NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM VÁN DĂM BA LỚP PHỐI TRỘN TỪ THÂN CÂY SẮN VÀ THÂN CÂY NGÔ

Mục đích nghiên cứu của đề tài là tận dụng nguồn phế liệu trong nông nghiệp thân cây sắn và thân cây ngô để sản xuất ván dăm.. Để giảm dần nguồn nguyên liệu nhập khẩu, các doanh nghiệp đ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

****************

TRƯƠNG THỊ SEN

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM

VÁN DĂM BA LỚP PHỐI TRỘN

TỪ THÂN CÂY SẮN VÀ THÂN CÂY NGÔ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN LÂM SẢN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả ngày hôm nay và hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới:

 Ba mẹ đã sinh thành, nuôi dưỡng và dạy dỗ tôi nên người

 Ban giám hiệu cùng toàn thể quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm Thành Phố

Hồ Chí Minh

 Quý thầy cô khoa Lâm Nghiệp, đặc biệt là thầy cô bộ môn Chế Biến Lâm Sản đã tận tình giảng dạy, truyền đạt lại những kiến thức làm nền tảng giúp tôi thực hiện

đề tài này

 PGS TS Phạm Ngọc Nam – trưởng bộ môn Thiết Kế Đồ Gỗ Nội Thất – người

đã giảng dạy, hướng dẫn và giúp đỡ tôi nhiệt tình trong suốt quá trình học tập

cũng như quá trình thực hiện đề tài

 KS Nguyễn Thị Tường Vy – cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm bộ môn Chế Biến Lâm Sản khoa Lâm nghiệp đã giúp đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện thuận lợi

để tôi thực hiện đề tài này

 Ban lãnh đạo cùng các anh tổ trưởng, công nhân công ty chế biến gỗ Trường

Tiền đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi thực hiện và hoàn thành đề tài này

 KS Nguyễn Văn Tiến đã tận tình giúp đỡ và chỉ bảo tôi trong quá trình thực hiện

đề tài này

 Người thân và bạn bè gần xa đã luôn ủng hộ, giúp đỡ, chia sẻ và động viên tôi

Xin chân thành cảm ơn!

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2012

Sinh viên: Trương Thị Sen

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu sản xuất thử ván dăm 3 lớp phối trộn từ thân cây sắn và thân cây ngô” đã được thực hiện tại phòng thí nghiệm bộ môn Chế Biến Lâm Sản, khoa Lâm Nghiệp, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh trong 4 tháng từ 01/02/2012 đến 01/06/2012

Mục đích nghiên cứu của đề tài là tận dụng nguồn phế liệu trong nông nghiệp (thân cây sắn và thân cây ngô) để sản xuất ván dăm

Thu thập số liệu bằng phương pháp đo lường theo tiêu chuẩn ngành

04TCN2-1999 Xử lý số liệu trên máy vi tính, bằng phần mềm Statgraphics – Vers 7.0 để xây dựng các phương trình tương quan Sử dụng thuộc tính Solver phần mềm Excel để giải bài toán tối ưu

Thực nghiệm sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn từ thân cây sắn và thân cây ngô cho thấy tỷ lệ phối trộn, nhiệt độ ép, thời gian ép có ảnh hưởng đến tỷ lệ trương nở

và ứng suất uốn tĩnh của ván Mối quan hệ giữa các yếu tố được thể hiện qua các phương trình hồi quy sau:

YDn = 181,757 – 1,977N – 0,037K – 0,018TK + 0,006N2 + 0,002K2

YUt = 112,983 – 23,714T + 0,925N – 0,963K + 0,160TK – 1,358T2

Bài toán tối ưu được lập trên cơ sở của hai hàm YDn và YUt đặc trưng cho hai chỉ tiêu nghiên cứu trong vùng thí nghiệm Kết quả tối ưu hóa đạt được α = 0,3 ván

có khối lượng thể tích 0,65 g/cm3, tỷ lệ phối trộn dăm sắn/dăm ngô là 60,2%, thời

gian ép 13,36 phút và nhiệt độ ép 1830C Chất lượng sản phẩm ván có màu sắc đẹp,

có mùi thơm, độ bền uốn tĩnh 182,64 kG/cm2, tỷ lệ trương nở chiều dày 7,96% Ván đạt các chỉ tiêu của ván dăm cấp 2 loại A theo tiêu chuẩn 04TCN - 1999

SUMMARY

Project "Research and produce 3 layer particle board test mix from cassava stems and stalks of corn" was made in the laboratory processing of forest products department, Faculty of Forestry, Agriculture and Forestry University of Ho Chi Minh City for 4 months from 02.01.2012 to 06.01.2012

The purpose of the research study is to utilize waste resources in agriculture (cassava stems and stalks of corn) to produce particle board Data collection by means

of industry-standard measurement 04TCN2-1999 Processing data on computers, software Statgraphics - Vers 7.0 to construct the correlation equation Using Excel Solver properties to solve optimization problems

Experiment 3 layer particle board production mix from the trunk of cassava and corn stalks that mixing ratio, temperature, pressure, time pressure can affect the swelling ratio and static bending stress of the laminate The relationship between the elements are represented by the following regression equation:

YDn = 181.757 – 1.977N – 0.037K – 0.018TK + 0.006N2 + 0.002K2

YUt = 112.983 – 23.714T + 0.925N – 0.963K + 0.160TK – 1.358T2

Optimization problem is formulated on the basis of functions specific to Yut YDn and two targets in the experimental study Optimize the results achieved with α = 0.3 boards a volume 0.65 g/cm3, the rate of mixing cassava chips / corn chips was 60.2%, 13.36 minutes pressing time and temperature 1830C pressure Product quality game with nice color, fragrant, 182.64 kG/cm2 static bending strength, thickness

MỤC LỤC

Trang tựa i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH SÁCH CÁC HÌNH xi

