35 cây mẫu (5 cây/mỗi nguồn giống) được lựa chọn từ những cây khỏe mạnh, thân thẳng, không có các biểu hiện khuyết tật, sâu bệnh. Trước khi tiến hành chặt cây mẫu, vị trí Bắc - Nam, Đông - Tây được đánh dấu trên thân cây và đường kính ngang ngực (đường kính tại 1,3 m tính từ mặt đất) được đo cho mỗi cây mẫu (Hình 2.2). Sau khi chặt hạ, chiều dài vút ngọn của mỗi cây được đo (Hình 2.3).
Quy trình cắt khúc và xẻ mẫu được thực hiện sau khi chặt hạ. 01 khúc gỗ có chiều dài 1 m được cắt từ mỗi cây mẫu (từ 0,5 đến 1,5 m tính từ mặt đất) để tiến hành xẻ mẫu nhỏ cho các bước tiếp theo (Hình 2.4 và Hình 2.5).
Hình 2.3. Đo chiều cao của cây sau khi chặt hạ
Từ mỗi khúc gỗ dài 1m, các mẫu nhỏ không chứa khuyết tật có kích thước 20 (xuyên tâm) × 20 (tiếp tuyến) × 300 (dọc thớ) mm để đo khối lượng thể tích và các tính chất cơ học gỗ được cắt theo các hướng Bắc - Nam, Đông - Tây (Hình 2.7). Tại mỗi hướng, mẫu gỗ được cắt tại vị trí gần tâm (R1) và gần vỏ (R2) (16 mẫu gỗ mỗi loại trên mỗi khúc dài 1m). Tổng cộng mẫu gỗ
nghiên cứu là 560 mẫu. Các mẫu gỗ được đặt trong phòng kín với nhiệt độ 20 °C và độ ẩm 60% đến khi đạt được khối lượng không đổi (Hình 2.6).
Hình 2.4. Quá trình cắt khúc
Hình 2.6. Mẫu gỗ được đặt trong phòng kín
Hình 2.7. Quy trình xẻ mẫu gỗ cây Keo tai tượng cho thí nghiệm
2.3.2. Phương pháp thí nghiệm
2.3.2.1. Dụng cụ thí nghiệm
- Thước kẹp (Hình 2.9) (Hình 2.8);
- Cân điện tử (Chính xác đến 0,01g) (Hình 2.10);
- Máy thử sức bền vật liệu vạn năng INSTRON TESTER 5569, 50Kn, điều khiển bằng máy tính, sử dụng phần mềm MERLIN (Hình 2.11).
Hình 2.8. Thước Panme (chính xác
đến 0,02mm) đo chiều dài mẫu
Hình 2.9. Thước điện tử (Chính xác đến 0,1mm) đo chiều xuyên tâm và
tiếp tuyến
Hình 2.10. Cân điện tử Hình 2.11. Máy thử sức bền vật liệu vạn năng liệu vạn năng
2.3.2.2. Phương pháp đo khối lượng thể tích ( Theo TCVN 8048 – 2: 2009)
Khối lượng thể tích của mỗi mẫu thử tại thời điểm thử, ρw, tính bằng g/cm3, theo công thức:
ρw = IJ
KJ L MJ L NJ = O
Trong đó:
mw là khối lượng của mẫu thử ở độ ẩm W (g);
aw, bw và lw là các kích thước của mẫu thử ở độ ẩm W (cm); Vw là thể tích của mẫu thử ở độ ẩm W (cm3).
2.3.2.3. Phương pháp đo mô đun đàn hồi uốn tĩnh (Theo TCVN 8048–4:2009)
- Cắt mẫu có kích thước: 20 × 20 × 300mm. (300 là kích thước theo chiều dọc thớ. Sai số không vượt quá ±1 mm).
- Để mẫu trong phòng có nhiệt độ là 20℃ và độ ẩm là 60% đến khi độ ẩm của mẫu đạt 12%.
- Đo mẫu ở 3 vị trí: Chính giữa chiều dài và ở hai bên, mỗi bên cách điểm giữa 120mm chính xác đến 0,01mm (chiều rộng b theo phương xuyên tâm và chiều cao h theo phương tiếp tuyến). Dùng bút chì kẻ.
