* Đặc điểm dân số, lao động, kinh tế
- Dân số: Toàn huyện có 16 xã thị trấn với tổng dân số là 105.152 người gồm 9 dân tộc anh em chung sống; trong đó người Kinh chiếm 54,2%, người Tày chiếm 21,1%, người Nùng chiếm 4,5%, người Sán Chay chiếm 8,5%, người Dao 4,4%, người Sán Dìu 3,29%. Ngoài ra còn có các dân tộc khác như Thái, Hoa, H, Mông.
- Lao động và việc làm:
+ Giải quyết việc làm được 1.985 lao động, trong đó đi xuất khẩu 168 lao động đi làm việc tại Đài Loan, Malaixia, ĐuBai, Libi, Quatar, Arâpxeut; điều tra lao động thất nghiệp và tập huấn nâng cao năng lực cán bộ làm công tác giảm nghèo trên địa bàn.
- Kinh tế: Huyện Phú Lương có xuất phát điểm tương đối thuận lợi hơn so với một số huyện trong tỉnh, thuộc loại trung bình khá so với tỉnh, tốc độ tăng trưởng kinh tế bình quân 11,39%/năm.
- Tốc độ tăng trưởng giá trị sản xuất nông - lâm nghiệp - thuỷ sản đạt bình quân hàng năm 5,0% giai đoạn 2011 - 2015 và 5,5% giai đoạn 2016-2020.
- Giai đoạn 2011 -2020 trồng mới khoảng 5.000-6.000 ha rừng ( diện tích thay thế hàng năm) tập trung, kết hợp trồng rừng tập trung với tăng cường trồng rừng cây phân tán để tăng độ che phủ, khoanh nuôi tái sinh từ 11.000- 12.000 ha rừng để đến năm 2011 tỷ lệ diện tích rừng che phủ đạt trên 46% (hiện nay là 45,0%). Hàng năm khai thác khoảng 30.000 - 35.000 tấn tre, nứa, luồng phục vụ nguyên liệu giấy.
- Cơ sở hạ tầng:
+ Giao thông: Phú Lương hiện có quốc lộ III chạy dọc huyện theo hướng Bắc- Nam, Phú Lương còn có mạng lưới giao thông nông thôn khá dày đặc
với 574,5 km (gồm 126,5km đường liên xã và 448 km đường liên thôn, liên xóm, năm 2001 phần lớn là nền đất và cấp phối ).
+ Y tế: Hiện tại 16/16 xã, thị trấn có nhà trạm xây bán kiên cố (trong đó xây mới được 08 trạm, nhưng mới có 02 trạm đạt chuẩn về cơ sở vật chất là Yên Đổ và Hợp Thành). Đến cuối năm 2007 đã có 7 xã đạt chuẩn quốc gia về y tế.
- Giáo dục: Quy mô mạng lưới trường tổng số 63 đơn vị trường học: 17 trường mầm non; 27 trường tiểu học; 16 trường THCS và 01 TTGDTX, 02 trường PTTH.
+ Thông tin văn hóa: Mạng lưới bưu điện huyện có bưu điện trung tâm huyện Phú Lương đặt tại thị trấn Đu (cấp 2), phát hành báo chí, cung cấp dịch vụ bưu chính công ích, cung cấp dịch vụ bưu chính quốc tế. Hệ thống bưu điện các xã có 16 xã, thị trấn có điểm bưu điện văn hoá xã.
- Tóm lại: Với những điều kiện tự nhiên, địa hình, khí hậu, thủy văn, đất đai thổ nhưỡng như vậy, cây gỗ Keo lai trồng tại huyện Phú Lương sinh trưởng và phát triển khá đồng đều.
Chƣơng 3
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu
- Mật độ rừng trồng cây Keo lai tại khu vực huyện Phú Lương tỉnh Thái Nguyên.
- Chất lượng gỗ Keo lai như tính chất vật lý, cơ học của gỗ sau khi khai thác tại khu vực nghiên cứu.
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu
- Đề tài tiến hành nghiên cứu sự ảnh hưởng của 3 cấp mật độ: 1111 cây/ha; 1666 cây/ha và 2500 cây/ha đến chất lượng gỗ.
- Chọn 3 cấp mật độ, mỗi cấp mật độ lấy 5 cây để gia công thành mẫu, tổng số 15 cây. Mỗi cây lấy 5 mẫu cho một thí nghiệm.
- Xác định chất lượng của gỗ thông qua tính chất cơ bản như sức hút nước tối đa, khối lượng thể tích khô kiệt, khả năng giãn nở của gỗ theo chiều tiếp tuyến, sức chịu ép dọc thớ, sức chịu kéo dọc thớ, sức chịu uốn tĩnh.