DANH SÁCH CÁC BẢNG xii

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

1.2.1 Đối tượng nghiên cứu 3

1.2.1.1 Thân cây ngô 3

1.2.1.2 Thân cây sắn 5

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu 7

1.3 Mục đích, mục tiêu nghiên cứu 7

1.3.1 Mục đích nghiên cứu 7

1.3.2 Mục tiêu nghiên cứu 8

Chương 2: TỔNG QUAN 9

2.1 Khái quát về đặc điểm, lịch sử hình thành và phát triển ván dăm 9

2.1.1 Đặc điểm ván dăm 9

2.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển ván dăm 11

2.1.2.1 Trên thế giới 11

2.1.2.2 Ở Việt Nam .12

2.2 Tình hình sử dụng, xu hướng sản xuất và phát triển ván dăm 13

2.2.1 Trên thế giới 13

2.2.2 Ở Việt Nam 15

2.3 Các nghiên cứu về ván dăm được sản xuất từ phế liệu nông nghiệp 17

2.4 Sơ lược về nguồn nguyên liệu 20

2.4.1 Cây ngô 20

2.4.1.1 Đặc điểm sinh thái cây ngô 20

2.4.1.2 Đặc điểm hình thái cây ngô 22

2.4.1.3 Đặc điểm kinh tế cây ngô 25

2.4.2 Cây sắn 27

2.4.2.1 Đặc điểm sinh thái của cây sắn 29

2.4.2.2 Đặc điểm hình thái của cây sắn 29

2.4.2.3 Đặc điểm kinh tế 30

2.5 Sơ lược về chất kết dính và phụ gia 32

2.5.1 Chất kết dính 32

2.5.2 Các chất phụ gia 33

2.6 Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng ván 34

2.9.1 Ảnh hưởng của nguyên liệu 34

2.9.2 Khối lượng riêng của ván 34

2.9.3 Hình dạng và kích thước dăm 35

2.9.4 Độ ẩm thảm dăm 36

2.9.5 Ảnh hưởng của chế độ ép 37

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

3.1 Nội dung nghiên cứu 38

3.2 Giới hạn các thông số thí nghiệm 39

3.3 Phương pháp nghiên cứu 40

3.3.1 Phương pháp cổ điển 40

3.3.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm (QHTN) 41

3.4.1 Phương pháp xác định khối lượng thể tích 44

3.4.2 Phương pháp xác định độ ẩm 45

3.4.3 Phương pháp xác định trương nở chiều dày và độ hút nước 46

3.4.4 Phương pháp xác định độ bền uốn tĩnh 47

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48

4.1 Sơ đồ quy trình tạo dăm và công nghệ sản xuất ván dăm 48

4.2 Thuyết minh quy trình 49

4.2.1 Công đoạn chuẩn bị nguyên liệu 49

4.2.2 Trộn keo và chất chống ẩm 51

4.2.3 Trải thảm dăm và ép sơ bộ 52

4.2.4 Ép nhiệt 53

4.2.5 Xử lý ván 54

4.3 Thiết lập công thức sản xuất ván dăm thí nghiệm 55

4.3.1 Tính toán nguyên liệu dăm, keo và phụ gia 55

4.3.2 Tính toán lực ép trong thí nghiệm 59

4.4 Xây dựng phương trình tương quan 59

4.4.1 Phương trình tương quan 59

4.4.2 Kiểm tra các hệ số hồi quy và tương thích của phương trình 60

4.4.3 Chuyển mô hình về dạng thực 62

4.4.4 Xác định các thông số tối ưu 62

4.5 So sánh với một số loại ván dăm khác trên thị trường 64

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

5.1 Kết luận 66

5.2 Kiến nghị 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC 71

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

EU (European Union)

ASEAN (Association of Southeast Asian Nations)

USD (United States Dollar)

FSC (The Forest Stewardship Council)

FLEGT (Forest Law Enforcement, Governance and Trade)

Liên minh châu Âu hay Liên hiệp châu Âu

Hiệp hội các Quốc gia Đông Nam Á

Đồng đô la Mỹ còn được gọi ngắn là "đô la" hay "đô"

Hội đồng quản lý rừng

Tăng cường Luật pháp, Quản lý và Thương mại Lâm sản

HAWA Hiệp hội gỗ và mỹ nghệ ở TPHCM QHTN Qui hoạch thực nghiệm

∆  Chênh lệch khối lượng thể tích

 max Khối lượng thể tích lớn nhất

 min Khối lượng thể tích nhỏ nhất

Xi Giá trị mã hóa của yếu tố thứ i

Yi Các thông số đầu ra, các chỉ tiêu nghiên cứu

Δt Tỷ lệ trương nở của ván

Ft Giá trị tính theo tiêu chuẩn Fisher

Fb Giá trị bảng theo tiêu chuẩn Fisher

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 1.1: Thân lá cây ngô khi thu hoạch 4

Hình 1.2: Mặt cắt ngang thân cây sắn 5

Hình 1.3: Thân cây sắn khi thu hoạch 6

Hình 2.1: Tổng sản lượng ván dăm trên thế giới giai đoạn 1990-2010 14

Hình 2.2: Tổng sản lượng ván dăm năm 2010 phân theo châu lục 14

Hình 2.3: Một số hình ảnh cây ngô 21

Hình 2.4: Các bộ phận của cây ngô 22

Hình 2.5: Sản lượng một số cây lương thực trên thế giới 2009 25

Hình 2.6: Diện tích ngô ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2010 26

Hình 2.7: Một số hình ảnh cây sắn 28

Hình 2.8: Diện tích sắn Việt Nam giai đoạn 2000-2010 31

Hình 2.9: Biểu đồ ép ván thí nghiệm 37

Hình 3.1: Mô tả quá trình ngiên cứu ván dăm 3 lớp phối trộn 42

Hình 3.2: Vị trí kiểm tra chiều dày mẫu thử 44

Hình 3.3: Sơ đồ thiết bị kiểm tra độ bền uốn tĩnh 47

Hình 4.1: Các quá trình tạo dăm từ thân cây sắn và thân cây ngô 48

Hình 4.2: Sơ đồ công nghệ sản xuất ván dăm ba lớp phối trộn 49

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Năng suất ngô ở các biện pháp kỹ thuật (vụ Xuân Hè, năm 2009) 3

Bảng 1.2: Sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2010 4

Bảng 1.3: Năng suất của các giống sắn (tấn/ha) trong năm 2010 5

Bảng 1.4: Diện tích trồng sắn của Việt Nam giai đoạn 2000 – 2010 6

Bảng 2.1: Tổng sản lượng ván dăm trên thế giới giai đoạn 1990-2010 13

Bảng 2.2: Tổng sản lượng ván dăm năm 2010 phân theo châu lục 14

Bảng 2.3: Số lượng ván dăm của Việt Nam giai đoạn 2000-2010 15

Bảng 2.4: Nhu cầu sử dụng ván nhân tạo từ nay đến năm 2020 16

Bảng 2.5: Diện tích cây lương thực chính của Việt Nam năm 2010 27

Bảng 2.6: Diện tích ngô theo vùng ở Việt Nam (ha) 27

Bảng 2.7: Diện tích sắn phân theo địa phương giai đoạn 2005-2010 31

Bảng 2.8: Kích thước dăm dùng trong sản xuất ván dăm 35

Bảng 3.1: Mức và khoảng biến thiên các yếu tố của ván dăm 3 lớp phối trộn 43

Bảng 4.1: Tính toán khối lượng dăm sắn và dăm ngô 58

Bảng 4.2: Ma trận thí nghiệm và kết quả nghiên cứu 60

Bảng 4.3: Kết quả tính toán tối ưu của hàm một mục tiêu 63

Bảng 4.4: Kết quả tính toán tối ưu hàm đa mục tiêu cho ván 3 lớp phối trộn 64

Bảng 4.5: So sánh tính chất ván dăm nghiên cứu với tiêu chuẩn của ván dăm 65

Bảng 4.6: So sánh với một số loại ván dăm hiện có trên thị trường 65

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngành gỗ và sản phẩm gỗ của Việt Nam đang gặt hái những thành công đáng

kể, đồ gỗ Việt Nam ngày càng được ưa chuộng ở các nước như Mỹ, EU, Nhật Bản, Trung Đông Theo số liệu của Trung tâm Tin học và Thống kê, tổng kim ngạch xuất khẩu các sản phẩm gỗ và gỗ năm 2011 đạt gần 4 tỷ USD đưa Việt Nam vươn lên dẫn đầu khối ASEAN về xuất khẩu đồ gỗ trong đó 3 thị trường lớn nhất là Hoa Kỳ, Nhật Bản và Trung Quốc

