai thác 1/2 số măng để làm rau ăn mà không ảnh hưởng đến rừng Vầu. Từ năm 1969 nhà máy giấy Hoàng Văn Thụ cũng đã đưa Vầu làm nguyên liệu sản xuất giấy. Vầu được dùng làm nguyên liệu sản xuất đũa xuất khẩu nhưng sử dụng nhiều nhất vẫn là trong xây dựng. Đây là loài đa tác dụng, thân cây còn có thể làm ván ghép thanh, đũa, làm nhà, chế biến than hoạt tính, làm hang rào,…Măng Vầu được sử dụng làm thực phẩm, thường được ăn tươi nhưng cũng có thể muối chua hoặc phơi khô; măng đầu mùa thường ngọt, măng cuối vụ có vị đắng. Hiện nay rừng Vầu cũng chỉ được thừa nhận về giá trị kinh tế, phòng hộ.... về cấu trúc và giá trị môi trường đã từng có nghiên cứu đánh giá về cấu trúc sinh khối để làm cơ sở cho phát triển và xác định giá trị đích thực của rừng Vầu đem lại nhưng chưa có nghiên cứu về ảnh hưởng của vị trí trên cây đến cấu tạo và tính chất của Vầu để có các giải pháp quản lý, bảo vệ và phát triển rừng Vầu trong thời gian tới. Xuất phát từ những thực tế đó, được sự nhất trí của trường Đại Học Nông lâm Thái Nguyên, Ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp và giáo viên hướng dẫn tôi thực hiện đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng của vị trí trên cây đến cấu tạo và tính chất vật lý của Vầu tuổi 1 (Bambusa nutans)tại trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên” 3 1.2 . Mục tiêu nghiên cứu - Xác định được cấu tạo của các vị trí khác nhau trên cây Vầu tuổi 1. - Xác định được mối quan hệ giữa vị trí trên thân cây đến tính chất vật lý của Vầu tuổi 1 - Trên các kết quả nghiên cứu của đề tài có những định hướng về cơ học sẽ giúp cho người sử dụng hợp lý hơn 1.3. Ý nghĩa của đề tài 1.3.1.Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học - Là tài liệu học tập và những nghiên cứu tiếp theo là cơ sở cho những đề tài nghiên cứu trong lĩnh vực liên quan. - Giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học, biết vận dụng vào thực tiễn nghiên cứu khoa học phục vụ cho quá trình công tác trong tương lai. - Mang lại được định hướng nghiên cứu về cấu tạo, tính chất vật lý của loài tre nói chung. Từ đó nhằm đưa ra được các cơ sở khoa học nhằm mang lại định hướng cho loại hình kinh doanh phù hợp mang lại hiệu quả cho Vầu. 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn - Sau khi nghiên cứu đề tài kết quả có thể cung cấp thêm tư liệu tham khảo cho các nhà sản xuất Vầu sử dụng từng vị trí trên thân cây để phù hợp với từng loại sản phẩm. - Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm tư liệu tham khảo cho các cấp, các ngành trong việc sử dụng hợp lý trong thực tiễn sản xuất rừng vầu đắng tại địa phương nói riêng và cho tất cả các địa phương có rừng Vầu nói chung. 4 Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Cơ sở khoa học của đề tài 2.1.1. Một số khái niệm về tính chất vật lý 2.1.1.1. Độ ẩm của mẫu Độ ẩm có ảnh hưởng đến tính chất của cây. Nước nằm trong gỗ có 3 dạng: Nước mao quản (tự do), nước hấp phụ và nước liên kết hóa học. Nước tự do nằm trong ruột tế bào, khoảng trống bên trong tế bào và bên trong ống dẫn. Nước hấp phụ nằm bên trong vỏ tế bào và khoảng trống giữa các tế bào. Nước liên kết hóa học nằm trong thành phần hóa học của các chất tạo cây. Trong cây đang phát triển chứa cả nước hấp phụ và nước tự do, hoặc chỉ có nước