Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo và tính chất của gỗ gù hương (cinamomum balansae h lec) tại thái nguyên

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ------ MA MINH TRÍ NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA GỖ GÙ HƯƠNG CINAMOMUM BALANSAE H.LEC TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN KHÓA LUẬN TỐT

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - -

MA MINH TRÍ

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA GỖ GÙ HƯƠNG (CINAMOMUM BALANSAE H.LEC)

TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - -

MA MINH TRÍ

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA GỖ GÙ HƯƠNG (CINAMOMUM BALANSAE H.LEC)

TẠI TỈNH THÁI NGUYÊN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành : Quản lý tài nguyên rừng

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân tôi Các số liệu và kết quả nghiên cứu là quá trình phân tích trong phòng thí nghiệm hoàn toàn trung thực, chưa công bố trên các tài liệu, nếu có gì sai tôi

xin chịu hoàn toàn trách nhiệm

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2016

XÁC NHẬN CỦA GVHD

Đồng ý cho bảo vệ kết quả Người viết cam đoan

trước Hội đồng khoa học!

Th.S Nguyễn Việt Hưng Ma Minh Trí

XÁC NHẬN CỦA GV CHẤM PHẢN BIỆN

Giáo viên chấm phản biện xác nhận sinh viên

đã sửa chữa sai sót sau khi Hội đồng chấm yêu cầu!

(Ký, họ và tên)

Qua đây tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến các thầy cô giáo trong khoa Lâm Nghiệp, đặc biệt là thầy giáo Th.S Nguyễn Việt Hưng người thầy đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận

Do trình độ chuyên môn và kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế do vậy khóa luận không tránh khỏi những thiếu sót Tôi kính mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp để khóa luận này được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 4 năm 2016

Sinh viên

Ma Minh Trí

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 4.1 đặc điểm cấu tạo gỗ Gù hương 26

Bảng 4.2 Độ ẩm của gỗ 27

Bảng 4.3 Co rút theo 3 chiều 29

Bảng 4.4 Khối lượng thể tích của gỗ 30

Bảng 4.5 Bảng phân loại gỗ theo tính chất cơ lý 30

Bảng 4.6 Giới hạn bền khi nén dọc thớ 31

Bảng 4.7 So sánh giới hạn bền khi nén dọc thớ của gỗ Gù Hương và một số loại gỗ khác 32

Bảng 4.8 Giới hạn bền khi kéo dọc thớ 32

Bảng 4.9 Giới hạn bền khi uốn tĩnh 33

Bảng 4.10 So sánh giới hạn bền uốn tĩnh của gỗ Gù hương và một số loại gỗ khác 33

Bảng 4.11 Modul đàn hồi uốn tĩnh 34

Hình 2.5 đặc điểm cấu tạo lớpcủa gỗ

Hình 3.1 Một số thiết bị, dụng cụ sử dụng trong thí nghiệm của đề tài 25 Hình 4.1: Đặc điểm, cấu tạo gỗ Gù hương 27 Hình 4.2: Biểu đồ độ ẩm của gỗ 28 Hình 4.3: Biểu đồ Co rút theo 3 chiều 29

v

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC CÁC BẢNG iii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH iv

MỤC LỤC v

Phần 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Ý nghĩa của đề tài 2

1.3.1 Ý nghĩa trong khoa học 2

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất 2

Phần 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

2.1 Cơ sở khoa học của nghiên cứu 3

2.1.1 Các đặc điểm cấu tạo của gỗ 3

2.1.2 Tính chất vật lý của gỗ 7

2.1.3 Tính chất cơ học của gỗ 10

2.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 11

2.2.1 Lịch sử phát triển và tình hình nghiên cứu trên thế giới 11

2.2.2 Nghiên cứu ở Việt Nam 12

2.2.3 Nguồn gốc, phân bố, sinh thái học của cây Gù hương 13

2.3 Tổng quan về nơi lấy mẫu 14

2.3.1 Vị trí địa lý 14

2.3.2 Điều kiện khí hậu thủy văn 14

2.3.3 Tài nguyên khoáng sản 15

vi

2.3.4 Địa hình 16

2.3.5 Điều kiện dân sinh kinh tế - văn hóa, xã hội 16

Phần 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

3.1 Đối tượng nghiên cứu 18

3.2 Phạm vi nghiên cứu 18

3.3 Nội dung nghiên cứu 18

3.4 Phương pháp nghiên cứu 18

3.4.1 Phương pháp kế thừa số liệu 18

3.4.2 Phương pháp luận 18

3.4.3 Phương pháp thực nghiệm 19

3.4.4 Phương pháp tổng hợp kết quả và xử lý thống kê toán học 23

Phần 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 26

4.1 Đặc điểm cấu tạo gỗ Gù hương 26

4.2 Tính chất vật lý chủ yếu của gỗ Gù hương 27

4.2.1 Độ ẩm của gỗ 27

4.2.2 Co rút của gỗ Gù hương 28

4.2.3 Khối lượng thể tích 30

4.3 Tính chất cơ học của gỗ Gù hương 31

4.3.1 Giới hạn bền khi nén 31

4.3.2 Giới hạn bền khi kéo của gỗ 32

4.3.3 Giới hạn bền khi uốn tĩnh 33

4.3.4 Modul đàn hồi uốn tĩnh 34

Phần 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35

5.1 Kết luận 35

5.1.1 Cấu tạo đặc điểm của gỗ Gù Hương 35

5.1.2 Tính chất vật lý 35

vii

5.1.3 Tính chất cơ học của gỗ 36

5.2 Đề nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO

1

Phần 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Như chúng ta đã biết gỗ đóng vai trò rất quan trọng trong đời sống của con người và là một mặt hàng, nguyên liệu truyền thống được Việt Nam sử dụng, buôn bán từ rất lâu ở nhiều địa phương khác nhau như: Bắc Kạn, Thái Nguyên, Tây Nguyên,…… Gỗ thường được sử dụng để làm nội thất, thủ công

mỹ nghệ, trong các công trình xây dựng đóng thuyền Tùy vào từng tính chất, cấu tạo của gỗ mà có mục đích sử dụng khác nhau