Trong khi nhu cầu tiêu thụ của đồ gỗ thế giới tăng mạnh thì các doanh nghiệp sản xuất và kinh doanh đồ gỗ của nước ta lại gặp phải 2 khó khăn lớn Khó khăn thứ nhất là gần như phụ thuộc hoàn toàn vào nguồn nguyên liệu gỗ nhập khẩu Sau khi có chính sách “đóng cửa rừng” từ năm 1997, mỗi năm nước ta phải nhập khẩu tới 4.000.000 m3 gỗ từ Lào, Châu Phi và các nước khác Trong năm 2011, giá trị nhập khẩu nguyên liệu gỗ ước đạt 1,3 tỷ USD tăng 14% so với năm 2010 mặc dù các doanh nghiệp đang ra sức hạn chế nhập nguyên liệu mà dùng gỗ trong nước để thay thế Khó khăn thứ hai là các đạo luật yêu cầu chứng minh “lai lịch” gỗ nguyên liệu Trong đó, đạo luật Lacey (Hoa Kỳ) đã có hiệu lực từ ngày 1/4/2010 cấm buôn bán gỗ và sản phẩm từ gỗ bất hợp pháp vào Hoa Kỳ, bắt buộc danh nghiệp phải nộp tờ khai, chứng từ

rõ ràng về tên, loại gỗ, nước khai thác gỗ, cách thức khai thác của Hội đồng Quản lý rừng bền vững thế giới (FSC) Từ tháng 1/2012, doanh nghiệp gỗ còn phải gánh thêm đạo luật FLEGT của EU có hiệu lực, cũng yêu cầu các lô đồ gỗ nhập vào EU phải minh bạch, rõ ràng về nguồn gốc gỗ nguyên liệu mới cho nhập khẩu

Và một nghịch lý đang xảy ra là trong khi Việt Nam đang trở thành nhà cung cấp đồ gỗ lớn cho thế giới thì thị trường nội địa với gần 88 triệu dân lại hầu như

“nhường sân” cho hàng nhập khẩu Theo HAWA, sở dĩ thị trường đồ gỗ trong nước bị các doanh nghiệp nước ngoài (đặc biệt là Trung Quốc) chiếm lĩnh là vì các doanh nghiệp trong nước đã không có chiến lược phân phối hàng hóa, cũng như chưa tính đến việc sản xuất hàng bán cho phân khúc người tiêu dùng bình dân, có thu nhập vừa và thấp

Như vậy, giải pháp đặt ra cho ngành gỗ Việt Nam là hướng tới giảm dần nguồn nguyên liệu nhập khẩu và mở rộng thị trường nội địa Để giảm dần nguồn nguyên liệu nhập khẩu, các doanh nghiệp được khuyến khích sử dụng các loại nguyên liệu thay thế

gỗ tự nhiên và có sẵn trong nước đó là gỗ rừng trồng và các loại ván nhân tạo Với nguồn nguyên liệu trong nước thì các doanh nghiệp có thể sản xuất các mặt hàng gỗ và

đồ gỗ với giá cả phù hợp thị hiếu và nhu cầu tiêu dùng của thị trường nội địa

Từ đó có thể nói vấn đề nguyên liệu là vấn đề mấu chốt của ngành Chế Biến Gỗ nước ta hiện nay Bên cạnh nguồn gỗ rừng trồng và các loại ván nhân tạo đã có thì việc nghiên cứu, sản xuất ra các loại hình nguyên liệu mới đặc biệt là các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu rẻ tiền hoặc phế liệu nông, lâm nghiệp là vấn đề đang được chú ý không những ở nước ta mà cả ở các nước khác trên thế giới Trong đó, ván dăm là một loại sản phẩm ván nhân tạo có thể được hình thành từ gỗ kém phẩm chất, phế liệu gỗ cũng như các loại nguyên liệu khác, nếu được tận dụng sẽ góp phần nâng cao tỷ lệ lợi dụng gỗ và phế liệu nông lâm sản

Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm ván dăm 3 lớp phối trộn

từ thân cây sắn và thân cây ngô” đã được đề xuất thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy PGS TS Phạm Ngọc Nam

1.2.1.1 Thân cây ngô

Cây ngô sau khi thu hoạch bắp còn lại phần thân lá trở thành phế thải nông

nghiệp, chúng được xử lý bằng cách chặt, phơi khô rồi đốt ngay tại nương rẫy, vào

mùa khô rất dễ gây hỏa hoạn Theo bảng 1.1, cứ mỗi hecta trồng ngô thu được 33,33 –

43,33 tạ thân lá Theo Niên Giám Thống Kê năm 2010, diện tích trồng ngô của nước ta

là 1126,9 nghìn hecta có nghĩa là khoảng 3,76 – 4,88 triệu tấn thân lá ngô trở thành phế

thải nông nghiệp

Thân cây ngô sau thu hoạch có thành phần chính gồm 37,2% cellulose; 24,1%

hemicellulose và 17,8% lignin (theo Nguyễn Xuân Cự (2011), Nghiên cứu khả năng

thủy phân bằng axít loãng và bước đầu đánh giá hiệu quả sản xuất etanol sinh học từ

thân cây ngô)

Bảng 1.1: Năng suất ngô ở các biện pháp kỹ thuật (vụ Xuân Hè, năm 2009 tại Sơn

Thịnh, Văn Chấn, Yên Bái)

Năng suất ngô hạt (tạ/ha) 30,39 41,23 36,58 35,65 48,21

Khối lượng thân lá ngô (tạ/ha) 33,33 38,66 37,36 44,33 43,33

Khối lượng cỏ dại (tạ/ha) 3.27 2,32 3,15 0,71 0,74

Ghi chú: C: Canh tác theo kiểu nông dân T1: Mật độ và phân bón theo C, sử

dụng chế phẩm VSV cố định đạm, VSV phân giải nhanh cellulose và trông xen lạc T2:

Mật độ theo C, phân bón hợp lý theo quy trình tác giả T3: Mật độ phân bón theo T2 +

che phủ T4: Biện pháp canh tác theo T3, bón phân theo T2, trồng xen và sử dụng chế

phẩm VSV theo T1

Bảng 1.2: Sản xuất ngô ở Việt Nam giai đoạn 2000 - 2010

Năm (nghìn ha) Diệntích Năng suất (tạ/ha) (nghìn tấn) Sản lượng Index (%)

1.2.1.2 Thân cây sắn

Cây sắn sau khi thu hoạch củ, một phần thân được giữ lại để làm giống cho vụ mùa sau, phần thân lá còn lại trở thành phế liệu nông nghiệp, chúng được băm nhỏ vùi xuống đất để làm phân hữu cơ hoặc được vứt thành đống trên các bờ rào nương rẫy để cho khô, có thể được dùng làm củi đốt tại gia đình hay được đốt tại nương rẫy Theo bảng 1.3, năng suất thân sắn thu được trong năm 2010 từ 21,6 – 30,4 tấn/ha Năm

2010, diện tích trồng sắn của nước ta là 496,054 nghìn hecta tương đương lượng thân sắn thu được là 10,72 – 15,08 triệu tấn