hấp phụ. Trạng thái của cây chứa nước hấp phụ cực đại và không có nước tự do gọi là giới hạn bão hòa thớ. Tùy từng loại cây giới hạn bão hòa thớ có thể giao động từ 23 đến 35%. Khi sấy nước từ từ tách ra khỏi mặt ngoài, nước từ lớp cây bên trong chuyển dần ra thay thế. Còn khi cây khô thì nó lại hút nước từ không khí [14]. Các trạng thái bình thường của cây và sản phẩm của cây đều có độ ẩm nhất định. Độ ẩm cây được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm của nước trong cây và khối lượng cây khô. Độ ẩm (W) của cây được tính theo công thức sau: 𝑚1−𝑚2 w= 𝑚 ×100 Trong đó: 𝑚1: khối lượng cốc và mẫu trước khi sấy 𝑚2: khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy 𝑚: khối lượng khô tuyệt đối của cốc chịu nhiệt 5 2.1.1.2. Co dãn của gỗ Khi phơi sấy cây, nước từ trong cây bốc hơi ra, kích thước cây thu nhỏ lại, hiện tượng đấy gọi là sự co rút. Ngược lại, khi cây khô kiệt hút nước, làm cho kích thước cây tăng lên, hiện tượng đấy gọi là sự dãn nở. Nhưng không phải mỗi khi độ ẩm cây thay đổi thì hiện tượng co rút đều sản sinh, cây chỉ có rút khi độ ẩm của nó biến đổi trong khoản từ 0% đến độ ẩm bão hòa thớ gỗ. Mặt khác, cây có cấu tạo không đồng nhất theo 3 chiều thớ nên co rút của cây theo 3 chiều là khác nhau. Co rút là nguyên nhân dẫn đếm biến hình, cong vênh, nứt nẻ trong quá trình sấy cây hoặc sử dụng cây trực tiếp. Hiểu được từng đặc điểm co rút của từng loại cây sẽ giúp chúng ta sử dụng cây hợp lý và có các biện pháp phòng trừ, hạn chế những nhược điểm do cây co rút gây ra. 2.1.1.3. Độ hút nước của gỗ Sức hút nước của cây là năng lực hút lấy nước và gỗ khi ngâm cây trong nước. Tính chất hút nước của cây được thể hiện ở độ hút nước. Độ hút nước, thời gian hút nước phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: khối lượng thể tích, vị trí, chiều thớ, kích thước, nhiệt độ nước và độ ẩm ban đầu,.. trong đó yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất là khối lượng thể tích. Khối lượng thê tích càng lớn thì khả năng hút nước càng chậm, gỗ lõi hút nước chậm hơn gỗ giác. Mặt cắt xuyên tâm và mặt cắt tiếp tuyến của gỗ hút nước rất chậm. Diện tích mặt cắt ngang càng lớn thì tốc độ hút nước càng nhanh, ở nhiệt độ cao gỗ hút nước nhanh nhưng không nhiều. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sức hút nước của cây là vấn đề có ý nghĩa thực tế trong kỹ thuật ngâm tẩm cây bằng hóa chất, dưới điều kiện áp suất thường. Cây hút nước làm thay đổi độ ẩm của gỗ, độ ẩm ảnh hưởng nhiều đến các tính chất vật lý và cơ học, đặc biệt trong giới hạn độ ẩm bão hòa thớ gỗ. Trong công nghệ cần phải chú ý đặc điểm này của gôc để lựa chọn độ ẩm cây cho thích hợp [14]. 2.1.1.4. Độ hút ẩm, hơi nước của gỗ Cây để lâu trong không khí có độ ẩm và nhiệt độ nhất định sẽ hút hoặc 6 thoát hơi nước cho đến khi độ ẩm của cây tương đối ổn định (đạt trị số độ ẩm thăng bằng). Trong phạm vi giới hạn ẩm liên kết, cây khô hút hơi nước sẽ giãn nở làm thay đổi hình dạng và kích thước của cây, làm giảm cường độ và tạo điều kiện tốt cho sâu và nấm phá hoại cây. Ngược lại, trong không khí khô, cây ướt sẽ thoát hơi nước và co rút làm cho thể tích thu nhỏ lại. Hút và thoát hơi nước của cây phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí. Nhiệt độ giảm xuống càng nhanh, cây hút nước càng mạnh. Độ ẩm không khí càng cao cây hút nước càng nhiều. Quá trình hút nước của cây sẽ kết thúc khi nó đạt ẩm độ thăng bằng. Hút và thoát hơi nước trong phạm vi giới hạn ẩm liên kết là một trong những nguyên nhân gây ra hiện tượng cong vênh, nứt nẻ, biến hình ảnh hưởng xấu đến phẩm chất cây [14]. 