- Thí nghiệm sẽ được tiến hành tại phòng thí nghiệm khoa Kỹ thuật Nông Lâm- Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật và Trung tâm thí nghiệm khoa chế biến lâm sản trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam - Xuân Mai - Hà Nội.
3.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
3.2.1. Thời gian nghiên cứu
- Từ tháng 10/2011 đến tháng 8/2012.
3.2.2. Địa điểm nghiên cứu
3.3. Nội dung nghiên cứu
3.3.1.Đặc điểm điều kiện tự nhiên, xã hội huyện Phú Lương
3.3.2. Phân tích mức độ ảnh hưởng của mật độ rừng trồng đến các tính chất vật lý của gỗ. lý của gỗ.
- Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và sức hút nước tối đa - Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và khối lượng thể tích khô kiệt
- Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và khả năng giãn nở
3.3.3. Phân tích mức độ ảnh hưởng của mật độ rừng trồng đến các tính chất cơ học của gỗ.
- Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và sức chịu ép dọc thớ - Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và sức kéo dọc thớ - Mức độ ảnh hưởng giữa mật độ rừng trồng và sức chịu uốn tĩnh
3.3.4. Đánh giá chất lượng gỗ Keo lai trồng tại huyện Phú Lương tỉnh Thái Nguyên.
3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp kế thừa số liệu
- Đề tài kế thừa một số tư liệu như điều kiện tự nhiên, khí hậu, thủy văn, đất đai, địa hình, tài nguyên rừng, điều kiện dân sinh, kinh tế xã hội của vùng nghiên cứu.
- Kế thừa một số kết quả nghiên cứu của một số đề tài trước về đặc điểm cấu tạo của gỗ Keo lai.
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 của một số tính chất vật lý như (sức hút nước tối đa, khối lượng thể tích cơ bản, khả năng giãn nở) và một số tính chất cơ học như (sức chịu ép, chịu kéo dọc thớ, sức chịu uốn tĩnh) làm cơ sở để đánh giá
chất lượng của gỗ và vận dụng vào sử dụng chế biến gỗ hiện nay sao cho phù hợp tiết kiệm.
3.4.3. Phƣơng pháp thí nghiệm
3.4.3.1. Chọn cây lấy mẫu thí nghiệm và cắt khúc
* Chọn cây lấy mẫu thí nghiệm và cắt khúc theo TCVN 355-70- sửa đổi
- Mỗi cấp mật độ lấy 5 cây để gia công thành mẫu, tổng số 15 cây. Mỗi cây lấy 5 mẫu cho một thí nghiệm.
3.4.3.2. Xác định độ hút nước của gỗ
* Độ hút nước của gỗ dược xác định theo TCVN 360-70- sửa đổi
+ Mẫu thí nghiệm:
Kích thước mẫu gỗ 20x20x30mm, chiều 30mm là chiều dọc thớ
Mẫu gỗ khi gia công xong được đưa vào sấy ở nhiệt độ 100 ± 50C trong thời gian dài. Khi gỗ đã khô kiệt (độ ẩm là 0%).
Sử dụng cân điện tử tại phòng thí nghiệm trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Thái Nguyên để tiến hành cân mẫu gỗ, độ chính xác của cân đạt tới 0,001g và giới hạn cân là 200g, ta được m0. Theo tiêu chuẩn thí nghiệm nếu trọng lượng m0 > 20g thì phải cân chính xác tới 0,01g. Nếu m0 < 20g thì phải cân chính xác tới 0,001g.
Khi đã cân xong, tiến hành ngâm gỗ vào trong nước để gỗ hút nước, thời gian ngâm ít nhất là 30 ngày. Thời gian quan sát sau khi ngâm 30 ngày trong nước, ta được trọng lượng ma.
- Công thức tính 100(%) 0 0 x m m m Wa a
Trong đó: ma - Trọng lượng gỗ sau mỗi lần cân (g) m0 - trọng lượng gỗ khô kiệt (g)
Wa - sức hút nước tối đa của gỗ (%)
3.4.3.3. Xác định khối lượng thể tích
+ Mẫu thí nghiệm:
Kích thước mẫu gỗ 20x20x30mm, chiều 30mm và chiều dọc thớ.
Tất cả các mẫu gỗ khi gia công xong đều được sấy trong tủ sấy với nhiệt độ 100 ± 50
C, sấy đến khô kiệt (nếu sai số hai lần cân liên tiếp mà trọng lượng gỗ chênh lệch nhau <0,3% thì được xem là gỗ khô hoàn toàn).