- Mô đun đàn hồi MOE được tính bằng công thức: MOE = *Q.) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
/RS). (N/mm2) Trong đó:
MOE là mô đun đàn hồi uốn tĩnh (N/mm2); P là tải trọng tính bằng N;
l là khoảng cách giữa hai gối tựa, bằng 240mm; b là chiều rộng mẫu tính bằng mm;
h là chiều cao mẫu tính bằng mm;
f là mũi tên võng, ứng với tải trọng P, tính bằng mm.
2.3.2.4. Phương pháp đo độ bền uốn tĩnh (Theo TCVN 8048 – 3: 2009)
- Cắt mẫu có kích thước: 20 × 20 × 300mm. (300 là kích thước theo chiều dọc thớ. Sai số không vượt quá ±1 mm).
- Để mẫu trong phòng có nhiệt độ là 20℃ và độ ẩm là 60% đến khi khối lượng mẫu không đổi sau 2 lần cân liên tiếp.
- Đo mẫu ở 3 vị trí: Chính giữa chiều dài và ở hai bên, mỗi bên cách điểm giữa 120mm chính xác đến 0,01mm (chiều rộng b theo phương xuyên tâm và chiều cao h theo phương tiếp tuyến). Dùng bút chì kẻ.
- Độ bền uốn tĩnh được đo bằng Máy thử sức bền vật liệu vạn năng INSTRON TESTER 5569 tại phòng thí nghiệm gỗ, trường Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam (Hình 2.12).
- Độ bền bền uốn tĩnh σut được tính theo công thức: MOR = QIKT.
RS& (N/mm2) Trong đó:
Pmax là tải trọng phá hoại, tính bằng N;
l là khoảng cách giữa hai gối tựa bằng 240 (mm); b bề rộng mẫu, tính bằng mm;
h là bề cao mẫu, tính bằng mm.
Hình 2.12. Quá trình đo các tính chất cơ học
2.3.2.5. Phương pháp xác định độẩm mẫu gỗ (Theo TCVN 8048 – 1: 2009)
Sau khi đo các tính chất cơ học (MOR và MOE), 5 mẫu gỗ được lựa chọn ngẫu nhiên trong mỗi nguồn giống để kiểm tra độ ẩm mẫu. Tổng số 35 mẫu được kiểm tra độ ẩm bằng phương pháp cân-sấy.
Độ ẩm của mỗi mẫu thử, W, tính bằng % khối lượng, chính xác đến 1%, theo công thức:
W = UV W U&
UV x 100 (%) Trong đó:
m1 là khối lượng của mẫu thử trước khi làm khô kiệt, tính bằng g; m2 là khối lượng của mẫu thử sau khi làm khô kiệt, tính bằng g.
Giá trị trung bình độ ẩm của 35 mẫu từ 07 nguồn giống được kiểm tra và tính toán cho kết quả giá trị trung bình xấp xỉ 12%. Như vậy kết quả KLTT và các tính chất cơ học gỗ của các dòng Keo tai tượng trong nghiên cứu này được xem như ở độ ẩm 12%.
2.3.2.6. Phương pháp xác định chiều dài sợi gỗ
Thông tin về chiều dài sợi rất cần thiết làm cơ sở cho việc định hướng sử dụng gỗ hợp lí. Vì thế, nhiều phương pháp đo chiều dài sợi đã được đưa ra. Phương pháp đo phổ biến nhất là tiến hành đo riêng từng tế bào đã được tách (phương pháp phân tách sợi) và đo chiều dài sợi trên mặt cắt tiếp tuyến (gọi tắt là phương pháp mặt cắt tiếp tuyến). Từ mỗi cây mẫu, 4 mẫu gỗ (2 mẫu tại vị trí gần tâm và 2 mẫu tại vị trí gần vỏ) có kích thước 20 x 20 x 20 mm được cắt từ các phần gỗ không bị phá hủy sau khi đo các tính chất cơ học để kiểm tra chiều dài sợi gỗ. Như vậy mỗi nguồn giống 20 mẫu (10 mẫu tại vị trí gần tâm và 10 mẫu tại vị trí gần vỏ) được sử dụng để kiểm tra chiều dài sợi gỗ.