2.1.1.5. Khối lượng thể tích Khối lượng thể tích là cở sở hợp lý cho việc đánh giá giá trị của gỗ trong những lĩnh vực sử dụng khác nhau. Khối lượng thể tích có mối liên quan mật thiết với các tính chất vật lý, cơ học khác của gỗ. Khối lượng thể tích gỗ liên quan chạt chẽ đến sức co dãn của gỗ, theo các chiều thớ khác nhau, ảnh hưởng của khối lượng thể tích là khác nhau. Khối lượng thể tích cũng ảnh hưởng đến độ cứng của gỗ, gỗ có khối lượng thể tích càng lớn thì độ cứng càng cao, đồng thời có khả năng chịu mài mòn cao (Lê Xuân Tình 1998) [14]. Khối lượng thể tích của gỗ nặng hay nhẹ là do cấu tạo của gỗ quyết định, do đó khối lượng thể tích có ảnh hưởng hầu hết đến tính chất vật lý, cơ học của gỗ. Gỗ có khối lượng thể tích thấp thì cường độ cơ học của gỗ cũng thấp. Khối lượng thể tích là một nhân tố quan trọng trong việc sử dụng nguyên liệu gỗ. 2.2. Những nghiên cứu trên thế giới và ViệtNam 2.2.1. Những nghiên cứu trên thế giới Tre là một tài nguyên rừng, một nhóm lâm sản ngoài gỗ rất có giá trị. Nhiều nước và hơn một nửa dân số thế giới liên quan với nhóm tài nguyên 7 này.Tre trên thế giới phân bố trên khắp 3 khu vực : Châu Á Thái Bình Dương, Châu Phi và Châu Mĩ.Tre thuộc phân họ Tre (Bambusoideae), họ Cỏ (Poaceae) với khoảng 1300 loài thuộc 70 chi phân bố trên toàn thế giới. Nhiều loài tre có đặc tính mọc thành rừng. Đã thống kê được trên 14 triệu ha rừng tre phân bố từ vùng xích đạo qua vùng nhiệt đới đến vùng hàn và ôn đới, nghĩa là từ 510 vĩ Bắc đến 470 vĩ Nam đều có tre sinh trưởng. Nước nhiều tre nhất là Trung Quốc, với khoảng 50 chi và 500 loài và diện tích 7 triệu ha rừng tre. Nước nhiều tre thứ hai là Nhật Bản với 13 chi, trên 230 loài và diện tích 0,1 ha rừng tre. Tiếp đó là các nước Ấn Độ, các nước Nam và Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Do tre vừa là nguyên liệu lại vừa là vật liệu, nên nhiều nước trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu, thí nghiệm về tính chất vật lý và cơ học của tre . Các nghiên cứu về tre trúc ở trên thế giới đã bắt đầu từ khá lâu và rất đa dạng. Đầu tiên phải kể tới ấn phẩm nghiên cứu về tre trúc của Munro (1868). Sau đó có nghiên cứu về các tre trúc Ấn Độ (Gamble 1868) trong đó tác giả có mô tả hình thái của 151 loài tre trúc phân bố ở Ấn Độ và một số nước láng giềng như Pakistan, Srilanca, Myanma, Malaysia, Indinesia. Tác giả cũng cho rằng các loài tre trúc là loài chỉ thị rất tốt về các đặc điểm và độ phì của đất. Haig và cộng sự (1959) cũng bình luận rằng sự phân bố tự nhiên của tre trúc ở Myanma cũng chỉ thị rất tốt các điều kiện đất đai ở đó. Năm 1995 Zhang- Qisheng, Sun-Feng Wen, Wang-JianHe Trường Đại học Nam Kinh – Trung Quốc đã tiến hành đề tài: “ Nghiên cứu cấu trúc và công nghệ sản xuất ván tổng hợp từ nguyên liệu tre” tác giả đã nghiên cứu các yếu tố chính có ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của ván, kết quả cho thấy rằng những tấm ván có chiều dày từ 1430mm có tính chất cơ lý tối ưu. Ở Trung Quốc cũng có rất nhiều những nghiên cứu về phân loại, kỹ thuật tạo giống, kỹ thuật trồng, chăm sóc, khai thác, chế biến và cả về thị trường tre trúc và các sản phẩm sản xuất từ tre trúc (Nguyễn Ngọc Bình và Phạm Đức Tuấn 2007). 