Sử dụng cân điện tử tại phòng thí nghiệm trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Thái Nguyên để tiến hành cân mẫu gỗ, độ chính xác của cân đạt tới 0,001g và giới hạn cân là 200g ta được m0. Theo tiêu chuẩn thí nghiệm nếu trọng lượng m0> 20g thì phải cân chính xác tới 0,01g. Nếu m0 <20g thì phải cân chính xác tới 0,001g.
Sau khi cân xong các mẫu gỗ, ta đo các kích thước chiều dày, chiều rộng và chiều dài. Chiều dài mẫu gỗ (l0) được đo bằng thước kẹp với độ chính xác 0,1mm và giới hạn đo đến 150mm, chiều dày (a0) và chiều rộng (b0) được đo bằng thước Panme với độ chính xác 0,01mm và giới hạn đo là 25mm. Tính thể tích mẫu ta được V. - Công thức tính 0 = ( / 3) 0 0 cm g V m
Trong đó:0 - khối lượng thể tích gỗ khô (g/cm3) V0 = a0.b0.l0 - thể tích gỗ khô (cm3)
a0 - chiều dày mẫu gỗ khô (cm) b0 - chiều rộng mẫu gỗ khô (cm) l0 - chiều dài mẫu gỗ khô (cm)
3.4.3.4. Tỷ lệ dãn nở của gỗ
* Tỷ lệ dãn nở của gỗ, thí nghiệm được xác định theo TCVN 360-70- sửa đổi.
+ Mẫu thí nghiệm:
Kích thước mẫu gỗ 20x 20x 30mm. Mẫu gỗ khi gia công xong được đưa vào tủ sấy tại khoa lâm nghiệp, nhiệt độ 100 ± 50
khô kiệt (nếu sai số hai lần cân liên tiếp mà trọng lượng gỗ chênh lệch nhau < 0,3% thì được xem là gỗ khô hoàn toàn).
Sau khi gỗ đã khô kiệt ta đo kích thước chiều ngang của mẫu (a0) bằng thước Panme với độ chính xác 0,01mm.
Khi đã đo xong ta ngâm gỗ vào trong nước để gỗ ngấm nước cho đến khi gỗ hút nước đến bão hòa (kích thước 2 lần đo liên tiếp không thay đổi ) thời gian ngâm ít nhất 30 ngày, sau đó lấy mẫu gỗ ra tiến hành đo kích thước chiều ngang một lần nữa được kích thước (a1).
- Công thức tính 100(%) 0 0 1 x a a a YT
Trong đó: a1 - kích thước của chiều tiếp tuyến của gỗ ướt, mm a0 - kích thước của chiều tiếp tuyến của gỗ khô, mm YT - khả năng giãn nở của gỗ theo chiều tiếp tuyến, %
3.4.3.5. Xác định giới hạn bền khi nén ép dọc thớ gỗ
* Thí nghiệm xác định giới hạn bền khi nén ép dọc của gỗ được thực hiện theo TCVN 363-70- sửa đổi.
+ Mẫu thí nghiệm:
Kích thước mẫu gỗ 20x20x30mm, chiều 30mm là chiều dọc thớ gỗ. Dùng thước Panme với độ chính xác 0,01mm đo chiều ngang (a và b). Thí nghiệm được tiến hành trên máy vạn năng (Máy thử cơ học) của Trung tâm thí nghiệm - Khoa chế biến lâm sản - Trường Đại học Lâm nghiệp Việt Nam. Khi thực hiện, tốc độ tăng lực của máy cần đạt là 5000± 1000N/ph. Để chắc chắn, máy vạn năng cần được thử trước vài mẫu gỗ, như vậy khi gia công mẫu gỗ cần làm dư thêm vài mẫu để thử máy trước khi tiến hành làm thí nghiệm chính thức. - Công thức tính ( ) . max MPa b a P ed
Trong đó : σ - sức chịu ép dọc thớ của gỗ (Mpa)
a - Kích thước chiều ngang chiều xuyên tâm của mẫu gỗ (mm) b - kích thước chiều ngang chiều tiếp tuyến của mẫu gỗ (mm)
3.4.3.6. Xác định giới hạn khi kéo dọc thớ
* Giới hạn bền khi kéo dọc thớ được xác định theo TCVN 364-70-sửa đổi
+ Mẫu thí nghiệm
Kích thước mẫu gỗ 20x20x350mm, chiều 350mm là chiều dọc thớ gỗ. Mẫu gỗ có kích thước 20x20x350mm được phay bào hai mặt đối diện nhau, mỗi mặt phay 7,5mm để lại 5mm ở giữa, chiều dài cần phay (nằm giữa mẫu gỗ) là 90mm. Vì trong gia công chế biến gỗ bằng cơ giới thường có độ chính xác thấp hơn trong gia công cơ khí nên chiều dày 5mm còn lại sẽ không chính xác là 5mm, nên trước khi làm thí nghiệm trên máy thử vạn năng cần đo cụ thể các kích thước cần đo. Để tránh nhầm lẫn với các mẫu gỗ khác, mỗi mẫu gỗ được đánh ký hiệu theo từng cây gỗ và cho từng mẫu gỗ.