a. Chuẩn bị hóa chất - Axit Nitric (HNO3)
- Muối Kali Clorat (KClO3) - Thuốc nhuộm Safranin - Nước cất
( HNO3) Thuốc nhuộm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Safranin (KClO3) Hình 2.13. Hóa chất thí nghiệm b. Dụng cụ thí nghiệm - Lọ đựng dung dịch - Dao - Pipet, la men
- Máy hiển vi huỳnh quang c. Tiến hành thí nghiệm
- Mẫu gỗ được cắt lát mỏng 0,5mm tại vị trí cần lấy
- Sau đó mẫu gỗ được ngâm trong hỗn hợp dung dịch: HNO3+ nước cất với tỉ lệ 1:1 + 0,6g/ml KClO3 vào dung dịch trên.
- Ngâm trong thời gian 5 – 7 ngày các sợi gỗ phân tách ta tiến hành nhuộm màu bằng thuốc nhuộm Safranin.
- Đưa các sợi gỗ lên la men và chụp ảnh sợi gỗ dưới kính hiển vi huỳnh quang với độ phóng đại 10 lần (Hình 2.14). Mỗi mẫu đo, 30 sợi gỗ được lựa chọn để đo chiều dài bằng phần mềm ImageJ.
Chương 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Nghiên cứu về khối lượng thể tích (KLTT)
3.1.1. Nghiên cứu khối lượng thể tích (KLTT) trong mỗi nguồn giống.
Giá trị khối lượng thể tích của mỗi nguồn giống ở hai vị trí gần tâm (R1) và gần vỏ (R2) được thể hiện ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Khối lượng thể tích (KLTT) ở vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống
(đơn vị: g/cm3)
Nguồn giống Vị trí gần tâm Vị trí gần vỏ
Số mẫu Trung bình Số mẫu Trung bình
A 40 0,40b ± 0,04 40 0,48a ± 0,05 B 40 0,45b ± 0,05 40 0,50a ± 0,03 C 40 0,42b ± 0,05 40 0,49a ± 0,04 D 40 0,43b ± 0,05 40 0,47a ± 0,04 E 40 0,47b ± 0,03 40 0,50a ± 0,02 F 40 0,48b ± 0,05 40 0,52a ± 0,03 G 40 0,44b ± 0,03 40 0,49a ± 0,03
Chú thích: Giá trị trung bình được theo sau bởi độ lệch chuẩn; Chữ cái theo sau giá trị trung bình biểu thị sự khác biệt giữa giá trị KLTT ở gần tâm và gần vỏ (P < 0,05). Độ ẩm của mẫu gỗ trong thí nghiệm là 12%.
Từ bảng 3.1 có thể thấy khối lượng thể tích của các nguồn giống Keo tai tượng trong nghiên cứu này biến động trong khoảng từ 0,40 – 0,48 g/cm3 ở vị trí gần tâm (R1) và từ 0,47 - 0,52 g/cm3 ở vị trí gần vỏ (R2).
Xu hướng biến đổi khối lượng thể tích (KLTT) tại vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống được thể hiện qua hình 3.1.
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi khối lượng thể tích (KLTT) giữa vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống
Sự biến đổi KLTT của gỗ Keo tai tượng ở giữa vị trí gần tâm và gần vỏ trong các nguồn giống được thể hiện ở Hình 3.1. Kết quả phân tích so sánh đã chỉ ra rằng giá trị khối lượng thể tích trung bình của các nguồn giống Keo tai tượng có xu hướng tăng dần theo chiều dài bán kính từ tâm ra vỏ (Hình 3.1). Xu hướng này thống nhất ở cả 07 nguồn giống được nghiên cứu với giá trị KLTT ở gần vỏ luôn cao hơn giá trị KLTT ở gần tâm. Giá trị khối lượng thể tích có sự biến động lớn nhất là lô hạt hỗn hợp 10 dòng tốt nhất ở vườn giống Bàu Bàng từ 0,40 - 0,48 g/cm3.