Gỗ là nguyên vật liệu được con người sử dụng lâu đời và rộng rãi, là một trong những vật tư chủ yếu của nền kinh tế quốc dân

Trong các văn kiện chính thức từ trước tới nay, chính phủ Việt Nam vẫn xếp gỗ đứng hàng thứ ba sau điện và than

Gỗ được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, kiến trúc, xây dựng, khai khoáng

Ngoài ra gỗ còn được dùng làm văn phòng phẩm, nhạc cụ, dụng cụ thể dục thể thao, đóng toa tàu, thùng xe, thuyền, phà, cầu cống, bàn ghế và dụng

cụ học sinh, đồ dùng trong gia đình, công sở và chuyên dùng như bệnh viện, thư viện

Việt Nam phân bố thành 3 vùng: miền Bắc có khí hậu cận nhiệt đới

ẩm, miền Trung mang đặc điểm khí hậu gió mùa, trong khi miền Nam nằm trong vùng nhiệt đới xavan Khí hậu Việt Nam có độ ẩm tương đối trung bình 84-100% cả năm Lượng mưa cả năm ở mọi vùng đều lớn, dao động

từ 120- 300 cm Chính vì có một khí hậu đặc trưng như vậy mà Việt Nam

có sự đa dạng và phong phú về thành phần loài lớn Do đó đặc điểm cấu tạo và tính chất cơ lý của gỗ cùng một loài cũng khác nhau theo đặc điểm khí hậu và địa lý Tùy theo địa phương tính chất gỗ có thể khác nhau

2

Cây Gù hương (Cinnamomum balansae) thuộc họ Long não

(Lauraceae) là một loài cây quý, đa tác dụng Đây là loài cây có giá trị kinh tế, thân gỗ và dễ dùng cho chế biến các sản phẩm mỹ nghệ

Do đó tôi tiến hành thực hiện đề tài tốt nghiệp nhằm:“ Nghiên cứu đặc điểm cấu tạo và tính chất của gỗ Gù hương (Cinamomum balansae H.Lec) tại Thái Nguyên” Góp phần cho việc định hướng sử dụng và nguồn gen loài

cây này”

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được cấu tạo chủ yếu của cây Gù hương

- Xác định được tính chất vật lý chủ yếu của cây Gù hương

- Xác định được tính chất vật cơ học yếu của cây Gù hương

1.3 Ý nghĩa của đề tài

1.3.1 Ý nghĩa trong khoa học

Đề tài là cơ sở khoa học cho việc nhận biết cấu tạo, đặc điểm và tính chất cơ lý của gỗ cây Gù hương

1.3.2 Ý nghĩa trong thực tiễn sản xuất

- Xác định được hướng sử dụng của gỗ

- Giúp cho kiểm lâm trong việc nhận biết loại gỗ và đưa ra mức phạt

đúng mức với những hành vi vi phạm liên quan tới gỗ

3

Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở khoa học của nghiên cứu

2.1.1 Các đặc điểm cấu tạo của gỗ

2.1.1.1 Mạch gỗ [9]

Là tổ chức của nhiều tế bào mạch gỗ nối tiếp nhau thành ống dài sắp xếp theo chiều dọc thân cây Đây là loại tế bào vách dày có kích thước lớn nhất nên dễ quan sát nhất Mạch gỗ chỉ có ở gỗ lá rộng, chiếm một tỷ lệ khá lớn, trung bình từ 20-30 % thể tích gỗ Tỷ lệ mạch gỗ nhiều hay ít tuỳ thuộc vào loại cây, tuổi, gỗ sớm, gỗ muộn và điều kiện sinh trưởng Vai trò của mạch gỗ trong thân cây là dẫn truyền nhựa nguyên từ rễ lên lá, lỗ thông ngang trên vách tế bào mạch gỗ nằm cạnh nhau có vai trò dẫn truyền nước, chất dinh dưỡng theo chiều ngang thân cây

Sau khi chặt hạ, mạch gỗ và lỗ thông ngang trên mạch làm nhiệm vụ lưu thông nước trong gỗ làm cho gỗ chóng khô Trong việc bảo quản gỗ, mạch gỗ có tác dụng làm cho thuốc thấm sâu và nhanh, lỗ thông ngang có tác dụng vận chuyển thuốc ngấm theo chiều ngang Mạch gỗ là một trong những tiêu chuẩn quan trọng trong việc nhận mặt gỗ, là yếu tố làm giảm tính chất cơ

- Mạch xếp vòng: Trong phạm vi mỗi vòng năm, các lỗ mạch ở phần

gỗ sớm có đường kính lớn xếp thành vòng tròn đồng tâm vây quanh tuỷ, còn

ở phần gỗ muộn nhỏ, nằm rải rác và phân tán Ở nước ta hình thức này rất ít chỉ thấy ở xoan ta, tếch và một ít loại gỗ khác