Bảng 1.3: Năng suất của các giống sắn (tấn/ha) trong năm 2010

Giống Năng suất lá Năng suất thân Năng suất củ Năng suất sinh vật học

- Tầng nhu mô vỏ gồm những tế bào

khá lớn Đó là mô mềm của vỏ thân

cây sắn

- Tầng libe gồm các tế bào nhỏ và

mỏng

- Tầng sinh gỗ

- Lõi rỗng ở phần giữa thân

Hình 1.2: Mặt cắt ngang thân cây sắn

Bảng 1.4: Diện tích trồng sắn của Việt Nam giai đoạn 2000 – 2010

Năm (nghìn ha) Diệntích Năng suất (tạ/ha) (nghìn tấn) Sản lượng

Theo định hướng phát triển chung của ngành nông nghiệp thì diện tích ngô của nước ta dự kiến ổn định khoảng 1000 ha và diện tích sắn là 450,0 nghìn ha và sẽ tập trung vào việc tăng năng suất, sản lượng Điều đó cũng có nghĩa là 3,76 – 4,88 triệu tấn thân lá ngô  và 10,72 – 15,08 triệu tấn thân sắn trở thành phế thải nông nghiệp mỗi năm, lượng phế thải lớn này gây nhiều cản trở trong việc canh tác luân phiên của người nông dân, tốn công sức trong việc thu dọn và xử lý, vào mùa khô dễ gây hỏa hoạn do đây là những loại cây nhẹ, xốp rất dễ bắt lửa Trong khi đó, yêu cầu của nguyên liệu sản xuất ván dăm thì lại không quá khắt khe, chỉ cần là thực vật có chứa thành phần xơ sợi (cellulose), có tỷ trọng từ nhẹ đến trung bình thì ván dăm tạo thành có độ cứng càng cao Như vậy nếu chúng ta biết cách tận dụng hợp lý thì phế thải nông nghiệp – loại thực vật có xơ sợi – là nguồn cung cấp nguyên liệu rất rẻ và dồi dào cho ngành công nghiệp sản xuất ván dăm

1.2.2 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi đề tài nghiên cứu một số yếu tố công nghệ như nhiệt độ ép (T) và thời gian ép (N) để sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn từ thân cây sắn và thân cây ngô theo các tỷ lệ phối trộn khác nhau Ngoài ra còn nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của ván như khối lượng thể tích, độ ẩm ván, độ hút nước, độ trương nở

và ứng suất uốn tĩnh của ván tạo thành

Ván dăm thí nghiệm được sản xuất tại phòng thí nghiệm bộ môn Chế Biến Lâm Sản, khoa Lâm nghiệp, trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh

1.3 Mục đích, mục tiêu nghiên cứu

1.3.1 Mục đích nghiên cứu

Đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề sử dụng nguồn phế thải nông nghiệp để làm nguyên liệu sản xuất ván dăm như xơ dừa, bã mía, trấu, vỏ hạt điều, cỏ, rơm rạ Và việc phối trộn dăm từ thân cây sắn và dăm từ thân cây ngô để sản xuất ván dăm là một nghiên cứu mới với mục đích tìm và tạo ra loại ván nhân tạo có chất lượng phù hợp với

yêu cầu sử dụng, giá cả phù hợp với người tiêu dùng, nhằm đa dạng các loại hình vật liệu ván nhân tạo Từ đó, góp phần cung cấp nguyên liệu phục vụ cho ngành công nghiệp Chế Biến Gỗ và đáp ứng nhu cầu của xã hội; đồng thời tận dụng được nguồn phế thải trong nông nghiệp cụ thể là thân cây sắn và thân cây ngô góp phần nâng cao giá trị sử dụng của 2 loại cây này, tăng thu nhập cho người trồng trọt, bảo vệ môi trường và cân bằng sinh thái

1.3.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Xác định được một số thông số cơ bản của chế độ ép ván dăm 3 lớp phối trộn từ dăm cây sắn và dăm cây ngô là nhiệt độ ép và thời gian ép

- Xác định được tỷ lệ phối trộn giữa thành phần dăm cây sắn và dăm cây ngô, tỷ lệ chất kết dính và các chất phụ gia sao cho ván tạo thành đạt chất lượng tối ưu nhất

- Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất thích hợp cho ván dăm phối trộn từ dăm cây sắn và dăm cây ngô

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Khái quát về đặc điểm, lịch sử hình thành và phát triển ván dăm

2.1.1 Đặc điểm ván dăm

Ván dăm là sản phẩm ván nhân tạo được sản xuất bằng phương pháp ép các dăm

gỗ có sự tham gia của chất kết dính trong một điều kiện về nhiệt độ, áp suất nhất định

Có nhiều loại ván dăm và sự khác nhau cơ bản của chúng là sự khác nhau về kích thước, hình dạng của dăm, sự phân bố dăm trong ván, lượng keo dùng, khối lượng thể tích của ván Tính chất và khả năng sử dụng của ván sẽ phụ thuộc vào các yếu tố này

Nguyên liệu dùng để sản xuất ván dăm có thể là gỗ, cành ngọn của cây thu được trong khai thác hoặc phế liệu gỗ trong chế biến (bìa bắp, mùn cưa, phoi bào ), gỗ nhỏ

từ tỉa thưa , gỗ được băm ra thành dăm nhỏ hoặc dăm phoi bào mỏng Ván ép từ dăm

gỗ gọi là ván dăm, ván ép từ phoi bào được gọi là ván dăm bào Ngoài dăm gỗ ra ván dăm còn có thể sản xuất bằng những loại dăm khác nhau như dăm tre, nứa, bã mía, vỏ trấu, rơm rạ, xơ dừa, bẹ dừa nước Về lý thuyết, các loại nguyên liệu có nguồn gốc xenlulo đều có thể dùng để sản xuất ván dăm

Keo dùng làm chất kết dính có tỷ lệ keo từ 7-12% so với trọng lượng dăm khô kiệt Chất kết dính dùng để liên kết các dăm lại với nhau có thể là một loại nhựa cao phân tử có nguồn gốc từ động vật ( keo da, keo xương, keo sữa, …); từ thực vật (keo tinh bột, keo latek, …); từ các chất vô cơ (ximăng, …); từ nhựa hoá học (keo Ure

formaldehyd (UF), keo Phenol formaldehyd (PF), keo epoxyd, …) Hiện nay, các nhà máy sản xuất ván dăm chủ yếu sử dụng keo UF để làm chất kết dính

Ngày nay, ván dăm đã trở thành một loại sản phẩm thiết yếu, rất thích hợp đối với công nghệ đồ mộc và xây dựng, có tốc độ phát triển rất nhanh bởi những ưu điểm của nó:

- Ván dăm có thể sản xuất với kích thước tùy ý

- Các tính chất cơ lý của ván tương đương với gỗ lá kim và đặc biệt sự co rút của ván ưu việt hơn so với gỗ nguyên

- Giá thành ván dăm thấp so với các loại ván nhân tạo khác làm từ cùng một loại nguyên liệu

- Yêu cầu nguyên liệu sản xuất không quá khắt khe

- Theo các chiều thớ khác nhau, các tính chất của ván tương đối đồng đều, ít thay đổi theo các vị trí trên bề mặt ván