Dương Văn Đoàn và cộng sự (2021) đã báo cáo về sự biến đổi khối lượng thể tích của Keo tai tượng trồng tại Thái Nguyên. Báo cáo cũng chỉ ra rằng KLTT có xu hướng tăng dần từ tâm ra vỏ. So sánh với các nghiên cứu trước đây về biến đổi khối lượng thể tích trong thân cây các loài gỗ mọc nhanh rừng trồng. Trong nghiên cứu về Xoan ta của Dương Văn Đoàn và Junji Matsumara (2018) cũng chỉ ra rằng giá trị khối lượng thể tích của cây Xoan ta có xu hướng tăng dần từ tâm ra vỏ ở vị trí 10, 50 và 90% tương ứng là 0,39, 0,44 và 0,47 g/cm3. 000 000 000 000 000 001 001 001 001 001 001 A B C D E F G K LT T ( g/ cm 3)
Các nguồn giống Keo tai tượng
Vị trí gần tâm (R1) Vị trí gần vỏ (R2)
3.1.2. Sự biến đổi khối lượng thể tích (KLTT) giữa các nguồn giống
Sự biến đổi khối lượng thể tích (KLTT) giữa các nguồn giống Keo tai tượng được trình bày trong bảng 3.2 và hình 3.2.
Bảng 3.2. Khối lượng thể tích (KLTT) ở các nguồn giống Keo tai tượng
(đơn vị: g/cm3)
Nguồn giống Số mẫu Trung bình Min Max
A 80 0,44d ± 0,06 0,30 0,58 B 80 0,48ab ± 0,05 0,32 0,54 C 80 0,46cd ± 0,06 0,32 0,57 D 80 0,45cd ± 0,05 0,30 0,55 E 80 0,49ab ± 0,03 0,41 0,56 F 80 0,50a ± 0,05 0,37 0,58 G 80 0,46cd ± 0,04 0,38 0,57
Chú thích: Giá trị trung bình được theo sau bởi độ lệch chuẩn; Chữ cái theo sau giá trị trung bình biểu thị sự khác biệt giá trị KLTT giữa các nguồn giống (P < 0,05). Độ ẩm của mẫu gỗ trong thí nghiệm là 12%. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3.2 là các giá trị trung bình khối lượng thể tích ở các nguồn giống khác nhau được kiểm tra trong nghiên cứu này. Giá trị trung bình KLTT ở mỗi nguồn giống là trung bình các giá trị KLTT gần tâm và gần vỏ ở mỗi nguồn giống. Giá trị trung bình của KLTT 07 nguồn giống có sự biến động từ 0,44 đến 0,50 g/cm3.
Hình 3.2. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi về khối lượng thể tích (KLTT) giữa các nguồn giống Keo tai tượng
Kết quả phân tích phương sai (ANOVA) đã chỉ ra có sự khác biệt rõ ràng về giá trị khối lượng thể tích giữa 7 nguồn giống trong nghiên cứu này. Qua bảng 3.2 và Hình 3.2 cho ta thấy giá trị KLTT trung bình lớn nhất là ở lô hạt rừng giống Long Thành: 0,50 g/cm3 và thấp nhất là ở lô hạt hỗn hợp 10 dòng tốt nhất của vườn giống Bàu Bàng: 0,44 g/cm3. Khối lượng thể tích là một trong những tính chất gỗ quan trọng nhất vì nó có liên quan mật thiết đến các tính chất gỗ khác như tính chất cơ học, tính chất co rút,… Do đó nó là một chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng gỗ. Kết quả nghiên cứu này đã chỉ ra rằng nguồn giống từ Lô hạt rừng giống Long Thành có giá trị KLTT cao nhất. Do đó, nếu người trồng rừng mong muốn trồng Keo tai tượng có giá trị khối lượng thể tích cao thì có thể lựa chọn nguồn giống của lô hạt rừng giống Long Thành.
Các nghiên cứu trước đây về khối lượng thể tích ở gỗ Keo tai tượng cũng chỉ ra các kết quả tương tự. Dương Văn Đoàn và cộng sự (2021) đã báo cáo kết quả giá trị khối lượng thể tích ở gỗ Keo tai tượng 7, 10, và 14 tuổi trồng tại Thái Nguyên lần lượt là 0,48 g/cm3, 0,51 g/cm3, và 0,53 g/cm3. Trên thế giới, Chowdhury và
000 000 000 000 000 001 001 001 001 001 001 A B C D E F G K LT T ( g/ cm 3)
cộng sự (2005) đã báo cáo giá trị trung bình của khối lượng thể tích của Keo tai tượng 10 tuổi trồng tại Bangladesh là 0,52 g/cm3.