4

Hình 2.1 Mạch gỗ xếp vòng

- Mạch phân tán: Lỗ mạch ở phần gỗ sớm và gỗ muộn to nhỏ gần như

nhau nằm phân tán rải rác Đây là hình thức phổ biến ở gỗ nước ta

Hình 2.2 Mạch gỗ phân tán

- Mạch vừa xếp vòng vừa phân tán (trung gian): ở phần gỗ sớm lỗ mạch lớn hơn phần gỗ muộn và có xu hướng xếp thành vòng, càng ra đến phần gỗ muộn lỗ mạch bé dần và phân tán Các loại gỗ bồ hòn, thôi ba, xoan nhừ… có loại hình thức phân bố này

có thể xem là gỗ có lỗ mạch đơn phân tán

- Mạch kép: Hai hoặc nhiều lỗ mạch nằm sát cạnh nhau, các lỗ mạch ở giữa thường bị ép dẹt, làm cho lỗ mạch kép giống như một lỗ mạch đơn chia thành nhiều ngăn Mạch kép đa số xếp theo hướng xuyên tâm: gỗ gáo, ba soi…vv… có mạch kép (2 - 4) lỗ, chưa khét có mạch kép (2 - 6) lỗ

- Mạch nhóm: Từ 3 lỗ mạch trở lên, tụ hợp thành nhóm nhỏ Hình thức này rất ít thấy ở gỗ nước ta

- Mạch dây: Nhiều lỗ mạch nằm sát nhau, kéo dài thành dây, hoặc nằm gần nhau nhưng có xu hướng kéo dài thành dây theo hướng xuyên tâm hoặc tiếp tuyến

+ Mạch dây xuyên tâm, có thể kéo dài thành hàng song song với tia gỗ, hoặc lượn qua lại như ở gỗ sến mật, thành ngạnh, đỏ ngọn, các loại giẻ hoặc

có xu hướng đan thành màng lưới

+ Mạch dây tiếp tuyến, thường xếp thành vòng gián đoạn hoặc liên tục lượn vòng quanh tuỷ ở một số lớn loại gỗ thuộc họ đinh

6

Hình 2.4 Các hình thức tụ hợp của lỗ mạch a- Tụ hợp đơn, b- tụ hợp kép, c- tụ hợp nhóm,

d- tụ hợp dây xuyên tâm, e- tụ hợp dây tiếp tuyến

2.1.1.2 Sợi gỗ [9]

Là thành phần chủ yếu cấu tạo nên gỗ lá rộng, chiếm tỷ lệ trung bình là

50 % thể tích gỗ Sợi gỗ giữ vai trò cơ học làm cho cây đứng vững, vì thế vách tế bào càng dày, ruột càng bé thì cường độ gỗ càng cao

Trong công nghệ, đặc biệt là công nghệ sản xuất bột giấy và giấy người

ta quan tâm tới một số thông số sau của sơị gỗ

Chiều dài sợi: Có ảnh hưởng khác nhau đến cường độ của giấy, nếu ký hiệu chiều dài sợi là L thì:

Cường độ xé của giấy tỷ lệ thuận với (L)1,5

Cường độ bục của giấy tỷ lệ thuận với (L)1,0

Cường độ đứt của giấy tỷ lệ thuận với (L)0,5

Cường độ gấp của giấy tỷ lệ thuận với (L)0,5

Tỷ lệ chiều dài/chiều rộng sợi: Tỷ lệ này lớn có nghĩa là các sợi dễ

dàng đan xen vào nhau, giấy sản xuất ra sẽ có cường độ cao Trong sản xuất giấy và bột giấy yêu cầu tỷ lệ này >50

7

Chiều dày vách tế bào của sợi gỗ: Vách tế bào càng mỏng báo hiệu cường độ gấp của giấy sẽ cao Để đánh giá chính xác, người ta dùng tỷ lệ giữa chiều dày vách tế bào sợi gỗ và đường kính ruột của tế bào sợi gỗ, ký hiệu 2W/D

Trong đó W chiều dày của một bên vách tế bào, D đường kính ruột tế bào

- Nếu sợi gỗ có tỷ lệ (2W/D) <1 thì nguyên liệu dùng để sản xuất bột giấy rất tốt

- Nếu sợi gỗ có tỷ lệ (2W/D) =1 thì nguyên liệu dùng để sản xuất bột giấy tốt

- Nếu sợi gỗ có tỷ lệ (2W/D >1 thì không dùng loại nguyên liệu này để sản xuất giấy và bột giấy

Trong trường hợp tế bào sợi gỗ có vách mỏng, đường kính ruột lớn thì sợi sẽ mềm, dẻo dai, dễ bị ép, mặt tiếp xúc giữa các sợi lớn, giấy có độ chặt giữa các sợi, khi xeo bề mặt giấy bóng, nhẵn, trừ cường độ xé còn các cường