- Ván có thể sản xuất linh hoạt bằng cách điều chỉnh các yếu tố công nghệ để tạo ra sản phẩm có các thông số kỹ thuật về khối lượng riêng, độ bền uốn tĩnh, kích thước bề ngoài phù hợp với yêu cầu sử dụng

- Có khả năng lợp mặt bằng các vật liệu trang sức khác nhau như: sơn, ván mỏng, giấy, nhựa rất phù hợp với thị hiếu đồ mộc hiện nay

- Ván dễ dàng gia công bằng các công cụ bình thường

- Một ưu điểm quan trọng là tính hiệu quả của ván dăm trong việc sử dụng hợp lý nguồn nguyên liệu gỗ rừng trồng, tận dụng hiệu quả nguồn phế liệu từ các công đoạn chế biến gỗ và lâm sản, tận dụng nguồn phế thải dồi dào trong nông nghiệp góp phần

sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên rừng, nâng cao hiệu quả sử dụng gỗ và lâm sản, bảo

vệ môi trường và cân bằng sinh thái

và Loetscher, sản phẩm có tên thương mại là Loctex (ván không bọc mặt) và Faloctex (ván có bọc mặt), khối lượng thể tích ván từ 0,7-1,8 g/cm3 Năm 1947, Ottokreibaum (người Đức) giới thiệu phương pháp sản xuất ván dăm ép đùn Phương pháp này phát triển rất mạnh ở Mỹ vào những năm 50

Sau chiến tranh thế giới thứ II, đặc biệt từ những năm 60, khoa học kỹ thuật và công nghệ trên thế giới phát triển mạnh mẽ, thúc đẩy công nghiệp sản xuất ván dăm có những bước tiến vượt bậc về cả quy mô và chất lượng Ván dăm được sản xuất có chất lượng bề mặt ngày càng cao; chất kết dính ngày càng được tinh chế, ít độc tố; thiết bị

và dây chuyền sản xuất ngày càng được cơ giới hóa và tự động hóa; nguồn nguyên liệu sản phẩm ngày càng được mở rộng và đa dạng đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của xã hội

2.1.2.2 Ở Việt Nam

Ở Việt Nam, nhà máy ván dăm đầu tiên được xây dựng đó là nhà máy ván dăm Việt Trì (1967) với thiết bị của Nam Tư, sản xuất ván dăm 3 lớp từ gỗ bồ đề với phương pháp ép phẳng, công suất thiết kế là 6000 m3 sản phẩm/năm Năm 1970, nhà máy ván dăm Đồng Nai được xây dựng với công suất thiết kế là 2000 m3 sản phẩm/năm, sản xuất ván Okal theo phương pháp ép đùn và nguồn nguyên liệu lấy từ dây chuyền công nghệ sản xuất ván dán Ngoài ra còn có Nhà máy ván dăm Thái Nguyên được đầu tư thiết bị ở quy mô công nghiệp với công suất thiết kế 16.500 m3 sản phẩm/năm Để khắc phục tình hình khan hiếm nguyên liệu đã có nhiều nghiên cứu

sử dụng các loại phế liệu có trữ lượng lớn như bã mía, rơm rã, trấu, xơ dừa để sản xuất ván dăm mà nhà máy ván dăm Hiệp Hòa – Long An là một điển hình được xây dựng từ năm 1998, với công suất 5000 m3 sản phẩm/năm, thiết bị của Trung Quốc, ván được sản xuất từ nguyên liệu bã mía hay công ty cổ phần mía đường La Ngà cũng có nhà máy sản xuất ván dăm từ bã mía với công suất 7000 m3/năm

Sự phân bố của các cơ sở và nhà máy sản xuất ván dăm phân theo vùng và tiểu vùng:

- Tiểu Vùng Đông Bắc: có 3 nhà máy sản xuất ván dăm với tổng công suất thiết kế: 24.500 m3 sản phẩm/năm

- Tiểu vùng Tây Bắc: có 2 cơ sở sản xuất ván dăm với tổng công suất thiết kế: 3.000

2.2 Tình hình sử dụng, xu hướng sản xuất và phát triển ván dăm

2.2.1 Trên thế giới

Theo số liệu thống kê, năm 2010 sản lượng ván dăm trên toàn thế giới có tỷ lệ tăng trưởng là 77% so với năm 1990 và 15,4% so với năm 2000 Điều đó cho thấy ván dăm là một ngành công nghiệp tuy mới ra đời nhưng có tốc độ phát triển rất nhanh và đặc biệt là trong những năm gần đây Điều đó có thể hiểu bởi những tính chất ưu việt của ván dăm nên chúng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong trang trí nội thất; đồ mộc gia đình, bệnh viện, công sở Nền công nghiệp sản xuất ván dăm được phát triển rộng rãi trên toàn thế giới mạnh nhất là Châu Âu rồi đến Châu Mỹ, Châu Á, thấp nhất

là Châu Phi và Châu Đại Dương Xu hướng hiện nay trên thế giới là bảo vệ rừng tự nhiên bảo vệ môi trường Do vậy sản xuất ván nhân tạo nói chung và ván dăm nói riêng với nguyên liệu là gỗ rừng trồng rất phát triển, điển hình là Trung Quốc Ở Trung Quốc, tỷ lệ che phủ rừng chỉ đạt 13,96%, hằng năm nguyên liệu từ lâm sản không đáp ứng được nhu cầu xây dựng trong nước nên việc trồng những loại cây có tốc độ phát triển nhanh được nghành lâm nghiệp rất quan tâm Để sử dụng một cách hiệu quả nguồn gỗ rừng trồng này, Trung Quốc còn đẩy mạnh việc nghiên cứu – sản xuất các sản phẩm ván nhân tạo mới như ván dăm chậm cháy, ván dăm định hướng, ván dăm gỗ kết hợp với các vật liệu khác Như vậy, trong thời gian tới, sản lượng ván nhân tạo nói chung và ván dăm nói riêng sẽ tiếp tục tăng đặc biệt là ở những nước đang phát

triển do nhu cầu xây dựng và thị hiếu người tiêu dùng

Bảng 2.1: Tổng sản lượng ván dăm trên thế giới giai đoạn 1990-2010

Năm 1990 1993 1997 2000 2003 2007 2010 Sản lượng

(1000 m3) 55418 59296 71090 85030 92080 110772 98099

Nguồn: Faostat

Hình 2.1: Tổng sản lượng ván dăm trên thế giới giai đoạn 1990-2010

Bảng 2.2: Tổng sản lượng ván dăm năm 2010 phân theo châu lục

Châu lục Châu Âu Châu Mỹ Châu Á Châu Phi Châu Đại Dương Sản lượng (m3) 48248297 26332810 21741100 705572 1071000

020000000400000006000000080000000100000000120000000

1990 1993 1997 2000 2003 2007 2010

Năm

2.2.2 Ở Việt Nam

Với năng lực sản xuất ván gỗ nhân tạo hiện tại, cộng với lượng ván nhân tạo các

loại nhập khẩu mỗi năm khoảng 1 triệu m3 (theo Hiệp hội Gỗ và Lâm sản Việt Nam),

hiện nay Việt Nam tiêu thụ khoảng 1,5 triệu m3 ván nhân tạo/năm Trong đó, ván sợi

khoảng 800-900 nghìn m3, ván dăm khoảng 300.000 m3

Bảng 2.3: Số lượng ván dăm sản xuất, nhập khẩu và xuất khẩu của Việt Nam giai đoạn