8 Năm 1996 Zhang- min, Kawasaki- T, Giang- Ping Trường Đại học Kyoto, Viện nghiên cứu gỗ Nhật Bản đã thành công với đề tài : “ Nghiên cứu công nghệ sản xuất và các tính chất của ván tổng hợp tre gỗ”. Nguyên liệu sản xuất gồm sợi gỗ, sợi tre và các dăm tre mỏng với các tỷ lệ khác nhau. Kết quả cho thấy khi thay đổi tỷ lệ trộn nguyên liệu dẫn tới tính chất của ván thay đổi. Tính chất của ván tương đương với ván thương mại và các loại ván tổng hợp khác. Kết quả cho thấy ứng suất của ván dăm thay đổi lớn với sự thay đổi kết cấu ván lõi và ván mặt. Xiaobo Li (2004) đã nghiên cứu sự biến đổi về tính chất cơ học của tre (Phyllostachys pubescens) thay đổi theo tuổi (1, 3,5) về chiều cao cũng như lớp ngang. Tính chất như dộ bền uốn tĩnh (MOR), modun đàn hồi (MOE) và nén đều tăng từ tuổi 1 đến tuổi 1. Theo chiều cao, tính chất cơ học có biến đổi giữa phần gốc, thân và ngọn nhưng mỗi cấp tuổi lại có quy luật khác nhau. Theo chiều ngang, tính chất ở ngoài (sát với cật) cao hơn ở phần bên trong (sát với ruột) (Xiaobo Li, 2004) [22]. Trung tâm nghiên cứu quốc gia về tre của Trung Quốc đã nghiên cứu tính chất của tre cho thấy, đối với Mao trúc (Moso) độ bền nén và độ bền uốn tĩnh của Mao tính tăng dần từ gốc đến ngọn (China National Bamboo research center 2001) Theo M. Kamruzzaman (2008) đã nghiên cứu tuổi cây và vị trí trên cây có ảnh hưởng lớn đến tính chất của tre, tác giả đã đưa ra được sự ảnh hưởng của tuổi và vị trí trên cây ảnh hưởng đến tính chất cơ học của 4 loại tre gồm: Bambusa balcooa, Bambusa tulda, Bambu salarkhanii, Melocanna baccifera. Tuy nhiên, ở 4 loại này đều có sự biến động tính chất theo những quy luật khác nhau (M.Kamruzzaman và A.K.Bose và M.N.Islam.S.K.Saha, 2008) [17]. Juan Franrisco Correal D., Junliana Arbelaez C.(2010) đã nghiên cứu ảnh hưởng của tre và vị trí trên thân cây đến tính chất cơ học của tre 9 Guaduaangustifolia kunt (Guadua a.k.) kết quả phân tích cho thấy từ tuổi 2 – tuổi 1 và ở vị trí khác nhau theo chiều cao có sự ảnh hưởng đến tính chất của Guadua a.k. cho thấy rằng tính chất tăng từ tuổi 2-4 (28,6-40,4 MPa) và giảm xuống tuổi 1 (35,2 MPa), vị trí trên cây cho thấy loài Guadua a.k. cũng có hướng tăng lên từ gốc đến ngọn. Độ bền uốn tính và modun đàn hồi của Guadua a.k. tăng theo tuổi cây từ 2- 4 tuổi (MOR: 92,7- 98,5 MPa) và tuổi 1 giảm xuống (MOR: 93,5 MPa), với vị trí trên cây cũng ảnh hưởng đến tính chất này và tăng dần từ gốc đến ngọn (MOR: tăng từ 88,6- 104,1 MPa) (Juan Francisco Correal D và Juliana Arbelaez C, 2010) Từ những kết quả nghiên cứu sử dụng đã có kết quả về cấu tạo, tính vật lý của tre nói chung nhung chưa có nghiên cứu riêng cho tre vầu để có định hướng sử dụng cho nguôn nguyên liệu này 2.2.2. Tình hình nghiên cứu Việt Nam Do có nhiều đặc tính quý nên tre nứa đã được sử dụng trong đời sống hàng ngày cũng như trong thủ công nghiệp và công nghiệp hiện đại. Đã thống kê được hơn 30 công dụng của tre nứa, trong đó những công dụng chính là làm hàng thủ công, mỹ nghệ, làm vật liệu xây dựng, làm nguyên liệu trong công