độ khác đều cao

Độ thô của sợi: Phản ánh khối lượng của một đơn vị chiều dài sợi,

được đo bằng số mg/100 mm sợi khô Độ thô của sợi có liên quan đến đường kính ruột tế bào, chiều dày vách tế bào, khối lượng thể tích vách tế bào, đường kính trung bình tế bào sợi Nếu chiều rộng của sợi cố định lại thì vách

tế bào sợi thô sẽ dày, độ dãn dài của sợi thô lớn, tính dẻo kém, không dễ bị ép bẹp, diện tích tiếp xúc giữa các sợi với nhau nhỏ gây ảnh hưởng đến sự kết hợp giữa các sợi với nhau Với sợi thô khi sản xuất giấy, độ đồng đều kém, độ xốp, độ thấu khí, độ thô tương đối lớn, cường độ xé cao, các cường độ khác thấp Với nguyên liệu có sợi thô dùng để sản xuất những loại bao bì như vỏ bao xi măng, giấy catton cần cường độ xé cao, độ thấu khí lớn, không phù

hợp với sản xuất giấy mỏng, giấy viết

8

2.1.1.3 Tế bào mô mềm

Là những tế bào vách mỏng làm nhiệm vụ dự trữ chất dinh dưỡng trong cây Loại tế bào này chiếm tỷ lệ 2-15 % thể tích của gỗ Nếu tế bào mô mềm phát triển thì cường độ gỗ giảm xuống đồng thời gỗ dễ bị sâu nấm phá

hoại[9]

2.1.1.4 Tia gỗ

Tia gỗ lá rộng hoàn toàn do tế bào mô mềm cấu tạo nên Tia gỗ lá rộng chiếm 10 -15 % thể tích, có loại chiếm tới 20-30% thể tích Tia gỗ gây ra nghiêng thớ đối với tất cả các tế bào xếp dọc thân cây Tia gỗ càng rộng, càng lớn làm cho gỗ nghiêng thớ càng nhiều Thực nghiệm đã chứng minh tia gỗ càng nhiều thì sự chênh lệch về sức co dãn giữa hai chiều xuyên tâm và tiếp tuyến càng lớn Đây cũng là nguyên nhân gây ra nứt nẻ gỗ Gỗ càng nghiêng thớ chéo thớ khi cắt gọt tiêu hao càng nhiều công trong sản xuất ván dán, ván

mỏng tạo ra bề mặt bị sơ xước làm giảm chất lượng ván[9]

2.1.1.5 Cấu tạo lớp

Là dạng cấu tạo đặc biệt của một số loại gỗ lá rộng Dưới mắt thường

và kính lúp, quan sát trên mặt cắt tiếp tuyến nhận được các đường gợn song cách nhau đều đặn Tùy theo từng loại cây mà có từ 2- 7 lớp/mm [9]

Hình 2.5 đặc điểm cấu tạo lớp của gỗ

9

2.1.1.6 Tế bào chứa chất kết tinh ( thể bít)

Tế bào nhu mô chứ chất kết tinh là đặc điểm của nhiều loại gỗ, bên trong ruột tế vào chưa chất tích tụ có màu sắc khác nhau Đây cũng là một đăc

điểm giúp ta nhận định loại gỗ [9]

2.1.1.7 Gỗ giác- gỗ lõi

Một số loại gỗ, phần gỗ phía ngoài sát vỏ có màu nhạt hơn gọi là gỗ giác, phần gỗ bên trong đi vào tủy có màu sấm hơn gọi là gỗ lõi Nếu màu sắc

và độ ẩm phần gỗ bên trong và phần gỗ bên ngoài không khác biệt nhau thì là

gỗ giác và gỗ lõi không phân biệt

Nếu màu sắc và độ ẩm phần gỗ bên trong và phần gỗ bên ngoài khác biệt nhau gọi là gỗ giác và gỗ lõi phân biệt Loại cây gỗ giác lõi phân biệt [9]

2.1.1.8 Gỗ sớm- gỗ muộn

Trong mỗi vòng năm phần gỗ phía trong sinh ra vào thời kỳ đầu mùa sinh trưởng gọi là gỗ sớm Phần gỗ phía ngoài sinh ra vào cuối mùa sinh trưởng gọi là gỗ muộn

Một số loại gỗ có gỗ sớm và gỗ muộn khác nhau về kích thước gọi là

gỗ sớm và gỗ muộn phân biệt Một số loại gỗ khi quan sát thấy đường kính lỗ mạch có kích thước tương tự nhau trên một vòng năm gọi lag gỗ sớm và gỗ muộn không phân biệt Đây cũng là đặc điểm giúp ta nhận định loại gỗ [9]

2.1.2 Tính chất vật lý của gỗ

2.1.2.1 Độ ẩm của gỗ

Các trạng thái bình thường của gỗ và sản phẩm gỗ đều có độ ẩm nhất định Độ ẩm gỗ được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm của nước trong gỗ và khối lượng gỗ khô

Độ ẩm (W) của gỗ được tính theo công thức sau:

;

10

Trong đó: W0 - độ ẩm tuyệt đối của gỗ;

Wa - độ ẩm tương đối của gỗ m1 - trọng lượng của gỗ còn tươi

m0 - trọng lượng gỗ đã sấy khô

gỗ hợp lý và có các biện pháp phòng trừ, hạn chế những nhược điểm do gỗ co

dãn gây ra, (Lê Xuân Tình và Cs, 1993) [10]

2.1.2.3 Độ hút ẩm, hơi nước của gỗ

Gỗ để lâu trong không khí có độ ẩm và nhiệt độ nhất định sẽ hút hoặc thoát hơi nước cho đến khi độ ẩm của gỗ tương đối ổn định (đạt trị số độ ẩm thăng bằng)

Trong phạm vi giới hạn ẩm liên kết, gỗ khô hút hơi nước sẽ dãn nở làm thay đổi hình dạng và kích thước của gỗ, làm giảm cường độ và tạo điều kiện tốt cho sâu và nấm phá hoại gỗ Ngược lại, trong không khí khô, gỗ ướt sẽ thoát hơi nước và co rút làm cho thể tích thu nhỏ lại Hút và thoát hơi nước của gỗ phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí Nhiệt độ giảm xuống càng nhanh, gỗ hút hơi nước càng mạnh Độ ẩm không khí càng cao gỗ hút hơi nước càng nhiều