Cũng theo Hiệp hội Gỗ và Lâm sản Việt Nam, mức tiêu thụ ván dăm tại Việt

Nam giai đoạn 2003-2007 khoảng 1 m3/1.000 dân, trong khi đó mức tiêu thụ tại các

nước: Phillipines khoảng 0,4 m3/1.000 dân, tại Trung Quốc khoảng 0,4 m3/1.000 dân,

tại Hàn Quốc khoảng 33 m3/1.000 dân, tại Brazil khoảng 10 m3/1.000 dân, tại Mỹ

khoảng 97 m3/1.000 dân, tại Đức khoảng 100 m3/1.000 dân

Hiện nay với những thành tựu về kinh tế - xã hội đã đạt được trong giai đoạn

vừa qua cũng đã cải thiện mức sống của người dân Việt Nam Mặt khác, cách thức sử

dụng gỗ cũng đã thay đổi Gỗ nhân tạo (ván sợi, ván dăm, ván ghép thanh, ván dán )

đã được sử dụng phổ biến để sản xuất đồ mộc dân dụng, đồ mộc văn phòng, mộc xây

dựng Trong thời gian tới, gỗ rừng trồng sẽ tiếp tục giữ vai trò quan trọng, cùng với

việc áp dụng công nghệ chế biến phù hợp hơn, để góp phần thay thế nguồn nguyên liệu

nhập khẩu đang chịu ảnh hưởng của những yêu cầu thế giới về chứng minh nguồn gốc

nguyên liệu gỗ Do đó, ván nhân tạo sẽ được sử dụng nhiều hơn từ nay đến năm 2020,

trong đó nhu cầu tiêu thụ ván sợi gần 2 triệu m3/năm, ván dăm khoảng 600 – 700 nghìn

m3/năm

Bảng 2.4: Nhu cầu sử dụng ván nhân tạo từ nay đến năm 2020

Ván MDF (m3) Ván dăm (m3) Ván lạng (m3)

Tiêu dùng cho 1000 người năm 2003 0,5m3 1 m3 0,1 m3

Tiêu dùng cho 1000 người năm 2020 1,3 m3 2,9 m3 0,4 m3

Để chủ động về nguồn nguyên liệu sản xuất đồ mộc xuất khẩu, ngành chế biến

gỗ đã có đề xuất phát triển sản xuất ván nhân tạo đến năm 2020, chủ yếu tập trung đầu

tư sản xuất ván dăm và ván sợi (MDF) sử dụng nguyên liệu gỗ rừng trồng, trong

đó 60% là ván dăm Từ đó có thể thấy ván dăm chiếm một vị trí quan trọng và có

nhiều triển vọng với tỷ lệ tăng trưởng hàng năm 8 – 9%

2.3 Các nghiên cứu về ván dăm được sản xuất từ phế liệu nông nghiệp

Nguồn phế liệu nông nghiệp có thể dùng để sản xuất ván dăm vô cùng dồi dào

và phong phú Để tận dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu này, các nhà khoa học trong nước đã thực hiện nhiều công trình nghiên cứu về việc sản xuất các loại ván dăm từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau

Năm 2009, Bùi Văn Ái, Phạm Thị Thanh Miền và Nguyễn Xuân Quý nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng vỏ hạt điều để sản xuất ván dăm Vỏ hạt điều sau ép tận thu dầu là nguồn phế liệu trong công nghiệp chế biến hạt điều của nước ta Với thành phần hóa học chứa hàm lượng xenluloza xấp xỉ 20% nên vỏ hạt điều cỏ khả năng tận dụng, phối hợp với dăm gỗ để tạo ván dăm Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu xác định loại dăm gỗ, tỷ lệ sử dụng dăm gỗ và dăm vỏ hạt điều, tỷ lệ kết cấu để tạo ván dăm Kết quả nghiên cứu đã khẳng định vỏ hạt điều đáp ứng được điều kiện kỹ thuật làm nguyên liệu để sản xuất ván dăm đảm bảo các chi tiêu chất lượng của ván dăm thông dụng trong điều kiện khô

Năm 2010, Lâm Trần Vũ và Trần Thanh Cao đã nghiên cứu công nghệ sản xuất ván dăm từ trấu và vụn chỉ xơ dừa Với chất kết dính là keo Ure - formaldehyd của công ty Dynea có hàm lượng khô 50%, độ pH = 8, không sử dụng chất chống

ẩm, chất đóng rắn là NH4Cl, tỷ lệ kết cấu ván là 1:4:1 Kết quả nghiên cứu cho thấy có thể sản xuất ván dăm phối trộn trấu/vụn chỉ xơ dừa (tỷ lệ 6/4) đạt tiêu chuẩn 04TCN-1999, tỷ lệ keo sử dụng cho lớp mặt 15% và lớp lõi 12% của trọng lượng ván, tỷ lệ NH4Cl 0,4% trọng lượng của keo Chế độ ép ván dày 18mm là nhiệt độ ép 150oC, thời gian ép 17 phút, áp suất ép 20kG/cm2

Năm 2010, Bùi Văn Ái, Nguyễn Xuân Quyền và Phạm Thị Thanh Miền đã nghiên cứu sử dụng dăm vỏ hạt Điều kết hợp với dăm gỗ Bạch đàn Eucalyptus urophylla để sản xuất ván dăm thông dụng Vỏ hạt Điều sau ép tận thu dầu: thu mua tại

cơ sở ép dầu Hải Phòng, dăm gỗ Bạch đàn Eucalyptus urophylla 6 tuổi, khai thác tại

Phú Thọ, keo U-F của hãng DYNO, hàm lượng khô 52 - 56, độ nhớt 110 - 130s Loại ván dăm thí nghiệm: là ván 3 lớp có tỷ lệ kết cấu giữa lớp mặt và lớp lõi là 1:3:1 Khối lượng thể tích ván cần đạt 0,7g/cm3 Kích thước ván 1,6  35  35 (cm) Lượng keo sử dụng cho lớp mặt là 12%, lượng keo dùng cho lớp lõi là 8% Chế độ ép ván: Áp suất ép 2,4 Mpa; thời gian ép 15 phút; nhiệt độ ép 1400C Kết quả nghiên cứu cho thấy ván dăm từ vỏ hạt Điều kết hợp với dăm gỗ Bạch đàn Uro với các tỷ lệ 1:1, 1:2 và 1:3 làm dăm lớp lõi đáp ứng được điều kiện làm nguyên liệu sản xuất ván dăm Thông số công nghệ của quá trình ép gồm: áp suất ép 2,1Mpa, nhiệt độ ép 1800C, thời gian ép 7 phút tạo được ván dăm kết hợp giữa dăm vỏ hạt Điều và dăm gỗ Bạch đàn Uro có các tính chất cơ lý đáp ứng tiêu chuẩn của ván dăm thông dụng sử dụng trong điều kiện khô.