nghiệp giấy sợi và sản xuất măng tre làm thức ăn tươi hoặc khô. Ngoài ra, tre nứa là loài mọc nhanh, sớm cho sản phẩm, kỹ thuật gây trồng tương đối đơn giản, có khả năng sinh trưởng trên đất khó canh tác và đất hoang hoá, là loài đa tác dụng… nên tre nứa là nguồn tài nguyên phong phú đã và đang được con người sử dụng rộng rãi. Trong những năm gần đây có khá nhiều công trình nghiên cứu đi sâu nghiên cứu công nghệ chế biến và sử dụng tre nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng, góp phần giải quyết nguồn vật liệu cho ngành chế biến lâm sản tiêu biểu như: Lê Văn Thanh và Triệu Hồng Phú (1986-1992) nghiên cứu về công nghệ và tuyển chọn thiết bị để sản xuất ván ốp tường, ván sàn trang trí nội thất bằng tre nứa; nghiên cứu sử dụng ván nứa ép ba lớp thay thế ván gỗ 10 trong nhà của nhân dân vùng núi phía bắc của Nguyễn Minh Hoạt và công sự (2001) Nghiên cứu về tre trúc ở Việt Nam đã được bắt đầu từ khá lâu. Có thể nói công trình nghiên cứu đầu tiên về tre trúc Việt Nam thuộc về một người Pháp trong ấn phẩm nghiên cứu về thực vật chí Đông Dương (Le Comte 1923. Trong những năm 1960, Phạm Quang Độ đã nghiên cứu về kỹ thuật trồng và khai thác tre trúc ở Việt Nam (Phạm Quang Độ 1963). Cũng từ thời gian này, các nghiên cứu về phân loại, kỹ thuật nhân giống, kỹ thuật trồng, chăm sóc, bảo vệ rừng tre trúc, kỹ thuật bảo quản, chế biến tre trúc cũng được thực hiện. Ví dụ như: kinh nghiệm trồng luồng (Phạm Văn Tích 1963), Nghiên cứu đất trồng luồng (Nguyễn Ngọc Bình 1964), Phân loại tre trúc theo hình thái (Trần Đình Đại 1967), Bệnh hại tre (Trần Văn Mão 1972), tính đến năm 2007, đã có trên 100 ấn phẩm nghiên cứu về tre trúc hoặc liên quan tới tre trúc đã được phát hành trên khắp cả nước [6]. Từ năm 1971 đến 2007 đã có trên 18 công trình liên quan lớn nhỏ đến phân loại, đặc điểm nhận biết và phân bố của các loài tre trúc, các loại và cấu trúc rừng của tre trúc ở Việt Nam. Các nghiên cứu này phần lớn là nghiên cứu độc lập về hình thái, giải phẫu, nhận biết, phân bố và công dụng của một số loài tre trúc. Ví dụ như cuốn sách “Tên cây rừng Việt Nam” do tác giả Nguyễn Tích và Trần Hợp thực hiện được xuất bản năm 1971 đã lập lên bảng tra cứu tên cây theo tiếng Việt Nam và bảng tên cây theo họ thực vật. Đây tuy là những cuốn sách giúp tra cứu tên các loài cây rừng Việt Nam đầu tiên nhưng đã đề cập đến một số loài tre hữu ích mà nhân dân quen sử dụng, bao gồm 23 loài tre trúc, đó là Bương, Dang, Diễn, Diễn trứng, Hóp, Luồng Thanh Hóa, Mai, Nứa, Trúc đùi gà, Vầu, Vầu trồng... Xuất phát từ kết quả nghiên cứu quy luật sinh măng của nứa lá nhỏ, thông qua việc khảo sát hệ thống thân ngầm các tác giả đã xác định được tuổi và lập bảng tra tuổi cho lâm trường Tân Phong. Các kết quả được các tác giả Hải Âu đăng trên tập san 11 Lâm nghiệp số 7 năm 1976 với bài viết “Cách nhận biết nứa lá nhỏ”. Có thể nói bảng tra này được lập cho lâm trường Tân Phong, nhưng có thể là tài liệu tham khảo cho nhiều vùng khác có điều tương đồng. Nghiên cứu này hết sức quan trọng làm cở sở để tham khảo và cho nghiên cứu sau này.