11

Quá trình hút hơi nước của gỗ sẽ kết thúc khi nó đạt độ ẩm thăng bằng Hút và thoát hơi nước trong phạm vi giới hạn ẩm liên kết còn là một trong những nguyên nhân gây nên cong vênh, nứt nẻ, biến hình ảnh hưởng xấu đến

phẩm chất gỗ (Lê Xuân Tình và Cs, 1993) [10]

2.1.2.4 Độ hút nước của gỗ

Sức hút nước của gỗ là năng lực hút lấy nước vào gỗ khi ngâm gỗ trong nước Tính chất hút nước của gỗ 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 thể 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

gỗ là vấn đề có ý nghĩa thực tế trong kỹthuật ngâm tẩm gỗ bằng hoá chất, dưới điều kiện áp suất thường

Gỗ 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 hoà thớ gỗ

Trong công nghệ cần phải chú ý đặc điểm này của gỗ để lựa chọn độ

ẩm gỗ cho thích hợp

2.1.2.5 Khối lượng thể tích

Khối lượng thể tích là cơ 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 (Nguyễn Đình Hưng,1991) [6]

Khối lượng thể tích liên quan chặt chẽ đến sức co dãn của gỗ, theo các chiều thớ khác nhau, ảnh hưởng của khối lượng thể tích là khác nhau

12

Khối lượng thể tích cũng ảnh hưởng tới 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 và Cs, 1993) [10], (Lê Xuân Tình, 1998) [11]

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 đến hầu hết các 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

2.1.3 Tính chất cơ học của gỗ

2.1.3.1 Giới hạn bền khi nén

Gỗ chịu nén dọc thớ: khi gỗ chịu nén dọc thớ, trong gỗ sản sinh ra nội lực chống lại theo chiều dọc thớ Do đại bộ phận các tế bào sắp xếp song song với trục dọc thân cây nên khi có lực tác động theo chiều dọc thì các

bó mixenxenluloza sản sinh ra nội lực chống lại sự tác động đó Khả năng liên kết giữa các mixenxenluloza bởi lignin và lớp keo màng giữa các tế bào làm cho các mixenxenluloza ổn định vị trí khi chịu lực Sức hút tương hỗ giữa các phần tử cấu tạo nên gỗ tạo cho nó một khối vững chắc và chính nó tạo ra ứng lực cho gỗ (Lê Xuân Tình và Cs, 1993) [10]

Gỗ chịu nén ngang thớ: trong một giới hạn nhất định, khi chịu nén ngang thớ gỗ biến dạng đàn hồi, trong giới hạn đó sức hút và sức đẩy tương

hỗ giữa các mixenxenluloza cân bằng nhau làm cho khối gỗvững chắc theo phương nằm ngang Gỗ được cấu tạo bởi các tế bào hình ống, rỗng ruột nên khi lực bên ngoài vượt quá giới hạn đàn hồi (chủ yếu là phía đầu các tế bào) làm cho các tế bào (trước hết là tế bào mạch gỗ, tế bào mô mềm, quản bào gỗ

sớm) bị phá hoại

13

2.1.3.2 Giới hạn bền khi kéo của gỗ

Sức chịu kéo ngang thớ của gỗ chỉ bằng 1/10 - 1/40 sức chịu kéo dọc thớ Nhờ sức hút tương hỗ giữa các mixenxenluloza, mối liên kết cơ học giữa các mixenxenluloza bởi keo lignin và lớp keo nằm giữa các tế bào sắp xếp theo chiều dọc thân cây, các loại tế bào sắp xếp theo chiều ngang thân cây và

mối liên hệ giữa chúng với nhau sản sinh ứng lực kéo ngang của gỗ

2.1.3.3 Giới hạn bền khi uỗn tính và modul đàn hồi uỗn tính

Giới hạn bền khi uốn tĩnh là một trong 2 chỉ tiêu cơ học quan trọng để đánh giá cường độ của gỗ Modul đàn hồi uốn tĩnh cũng đánh giá khả năng chống lại tác dụng của ngoại lực đối với gỗ (Lê Xuân Tình,1993) [10]

Từ các giá trị về giới hạn bền khi uốn tĩnh và modul đàn hồi uốn tĩnh của gỗ, ta có thể lấy đó làm cơ sở cho việc tính toán và chọn kết cấu cho phù

hợp trong việc sử dụng gỗ và lựa chọn phương án gia công chế biến

2.1.3.4 Độ cứng của gỗ

Độ cứng của gỗ biểu thị khả năng chống lại sự tác dụng của ngoại lực,

nó cũng phản ánh được giới hạn bền khi ma sát của gỗ và chịu bào mòn của vật liệu Độ cứng của gỗ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cấu tạo gỗ (mật độ), kích thước và cách sắp xếp các tế bào trong gỗ, có trị số cao hơn giới hạn bền khi nén ngang thớ

2.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

2.2.1 Lịch sử phát triển và tình hình nghiên cứu trên thế giới

Chi Quế (Cinnamomum) có khoảng 250 loài Chúng thường là cây gỗ

lớn phân bố ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới của Bắc Mỹ, Trung