Sau khi mẫu gỗ được gia công cần hong phơi trong nơi thoáng mát để mẫu gỗ đạt độ ẩm tương ứng với điều kiện độ ẩm môi trường khi làm thí nghiệm trên máy thử vạn năng.
Khi mẫu gỗ đã đạt tới độ ẩm cần thiết, tiến hành đo kích thước phần giữa mẫu gỗ. Đo chiều dày (h) và chiều rộng (b) bằng thước Panme với độ chính xác 0,01mm. Kích thước chiều dày và rộng cần phải ghi chép vào bảng để tiện cho thí nghiệm trên máy thử vạn năng.
Tiếp theo làm thí nghiệm trên máy thử vạn năng. Trước khi làm thí nghiệm trên máy thử vạn năng cần làm thử một vài mẫu dự trữ để kiểm tra lại độ chính xác của máy. Sau khi đưa mẫu gỗ vào bộ gá của máy thử, điều chỉnh tốc độ tăng lực của máy khoảng 200 ± 500 N/ph.
- Công thức tính ( ) . max MPa b h P kd
Trong đó : Pmax - lực phá hủy mẫu (N)
h,b - kích thước của bộ phận làm việc (mm)
3.4.3.7. Xác định giới hạn bền khi uốn tĩnh
* Giới hạn bền khi được xác định theo TCVN 365-70- sửa đổi
- Mẫu thí nghiệm: Kích thước mẫu gỗ thí nghiệm là 20x20x300 mm. Chiều 300mm là chiều dọc thớ. Mỗi mẫu thí nghiệm đều được đánh dấu ký hiệu riêng để tránh nhầm lẫn với các mẫu khác.
- Sau khi gia công mẫu, gỗ còn ướt nên phải hong phơi trong nhà xưởng để gỗ khô đến độ ẩm cân bằng trong điều kiện khí hậu bình thường. Khi mẫu gỗ đã khô ta có thể đo kích thước chiều cao (h) và chiều rộng (b), chiều cao và chiều rộng cần đo ở vị trí chính giữa của mẫu gỗ. Dùng thước Panme đo với độ chính xác 0,01 mm.
- Sau khi đo chiều cao, chiều rộng của mẫu ta có thể làm thí nghiệm xác định sức chịu uốn gỗ trên máy thử cơ học. Điều chỉnh khoảng cách giữa hai gối đỡ, khoảng cách này theo tiêu chuẩn thí nghiệm của Việt Nam là 240 mm. Điều chỉnh tốc độ tăng lực là 7000± 1500N/ph. Khi mẫu gỗ bị phá hủy máy thử sẽ ghi lại độ lớn của lực tại thời điểm đó.
- Công thức tính ( ) . . 2 3 2 max MPa h b xl P ut
Trong đó: - Sức chịu uốn tĩnh của gỗ (Mpa)
l- Khoảng cách giữa hai gối đỡ (l = 240mm)
Pmax - Lực tác dụng tại thời điểm mẫu bị phá hủy (N) h - Kích thước chiều dày của mẫu gỗ (mm)
3.4.4. Phƣơng pháp tổng hợp kết quả và xử lý thống kế toán học
Kết quả được tổng hợp trên bảng tính Excel và việc phân tích và xử lý số liệu theo thống kê toán học.
Để xử lý số liệu kiểm tra chất lượng gỗ chúng tôi dùng phương pháp thống kê toán học. 3.4.4.1. Trị số trung bình cộng - Áp dụng công thức n x x n i 1
Trong đó : xi - các giá trị ngẫu nhiên của mẫu thí nghiệm n - Số mẫu quan sát x - trị số trung bình mẫu 3.4.4.2. Độ lệch tiêu chuẩn - Áp dụng công thức 1 1 2 n x x S n i i
Trong đó : S – Sai quân phương xi - giái trị của các phân tử
x - trung bình cộng của các giá trị xi n - Số mẫu quan sat
3.4.4.3. Hệ số biến động - Áp dụng công thức % x100 x S S Trong đó : S% - hệ số biến động S - Sai quân phương
x - trị số trung bình cộng 3.4.4.4. Sai số trung bình cộng - Áp dụng công thức n S m
Trong đó : S – Sai quân phương