3.2. Những biến đổi độ bền uốn tĩnh (MOR)
3.2.1. Sự biến đổi độ về độ bền uốn tĩnh (MOR) trong mỗi nguồn giống.
Kết quả nghiên cứu MOR của các nguồn giống Keo tai tượng ở vị trí gần tâm (R1) và vị trí gần vỏ (R2) được thể hiện ở Bảng 3.3:
Bảng 3.3. Độ bền uốn tĩnh (MOR) tại vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống Keo tai tượng
(đơn vị: MPa)
Nguồn giống Vị trí gần tâm Vị trí gần vỏ
Số mẫu Trung bình Số mẫu Trung bình
A 40 57,51b ± 12,14 40 75,75a ± 14,87 B 40 75,30a ± 17,90 40 78,09a ± 11,17 C 40 68,05b ± 19,03 40 79,22a ± 14,66 D 40 72,81a ± 15,57 40 74,47a ± 9,72 E 40 75,50a ± 8,63 40 76,16a ± 8,19 F 40 81,93a ± 16,53 40 86,45a ± 11,92 G 40 75,34b ± 11,28 40 81,44a ± 10,21
Chú thích: Giá trị trung bình được theo sau bởi độ lệch chuẩn; Chữ cái theo sau giá trị trung bình biểu thị sự khác biệt giữa giá trị MOR ở gần tâm và gần vỏ (P < 0,05). Độ ẩm của mẫu gỗ trong thí nghiệm là 12%.
Từ bảng 3.3 có thể thấy giá trị độ bền uốn tĩnh của các nguồn giống Keo tai tượng trong nghiên cứu này biến động trong khoảng từ 57,51 - 81,93 MPa ở vị trí gần tâm (R1) và từ 74,47 – 86,45 MPa ở vị trí gần vỏ (R2).
Xu hướng biến đổi độ bền uốn tĩnh (MOR) tại vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống được thể hiện qua hình 3.3.
Hình 3.3. Biểu đồ thể hiện sự biến đổi độ bền uốn tĩnh (MOR) giữa vị trí gần tâm và gần vỏ trong mỗi nguồn giống
Từ kết quả phân tích so sánh ở Bảng 3.3 và Hình 3.3 ta có thể thấy rằng giá trị độ bền uốn tĩnh của Keo tai tượng ở vị trí gần vỏ (R2) cao hơn ở vị trí gần tâm (R1) ở các nguồn giống lô hạt hỗn hợp 10 dòng tốt nhất của vườn giống Bàu Bàng, lô hạt xuất xứ Balimo và lô đại trà sản xuất. Trong khi đó ở các nguồn giống lô hạt vườn giống ghép Ba Vì, lô hạt xuất xứ Oriomo (Úc), lô hạt rừng giống Hàm Yên và lô hạt rừng giống Long Thành, phân tích thống kê đã chỉ ra không có sự khác biệt về độ bền uốn tĩnh giữa vị trí gần tâm và vị trí gần vỏ. Trong trồng rừng cũng như chế biến gỗ, các loại gỗ có tính chất đồng đều từ tâm ra vỏ luôn được quan tâm, vì khi đó khả năng tận dụng gỗ sẽ là tối đa. Bên cạnh đó sự đồng đều về tính chất cơ học sẽ giúp việc gia công chế biến được thuận lợi. Ví dụ cụ thể trong công nghệ bóc, lạng gỗ. Nếu như các loài cây có tính chất cơ học đồng đều từ tâm ra vỏ sẽ giúp nhà chế biến thuận lợi cho việc chọn chế độ gia công mà không cần thay đổi khi bóc gỗ từ phần gỗ phía ngoài đến phần gỗ phía trong. Từ kết quả nghiên cứu này đã cung cấp thông tin quan trọng cho người trồng rừng để có thể lựa chọn các