Mỹ, Nam Mỹ, châu Á, châu Đại Dươngnhư Trung Quốc với 50 loài, Malaixia

30 loài, Ấn Độ 30 loài, Đông Dương 12 loài Chi Bời lời (Litsea Lamk.) có

khoảng 400 loài, là cây gỗ hay cây bụi, phân bố chủ yếu ở vùng á nhiệt đới và nhiệt đới Châu Á, Australia, New Zealand, Bắc Mỹ tới cận nhiệt đới Nam

14

Mỹ, chủ yếu tại các khu vực nóng ấm ở miền Nam hay Tây Namnhư Trung Quốc với 75 loài, Malaixia 54 loài, Ấn Độ 65 loài, Đông Dương 17 loài

Người đầu tiên nghiên cứu rừng Việt Nam là LouGuiro (1793) và công

bố trong Thực vật chí Nam Bộ Tác giả đã mô tả 4 chi và 8 loài trong họ Long não (Lauraceae) Tiếp đến là PierGu (1880), trong Thực vật rừng Nam Bộ đã giới thiệu các loài cây họ Long não (Lauraceae) có mặt ở Nam Bộ A Finet

và F Gagnepain (1907), trong Thực vật chí Đại cương Đông Dương do H Lecomte chủ biên đã công bố các loài cây họ Long não (Lauraceae) có ở Đông Dương Năm 1913, Lecomte công bố họ Long não (Lauraceae) ở Đông Dương và Nam Trung Quốc Cho đến năm 1934, H Liou công bố các loài thuộc họ Long não (Lauraceae) ở Đông Dương và Nam Trung Quốc

Sau này, E D Merrill (1935) đã đưa ra bản mô tả chi tiết họ Long não (Lauraceae) ở Đông Dương Ast (1938), đã công bố các loài có mặt ở Đông Dương Như vậy, các tác giả người Pháp đã phân tích, đánh giá họ Long não (Lauraceae) ở các vùng khác nhau tại Đông Dương, trong đó có Việt Nam

Gù hương là loài cây đặc hữu chỉ có ở Việt Nam, loài này được Lecomte miêu tả khoa học đầu tiên năm 1913 khi công bố các loài cây thuộc

họ Long não (Lauraceae)

Gù hương thuộc chi Quế (Cinnamomum.), trong họ Long não

(Lauraceae)

Đặc điểm thực vật : Gỗ lớn, cao 20-30 m, đường kính 50-70(90) cm, chủ yếu trên núi đất, ở độ cao 100-600 m Ra hoa tháng 1-5, có quả tháng 6-9 Mọc trong rừng rậm nhiệt đới thường xanh, ẩm trên núi đất hay núi đá vôi, ở

độ cao 100-600 m

2.2.2 Nghiên cứu ở Việt Nam

Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa có mùa đông lạnh và cận xích đạo Bờ biển dài 3.260 km từ Móng Cái đến Hà Tiên, nơi có rừng ngập mặn, nơi có rừng phi lao trên cát Đồi núi chiếm ba phần tư lãnh thổ, từ vùng ven

15

biển đến đồng bằng, trung du, cao nguyên, vùng núi với đỉnh núi cao nhất là Phan Xi Păng cao 3.143 m Chính điều kiện địa hình này đã làm cho Việt Nam không chỉ có khí hậu nhiệt đới gió mùa mà còn có cả khí hậu á nhiệt đới

và ôn đới núi cao Không kể miền khí hậu biển Đông, khí hậu lục địa có 3 miền khí hậu (phía Bắc, đông Trường Sơn, phía Nam) với 10 vùng khí hậu đặc trưng cho các vùng sinh thái khác nhau

Theo Nguyễn Nghĩa Thìn (1997) [17], nước ta có khoảng 11.373 loài thực vật thuộc 2524 chi và 378 họ Các nhà thực vật học dự đoán con số loài thực vật ở nước ta còn có thể lên đến 15.000 loài Trong các loài cây nói trên

có khoảng 7.000 loài thực vật có mạch, số loài thực vật đặc hữu của Việt Nam chiếm khoảng 30% tổng số loài thực vật ở miền Bắc và chiếm khoảng 25% tổng số loài thực vật trên toàn quốc có ít nhất 1.000 loài cây đạt kích thước lớn, 354 loài cây có thể dùng để sản xuất gỗ thương phẩm Các loài tGù nứa ở Việt Nam cũng rất phong phú, trong đó có ít nhất 40 loài có giá trị thương mại Sự phong phú về loài cây đã mang lại cho rừng Việt Nam những giá trị

to lớn về kinh tế và khoa học Theo thống kê của Viện Dược liệu (2003), hiện nay đã phát hiện được 3.850 loài cây dùng làm dược liệu chữa bệnh, trong đó chữa được cả những bệnh nan y hiểm nghèo Theo thống kê ban đầu, đã phát hiện được 76 loài cây cho nhựa thơm, 600 loài cây cho tananh, 500 loài cây cho tinh dầu và 260 loài cây cho dầu béo

2.2.3 Nguồn gốc, phân bố, sinh thái học của cây Gù hương

Nguồn gốc:

Tên Việt Nam: Gù hương

Tên Latin: Cinamomum balansae H.Lec

Chi: Long não (Cinnamomum Schaeff.),

Họ: Long não(Lauraceae)

Bộ: Long não (Laurales)

Lớp (nhóm): Cây gỗ lớn

18 – 23,7 độ, Nhiệt độ tối cao từ 33,1 – 41,5 , Nhiệt độ tối thấp tương đối từ - 0,2 – 3,2 Độ ẩm bình quân năm từ 81 – 87 % Lượng bốc hơi hàng năm từ