Năm 2010, Phạm Ngọc Nam nghiên cứu một số yếu tố công nghệ trong sản xuất ván dăm từ phế liệu gỗ cao su và bã mía Ván thí nghiệm có kết cấu 1:4:1 với lớp mặt

là dăm bã mía, lớp lõi là dăm phế liệu gỗ cao su Ván được ép theo phương pháp ép bằng với áp suát ép 20 kG/cm2, độ ẩm dăm từ 4-6%, kích thước dăm tbl = (0,2-0,3)

(1,5-2,5) (10-20) mm Loại keo sử dụng là keo Ure-Formaldehyd của công ty Chia Hsin Resin có hàm lượng khô 51%, độ nhớt 27s, độ pH 7-7,5% dùng cho lớp mặt là 13%, lớp lõi là 10% Chất đóng rắn là dung dịch NH4Cl nồng độ 20% dùng với tỷ lệ 0,5% Chất chống ẩm dùng Parafin 1% so với lượng dăm khô kiệt Kết ván dăm được sản xuất từ phế liệu gỗ cao su và bã mía có chiều dày 18 mm, khối lượng thể tích 0,65 g/cm3 tương ứng với nhiệt độ ép 170,20C, thời gian ép 6,55 phút, ván đạt được độ bền uốn tĩnh 18,8 MPa, độ dãn nở dày 9,23%, có màu sắc đẹp, bề mặt mịn, bóng Chất lượng sản phẩm ván dăm nghiên cứu đảm bảo các chỉ tiêu của ván dăm cấp 2 loại A theo tiêu chuẩn 04TCN2-1999

Năm 2011, Phạm Ngọc Nam nghiên cứu một số yếu tố công nghệ trong sản xuất ván dăm phối trộn từ cỏ vetiver và rơm rạ Nghiên cứu sản xuất ván dăm 3 lớp phối trộn theo phương pháp ép bằng với tỷ lệ kết cấu lớp mặt và lớp lõi (1:4:1), ván

có chiều dày 18mm và khối lượng thể tích là 0,75g/cm3 Các thông số về kích thước dăm, độ ẩm dăm, cũng như loại keo sử dụng và áp suất ép không thay đổi trong suốt quá trình nghiên cứu: áp suất ép 20KG/cm2, độ ẩm dăm từ 4 - 6%, kích thước dăm t

bl = (0,2-0,3)  (1,5-2,5)  (10- 20) mm Loại keo sử dụng trong nghiên cứu là keo Ure- formaldehyt của công ty TNHH Anh Ánh có hàm lượng khô 48%, dùng cho lớp mặt là 14% và lớp lõi là 11% Chất đóng rắn là dung dịch NH4Cl dùng 1% Chất chống ẩm dùng paraffin 1% so với lượng dăm khô kiệt Kết quả nghiên cứu cho thấy sản xuất ván dăm từ việc phối trộn cỏ Vetiver và rơm rạ tối ưu nhất khi ván có khối lượng thể tích 0,75g/cm3, tỷ lệ phối trộn dăm cỏ Vetiver 42,38%, thời gian ép 18,74 phút và nhiệt độ ép 171,6 0C Chất lượng sản phẩm ván có màu sắc đẹp, bề mặt bóng mịn, độ bền uốn tĩnh 170,28kG/cm2, độ trương nở chiều dày 7,67% ván này có thể thay thế cho ván dăm gỗ trong sản xuất đồ mộc (tủ kệ, giá sách, bàn vi tính ), ván đạt các chỉ tiêu tính năng của ván dăm cấp 2 loại A theo tiêu chuẩn 04TCN-1999

2.4 Sơ lược về nguồn nguyên liệu

2.4.1 Cây ngô (cây bắp)

2.4.1.1 Đặc điểm sinh thái cây ngô

Ngô có nguồn gốc từ khu vực thung lũng sông Balsas ở miền nam Mexico Cây ngô có khả năng thích ứng rộng ở các vùng sinh thái khác nhau, trên phạm vi thế giới tháng nào cũng có thu hoạch ngô (Mangelsdorf và Reeves, 1939) Ngô được trồng

ở 58o Bắc tới 40o Nam bán cầu Ngô cũng được trồng ở vùng đất thấp hơn mặt nước biển - đồng bằng Caspia và ở độ cao 4000m ở dãy Ando – Peru Ở Việt Nam cây ngô được trồng khắp cả nước: từ vùng Lũng Cú - Hà Giang đến mũi Cà Mau ở nhiều vụ trong năm

Cây ngô thích nghi với nhiều loại đất khác nhau, nó có thể trồng được trên đất Feralit và Feralit mùn trên núi cao như ở Quản Bạ, Hà Giang Ngô sinh trưởng tốt và cho năng suất cao trên đất đen đá vôi (cao nguyên Nà Sản, Mộc Châu, Sơn La), ngô cũng cho năng suất cao trên đất phát triển trên đá bazan ở Đăk Lắk Ở đồng bằng ngô

có thể trồng được và cho năng suất cao trên phù sa sông, đất bạc màu, đất phèn sau 2

vụ lúa Nhiều diện tích ngô được trồng trên đất bãi bồi ven sông Thời gian sinh trưởng của cây ngô dài, ngắn khác nhau phụ thuộc vào giống và điều kiện ngoại cảnh Trung bình thời gian từ khi gieo đến khi chín là 90 - 160 ngày

Hình 2.3: Một số hình ảnh về cây ngô thu hoạch

2.4.1.2 Đặc điểm hình thái cây ngô

Ngô (Zea mays L.) là cây nông nghiệp một lá mầm thuộc chi Zea, họ hòa thảo (Poaceae hay còn gọi là Gramineae) Các giống ngô ở Việt Nam có những đặc điểm

như chiều cao cây, thời gian sinh trưởng, chống chịu sâu bệnh và thích ứng với điều kiện ngoại cảnh khác nhau Song cây ngô đều có những dặc điểm chung về hình thái, giải phẫu Các bộ phận của cây ngô bao gồm: rễ, thân, lá, hoa (bông cờ, bắp ngô) và

hạt

 Thân ngô

Thân ngô già đặc, khá chắc, có tiết diện hình bầu dục, có đường kính từ 2 – 4 cm tùy thuộc vào giống, môi trường sản xuất và trình độ thâm canh Thân ngô thuộc loại thân thảo, toàn thân phủ một lớp lông và có phấn trắng hạn chế thoát nước Chiều cao của thân ngô khoảng 1,5 – 4 m