[6] Theo kết quả nghiên cứu của bộ Trường Đại học Lâm nghiệp cho thấy Tre gai (Bambusa Bambos) được lấy tại Đông Triều – Quảng Ninh có sự biến động về tính chất cơ học, cụ thể độ bền kéo, nén của tre gai tăng dần từ gốc đến ngọn, về độ bền uốn tĩnh của tre gai thì biến động theo hướng ngược lại là từ gốc đến ngọn ứng suất giảm dần (gốc: 440×105 N/m2) (Lê Xuân Tình, 1998). [14] Theo kết quả tài liệu giáo trình khoa học gỗ 2016 cho thấy chiều cao thân khí sinh của trúc sao (Phyllostachise edulis) có ảnh hưởng đến tính chất cơ học. Cụ thể, các tính chất cơ học của trúc sào đều biến đổi theo quy luật tăng từ gốc đến ngọn, độ bền nén dọc (60,9 – 71,1 MPa) độ bền uốn tĩnh (138,7 – 170,1 MPa) độ bền trượt dọc (16,7 – 20,7 MPa) ( Vũ Huy Đại và cộng sự, 2016) [5] Nguyễn Hồng Thịnh (2009) đã nghiên cứu về đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ vật lý và thành phần hóa học của luồng. Kết quả nghiên cứu cho thấy Luồng là nguyên liệu có cường độ nén dọc thớ, uốn tĩnh modul đàn hồi cao. Nghiên cứu này sẽ làm rõ được sự biến động về một số tính chất cơ học: độ bền nén dọc thớ, độ bền uốn tĩnh, modul đàn hồi và độ bền trượt dọc thớ theo tuổi cây và vị trí trên cây của Luồng. Ở nước ta, thí nghiệm để xác định các tính chất vật lý và cơ học của tre từ trước đến nay ít được chú ý do nhiều nguyên nhân, trong đó có nguyên nhân thiếu phương pháp thử chuẩn. Phòng Cơ lý gỗ (Viện Công nghiệp rừng) – nay là Phòng Tài nguyên Thực vật rừng (Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam) cũng đã từng tiến hành một số thí nghiệm xác định đặc tính của tre nhưng cũng mới chỉ dừng lại ở bước đầu và chủ yếu sử dụng một số phương 12 pháp thử của Trung Quốc do cán bộ nghiên cứu sưu tập được. Năm 2002, Phòng Tài nguyên Thực vật rừng đã tiến hành thăm dò đặc tính của một số loài tre có áp dụng chọn lọc phương pháp thử của Trung Quốc và của Mạng lưới Quốc tế về tre song mây (INBAR) để cho phù hợp với điều kiện thí nghiệm sẵn có. Nghiên cứu “Bảo tồn một số loài tre trúc quý hiếm ở Việt Nam” do Nguyễn Hoàng Nghĩa soạn thảo năm 2002 đã chỉ ra các loài Tre trúc quan trọng ở Việt Nam, các loài Tre trúc quý hiếm đang có nguy cơ bị tiêu diệt và giá trị kinh tế cũng như tình hình sử dụng tài nguyên nhằm phục vụ cho hoạt động quản lý và kinh doanh các loài tre trúc này. Tác giả Đặng Xuân Thức và Cs đã “Nghiên cứu biến động khối lượng thể tích và độ co rút của Bương lông” kết quả cho thấy khối lượng thể tích khô và độ co rút theo các chiều của Bương lông chịu ảnh hưởng rõ rệt của tuổi cây. Tuy nhiên các nghiên cứu về tre tre trúc của Việt Nam còn khá lẻ tẻ và tản mạn trên nhiều cơ sở ở khắp cả nước. Một số đề tài nghiên cứu về cây tre vầu chủ yếu nói tới cấu trúc sinh khối, nghiên cứu tính chất cơ học, điều kiện phân bố của tre vầu. Cho tới nay chưa có tài liệu nào trong nước công bố về ảnh hưởng của vị trí trên thân cây đến cấu tạo và tính chất vật lý của Vầu tuổi 1, vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài này là có ý nghĩa thực tiễn và cần thiết. 2.3. Tổng quan về đặc điểm sinh thái của Vầu Khí hậu ít nóng, mưa nhiều, độ ẩm cao; Hàng năm nhiệt độ bình quân 21-220C, lượng mưa trên 1600mm (Bắc Quang - Hà Giang tới 4730mm), độ ẩm không khí 85-95% thuận lợi để vầu sinh trưởng phát triển. Vầu là loại tre không gai, mọc phân tán đơn độc từng cây. Kích thước cây trung bình: Thân tre cao 17m, thẳng đứng, đường kính 10cm, vách thân dầy 1cm, thân tre tươi nặng 30kg, thân non màu lục nhạt, phủ lông mềm,