561 – 1040,1 mm

Công du ̣ng : Gỗ tốt dùng trong xây dựng, làm tà vẹt, đóng tàu

Lá, vỏ và rễ có thể chiết được tinh dầu

Mức đô ̣ đe do ̣a : Sách đỏ Việt Nam 2007: VU A1c; Nghị định 32: IIA [18]

2.3 Tổng quan về nơi lấy mẫu

2.3.1 Vị trí địa lý

Tỉnh Thái Nguyên có diện tích 3.562,82 km² phía bắc tiếp giáp với tỉnh Bắc Kạn, phía tây giáp với các tỉnh Vĩnh Phúc Tuyên Quang, phía đông giáp với các tỉnh Lạng Sơn, Bắc Giang và phía nam tiếp giáp với thủ đô Hà Nội

2.3.2 Điều kiện khí hậu thủy văn

* Khí hậu

Nằm trong vùng khí hậu cận nhiệt đới ẩm, nhưng do địa hình nên khí hậu Thái Nguyên vào mùa đông được chia thành 3 vùng rõ rệt vùng ấm, vùng lạnh và vùng nóng

Nhiệt độ trung bình của Thái Nguyên là 25 °C; chênh lệch giữa tháng nóng nhất (tháng 6: 28,9 °C) với tháng lạnh nhất (tháng 1: 15,2 °C) là 13,7 °C Tại thành phố Thái Nguyên, nhiệt độ cao nhất và thấp nhất từng được ghi nhận lần lượt là 41,5 °C và 3 °C.Tổng số giờ nắng trong năm dao

17

động từ 1.300 đến 1.750 giờ và phân phối tương đối đều cho các tháng trong năm Khí hậu Thái Nguyên chia làm 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô từ tháng 10 đến tháng 5 Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.000 đến 2.500 mm; cao nhất vào tháng 8 và thấp nhất vào tháng 1 Nhìn chung khí hậu tỉnh Thái Nguyên thuận lợi cho phát triển ngành

nông, lâm nghiệp

* Thủy văn

Sông Cầu là con sông chính của tỉnh và gần như chia Thái Nguyên ra thành hai nửa bằng nhau theo chiều bắc nam Sông bắt đầu chảy vào Thái Nguyên từ xã Văn Lăng, huyện Đồng Hỷ và đến địa bàn xã Hà Châu, huyện Phú Bình, sông trở thành ranh giới tự nhiên giữa hai tỉnh Thái Nguyên

và Bắc Giang và sau đó hoàn toàn ra khỏi địa bàn tỉnh ở xã Thuận Thành, huyện Phổ Yên Ngoài ra Thái Nguyên còn có một số sông suối khác nhưng hầu hết đều là phụ lưu của sông Cầu Trong đó đáng kể nhất là sông Đu, sông Nghinh Tường và sông Công Các sông tại Thái Nguyên không thuộc lưu vực sông Cầu là sông Rang và các chi lưu của nó tại huyện Võ Nhai, sông này chảy sang huyện Hữu Lũng,Lạng Sơn và thuộc lưu vực sông Thương Ngoài

ra, một phần diện tích nhỏ của huyện Định Hóa thuộc thượng lưu sông Đáy

Ô nhiễm nguồn nước là một vấn đề đáng quan tâm, nhất là tình trạng ô nhiễm trên sông Cầu

Ngoài đập sông Cầu, Thái Nguyên còn xây dựng một hệ thống kênh đào nhân tạo dài 52 km ở phía đông nam của tỉnh với tên gọi là sông Máng, nối liền sông Cầu với sông Thương để giúp việc giao thông đường thủy và dẫn nước vào đồng ruộng được dễ dàng

Thái Nguyên không có nhiều hồ, và nổi bật trong đó là Hồ Núi Cốc, đây là hồ nhân tạo được hình thành do việc chặn dòng sông Công Hồ có độ sâu 35 m và diện tích mặt hồ rộng 25 km², dung tích của hồ ước tính từ 160

18

triệu - 200 triệu m³ Hồ được tạo ra nhằm các mục đích cung cấp nước, thoát

lũ cho sông Cầu và du lịch

2.3.3 Tài nguyên khoáng sản

Thái Nguyên có tài nguyên khoáng sản phong phú về chủng loại, là một lợi thế so sánh lớn trong việc phát triển các ngành công nghiệp luyện kim, khai khoáng Tỉnh Thái Nguyên có trữ lượng than lớn thứ hai trong cả nước, than mỡ trữ lượng trên 15 triệu tấn, than đá trữ lượng khoảng 90 triệu tấn; kim loại màu có thiếc, chì, kẽm, vonfram, vàng, đồng, niken, thuỷ ngân… Khoáng sản vật liệu xây dựng cũng là tiềm năng nguyên liệu rất lớn để sản xuất xi măng, sản xuất đá ốp lát các loại và sản xuất vật liệu xây dựng Riêng

mỏ Núi Pháo trên địa bàn các xã phía đông của huyện Đại Từ được các cơ quan chuyên môn đánh giá có trữ lượng Vonfram khoảng 21 triệu tấn, lớn thứ

2 trên thế giới sau một mỏ tại Trung Quốc, ngoài ra mỏ còn có trữ lượng Flo lớn nhất thế giới khoảng 19,2 triệu tấn, và trữ lượng đáng kể bismuth, đồng, vàng và một số kim loại khác