Thân ngô non thường xốp, có nhiều nước và chứa

khoảng 5% đường sau khi trổ, lượng đường trong thân giảm

nhanh và được chuyển về dự trữ ở hạt Thân chính của ngô có

nguồn gốc từ chồi mầm Từ các đốt dưới đất của thân chính

có thể phát sinh ra 1 - 10 nhánh (thân phụ) với hình dáng

tương tự như thân chính Thân ngô trưởng thành bao gồm

nhiều lóng (dóng) nằm giữa các đốt và kết thúc bằng bông cờ

Trên thân ngô có nhiều lóng, chiều dài của các lóng

khác nhau và nó được xem xét như một đặc điểm có giá trị

trong việc phân loại các giống ngô Số lóng trên thân thường

thay đổi tùy theo giống có thời gian sinh trưởng dài hay ngắn,

thường biến động từ 8 - 22 lóng/cây Trên mỗi lóng, có một lá

ở nách lá có mầm nách (lá thân) đó là mầm móng của bắp

Lóng bắp mang bắp được kéo dài thích hợp để bắp ngô có thể

định vị và phát triển

Chiều dài của các lóng trên thân không đều nhau, ở

gần gốc lóng ngắn, lên cao to và dài dần nhất là những lóng

mang bắp Các lóng về phía ngọn là nhỏ và ngắn dần Nghiên

cứu hình thái của lóng liên quan đến tính chống đỗ và một số

đặc tính khác Thường các giống ngắn ngày (thân cao 1,2 -

1,5 m) có khoảng 14 - 15 lóng; các giống trung ngày (thân

cao từ 1,8 - 2,0 m) có 18 - 20 lóng; các giống dài ngày (thân cao từ 2,0 - 2,5 m) có khoảng 20 - 22 lóng Nhưng không phải lóng nào cũng có bắp Lóng mang bắp có một rảnh dọc cho phép bắp bám và phát triển bình thường

Thân ngô ngoài nhiệm vụ giúp cây đững vững, là bộ phận dự trữ và vận chuyển chất hữu cơ, ngoài ra còn có khả năng quang hợp để tổng hợp chất hữu cơ (nếu che thân ngô bằng giấy đen, năng suất giảm 30%, che lá giảm 14 % so với đối chứng)

Quy luật phát triển của thân: Qua các thời kỳ thân phát triển với tốc độ khác nhau Thời kỳ đầu thân phát triển chậm về sau nhanh dần biểu hiện rõ rệt trong hai pha của giai đoạn sinh trưởng sinh dưỡng Khi hoa đực phơi màu, bắp phun râu cây vẫn tiếp tục lớn tuy tốc độ rất chậm Sau khi thụ tinh cây ngừng sinh trưởng Cụ thể:

- Giai đoạn 3 - 4 lá: chiều cao cây phát triển chậm, đường kính lóng tăng nhanh

- Từ 6 - 7 lá đến trước trổ cờ tung phấn, phun râu: tốc độ phát triển chiều cao cây ngày càng nhanh tạo điều kiện cho trổ cờ thuận lợi

- Sau trổ cờ: chiều cao cây phát triển chậm

- Chín sáp - chín hoàn toàn: ngừng phát triển

 Lá ngô

Căn cứ vào vị trí trên thân và hình thái có thể chia lá ngô làm 4 loại

- Lá mầm: Là lá đầu tiên khi cây còn nhỏ, chưa phân biệt được phiến lá với vỏ bọc

Số lượng lá, chiều dài, chiều rộng, độ dày, lông tơ, màu lá, góc lá và gân lá thay đổi tùy theo từng giống khác nhau Số lá là đặc điểm khá ổn định ở ngô, có quan hệ chặt với số đốt và thời gian sinh trưởng Những giống ngô ngắn ngày thường có 15 - 16

lá, giống ngô trung bình: 18 - 20 lá, giống ngô dài ngày thường có trên 20 lá

2.4.1.3 Đặc điểm kinh tế cây ngô

Ngô (Zea mays L.) là một trong ba cây lấy hạt quan trọng trong nền nông nghiệp

toàn cầu để làm lương thực cho người, thức ăn cho chăn nuôi, nguyên liệu cho công nghiệp, hàng hóa xuất khẩu và nguyên liệu cho sản xuất nhiên liệu sinh học Năm 2009 ngô đứng đầu về sản lượng và năng suất trong nhóm cây lương thực của thế giới với diện tích 158,60 triệu ha, năng suất 5,16 tấn /ha, sản lượng 818,80 triệu tấn (FAO, 2011)

Hình 2.5: Sản lượng một số cây lương thực trên thế giới năm 2009

0 100

khoai tây

Sắn Lúa mạch

Khoai lang

Lúa miến

Hình 2.6: Diện tích ngô ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2010

Trên thị trường quốc tế, ngô đứng đầu trong danh sách những mặt hàng có khối lượng hàng hóa giao dịch ngày càng tăng, tỷ trọng lưu thông lớn, thị trường tiêu thụ rộng (USDA 2008) Theo ước tính của FAO, đến năm 2020 diện tích trồng lúa và lúa

mì tăng ít nhưng diện tích ngô được dự báo tăng nhanh thêm khoảng 10 triệu ha

Ở Việt Nam, ngô là cây lương thực quan trọng thứ hai sau lúa Diện tích canh tác ngô năm 2010 là 1,12 triệu ha, năng suất bình quân 4,09 tấn/ha, sản lượng 4,60 triệu tấn (bảng 2.5) Sản phẩm của ngô chủ yếu dùng cho chăn nuôi, khoảng 5% làm thực phẩm cho người Cuộc cách mạng về giống ngô lai của Việt Nam đã góp phần tăng nhanh diện tích, năng suất và sản lượng ngô trong toàn quốc, đưa nước ta đứng vào hàng ngũ những nước trồng ngô lai tiên tiến của vùng châu Á Tuy vậy, sản lượng ngô vẫn chưa đủ cung cấp cho ngành chăn nuôi của cả nước, năm 2010 vẫn phải nhập 1,60 triệu tấn ngô hạt để làm thức ăn chăn nuôi

Bảng 2.5: Diện tích, năng suất, sản lượng cây lương thực chính của Việt Nam năm

Nguồn: FAO STAT được trích dẫn bởi Hoàng Kim 2010

Bảng 2.6: Diện tích ngô theo vùng ở Việt Nam (ha)

Cả nước 1052,6 1096,1 1140,2 1089,2 1126,9 Đồng bằng sông Hồng 88,3 91,0 98,4 72,7 97,6 Trung du và miền núi phía Bắc 371,5 426,3 459,2 443,2 460,0 Bắc Trung Bộ Duyên hải miền Trung 225,6 213,9 219,6 202,8 213,6

Tây Nguyên 236,6 235,6 233,6 243,6 236,6

Đồng bằng sông Cửu Long 34,9 36,7 40,6 37,2 37,8

Nguồn: Niên giám thống kê 2011

2.4.2 Cây sắn (cây khoai mì)

Cây sắn có nguồn gốc ở vùng nhiệt đới của châu Mỹ La tinh và được trồng cách đây khoảng 5.000 năm (CIAT, 1993) Vào thế kỷ 16 cây sắn được người Bồ Đào Nha đưa đến Congo của châu Phi, tại châu Á cây sắn được du nhập vào Ấn Độ khoảng thế

kỷ 17, sau đó được trồng ở Trung Quốc, Myamar và một số quốc gia khác, khoảng giữa thế kỷ 18 cây sắn đựơc du nhập vào Việt Nam, tồn tại và phát triển cho đến ngày nay (Phạm Văn Biên, Hoàng Kim, 1991) Hiện tại, sắn được trồng trên 100 nước của vùng nhiệt đới, cận nhiệt đới, tập trung nhiều ở châu Phi, châu Á và Nam Mỹ, là nguồn thực phẩm của hơn 500 triệu người (CIAT, 1993)