2.3.4 Địa hình

Thái Nguyên có nhiều dãy núi cao chạy theo hướng bắc-nam và thấp dần xuống phía nam Cấu trúc vùng núi phía bắc chủ yếu là đa phong hóa mạnh, tạo thành nhiều hang động và thung lũng nhỏ

Phía bắc Thái Nguyên gồm rừng núi và đồng lầy Về phía đông có những dãy núi cao nằm giữa những ngọn núi đá vôi ở phố Bình Gia Về phía đông bắc, có cao nguyên Vũ Phái được giới hạn bởi những dãy núi đá vôi và

có khu rừng núi ngăn chia Lâu Thượng và Lâu Hạ ở phương Nam phía tây bắc Thái Nguyên có thung lũng Chợ Chu bao gồm nhiều cánh đồng và những thung lũng nhỏ Giữa Đồn Đủ và Cổ Lương là một cánh đồng giáp với cao nguyên Trúc Thanh và Độ Tranh gồm nhiều đồi núi lan tới tận khu đồng lầy Phúc Linh

19

Phía tây nam có dãy Tam Đảo dọc theo cao nguyên Văn Lang và cánh đồng Đại Từ Tam Đảo có đỉnh cao nhất 1.591 m, các vách núi dựng đứng và kéo dài theo hướng tây bắc-đông nam Ngoài dãy núi trên còn có dãy Ngân Sơn bắt đầu từ Bắc Kạn chạy theo hướng đông bắc-tây nam đến Võ Nhai và dãy núi Bắc Sơn cũng chạy theo hướng tây bắc-đông nam

Cả ba dãy núi Tam Đảo, Ngân Sơn, Bắc Sơn đều là những dãy núi cao che chắn gió mùa đông bắc

2.3.5 Điều kiện dân sinh kinh tế - văn hóa, xã hội

* Dân số

Theo Niên giám thống kê 2010, dân số tỉnh Thái Nguyên là 1.131.300 người, trong đó nam có 558.900 người chiếm 49,4% và nữ là 572.400 người chiếm 50,6%, tỉ số giới tính nam/nữ là 97,6/100 Tổng dân số đô thị là 293.600 người (25,95%) và tổng dân cư nông thôn là 837.700 người (74,05%) Số con trên mỗi phụ nữ là 1,9 và tỉ lệ tăng dân số là 0,53% bằng một nửa số với tỉ lệ tăng của cả nước là 1,05%

Cũng như toàn quốc, Thái Nguyên có một dân số trẻ với nhóm tuổi lao động từ 15 đến 60 là 779.261 người, chiếm 69,38% tổng dân số Nhóm tuổi dưới 15 có 249.001 người, chiếm 22,17% tổng dân số còn nhóm người trên

60 tuổi có 94.854 người, tức chiếm 8,45%

* Kinh tế- xã hội

Tình hình kinh tế - xã hội của tỉnh trong những năm gần đây có nhiều thuận lợi trong hoạt động sản xuất kinh doanh, một số ngành nghề trọng điểm đều có sự tăng về năng lực sản xuất; các thành phần kinh tế đều có sự tăng trưởng, nhất là kinh tế ngoài quốc doanh đã khẳng định vị trí của mình trong nền kinh tế nhiều thành phần song cũng phải đối mặt với nhiều khó khăn, thách thức như: thiên tai, dịch bệnh gia súc; giá cả đầu vào ở hầu hết các ngành sản xuất đều tăng làm cho chi phí sản xuất tăng cao đã đẩy giá thành

20

sản phẩm tăng lên, ảnh hưởng không nhỏ tới sức cạnh tranh; kết cấu cơ sở hạ tầng, nhất là kết cấu hạ tầng khu vực nông thôn miền núi tuy đã cải thiện nhưng vẫn thiếu và xuống cấp; lĩnh vực xã hội còn nhiều bức xúc, tai nạn giao thông tuy có nhiều biện pháp nhằm kiềm chế nhưng vẫn chưa có xu hướng giảm Song với sự chỉ đạo quyết tâm và nỗ lực cố gắng các cấp, các ngành và nhân dân toàn tỉnh nên tình hình kinh tế xã hội đã thu được kết quả

đáng kể, kinh tế tiếp tục phát triển theo chiều hướng tích cực

21

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu loài cây Gù hương (Cinnamomum balansae H Lecomte) được lấy tại tỉnh Thái Nguyên

Đăc điểm cấu tạo và tính chất của gỗ Gù hương

TT Thí nghiệm – Viện công nghiệp Gỗ Đại Học Lâm nghiệp

3.3 Nội dung nghiên cứu

- Xác định được đặc điểm cấu tạo gỗ Gù hương

- Xác định tính chất vật lý chủ yếu của gỗ Gù hương

- Xác định tính chất cơ học của gỗ Gù hương

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp kế thừa số liệu

- Đề tài kế thừa một số tư liệu: Điều kiện tự nhiên, khí hậu, thuỷ văn, đất đai, địa hình, tài nguyên rừng, điều kiện dân sinh, kinh tế và xã hội của vùng nghiên cứu

- Kế thừa một số kết quả nghiên cứu của một số đề tài trước về đặc điểm hình thái mẫu, đặc điểm sinh thái cây gỗ Gù hương và nơi lấy mẫu của

gỗ Gù hương

3.4.2 Phương pháp luận

Vận dụng kiến thức lý thuyết làm cơ sở lý luận để giải thích về kết quả nghiên cứu lý thuyết về một số tính chất vật lý (Độ ẩm tuyệt đối, sức hút nước