luận án tiến sĩ kỹ thuật ảnh hưởng của tuổi cây vị trí trên cây đến cấu tạo và tính chất của luồng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (448.5 KB, 15 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN VIỆT HƯNG

ẢNH HƯỞNG CỦA TUỔI CÂY, VỊ TRÍ TRÊN CÂY ĐẾN

CẤU TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA LUỒNG (Dendrocalamus barbatus Hsueh et D. Z. Li) LÀM CƠ SỞ

ĐỊNH HƯỚNG SỬ DỤNG

Ngành: Kỹ thuật Chế biến Lâm sản

Mã số: 9.54.90.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS. Phạm Văn Chương

Hà Nội – 2022

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận án Tiến sỹ kỹ thuật:

“Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên cây đến cấu tạo và tính chất của

Luồng (Dendrocalamus barbatus Hsueh et D. Z. Li) làm cơ sở định hướng sử

dụng” mã số 9.54.90.01 là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Tôi xin cam đoan số

liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác dưới mọi hình thức.

Tơi xin chịu trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ luận án Tiến sĩ về lời cam

đoan của mình.

Hà Nội, tháng năm 2022

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Việt Hưng

Xác nhận duyệt luận án của người hướng dẫn Người Hướng dẫn

GS. TS. Phạm Văn Chương

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành luận án Tiến sĩ mang tên “Ảnh hưởng của tuổi cây, vị

trí trên cây đến cấu tạo và tính chất của Luồng (Dendrocalamus barbatus

Hsueh et D. Z. Li) làm cơ sở định hướng sử dụng” mã số 9.54.90.01, Tơi xin đặc

biệt bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn GS.TS. Phạm Văn Chương đã tận tình hướng dẫn và cung cấp nhiều tài liệu có giá trị khoa học và thực tiễn để tơi hồn thành Luận án.

Tơi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới Ban Giám hiệu, Phịng Đào tạo Sau đại học, Viện Cơng nghiệp gỗ và Nội thất, Trung tâm Thí nghiệm và Phát triển công nghệ, Thư viện, các thầy, cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp đã tận tâm giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Ban chủ nhiệm khoa Lâm nghiệp và các thầy cô trong khoa Lâm nghiệp trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi trong thời gian tôi thực hiện Luận án. Tôi xin cảm ơn Viện nghiên cứu công nghiệp rừng, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam, Viện Lâm nghiệp và Phát triển bền vững – Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi trong thời gian tôi thực hiện Luận án.

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lịng kính trọng, lịng biết ơn tới tồn thể mọi người trong gia đình, đồng nghiệp, những người thân đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi về vật chất, tinh thần cho tôi trong suốt thời gian qua.

Hà Nội, tháng năm 2022

Nghiên cứu sinh

Nguyễn Việt Hưng

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

Chương 1.TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ... 3

1.1. Tổng quan về cây Luồng và khả năng sử dụng ... 3

1.1.1. Đặc điểm và phân bố của cây Luồng ... 3

1.1.2. Khái lược về sử dụng cây Tre nói chung và cây Luồng nói riêng... 4

1.2. Nghiên cứu về biến động cấu tạo và tính chất của tre theo tuổi và vị trí trên thân cây và định hướng sử dụng ... 7

1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước ... 8

1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ... 29

1.3. Kết luận rút ra từ tổng quan ... 34

1.3.1. Kết luận từ các cơng trình liên ... 34

1.3.2. Hướng nghiên cứu của luận án ... 34

1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ... 35

14.1. Đối tượng nghiên cứu của luận án ... 35

1.4.2. Phạm vi nghiên cứu của luận án ... 35

1.5. Mục tiêu nghiên cứu ... 36

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 38

2.1. Nội dung nghiên cứu ... 38

2.2. Phương pháp nghiên cứu ... 38

2.2.1. Phương pháp kế thừa ... 38

2.2.2. Phương pháp thí nghiệm ... 38

2.2.3. Phương pháp phân tích số liêu ... 57

2.3. Cơ sở lý thuyết... 57

2.3.1. Lý thuyết về cấu tạo tre ... 57

2.3.2. Ảnh hưởng của một số yếu tố đến tính chất của tre ... 60

Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ... 63

3.1. Ảnh hưởng của tuổi cây và vị trí trên cây đến cấu tạo của Luồng ... 63

3.1.1. Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên thân cây đến độ dày thành Luồng ... 63

3.1.2. Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên thân cây đến sự sắp xếp và kích thước bó mạch của Luồng ... 65

3.1.3. Ảnh hưởng của tuổi cây và vị trí trên thân cây đến hình thái sợi và độ dày vách tế bào sợi của Luồng ... 81

3.2. Ảnh hưởng của tuổi cây và vị trí trên thân cây đến thành phần hóa học

3.2.3. Ảnh hưởng của tuổi cây và vị trí thân cây đến hàm lượng Lignin ... 96

3.3. Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên thân cây đến tính chất vật lý của Luồng ... 97

3.3.1. Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên cây đến khối lượng riêng ... 97

3.3.2. Ảnh hưởng của của tuổi cây, vị trí trên thân cây đến độ ẩm của Luồng ... 105

3.3.3. Ảnh hưởng của tuổi cây và vị trí trên cây đến độ co rút của Luồng ... 108

3.4. Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên cây đến tính chất cơ học ... 113

3.4.1. Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên cây đến độ bền nén dọc thớ của Luồng . 1133.4.2. Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên cây đến độ bền uốn tĩnh (MOR) của Luồng ... 118

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

3.4.3. Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên cây đến mô đun đàn hồi uốn tĩnh ... 124

3.4.4. Ảnh hưởng của tuổi cây và vị trí trên cây đến độ bền trượt dọc thớ ... 131

3.5. Định hướng khai thác và sử dụng cho từng cấp tuổi và vị trí trên cây . 1353.5.1. Định hướng về tuổi khai thác đối với Luồng ... 135

3.5.2. Định hướng sử dụng đối với Luồng ... 137

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT

liệu và thử nghiệm Hoa Kỳ

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1. Các bộ phận của cây tre được tận dụng để sản xuất các sản phẩm khác

nhau ... 7

Hình 2.1. Phân loại vị trí xác định các phần của cây luồng ... 39

Hình 2.2. Sự phát triển trồi của tre ... 40

Hình 2.3. Phương pháp xác định tuổi thân tre bằng cách đếm số lá sẹo trên cành ... 41

Hình 2.5. Thiết bị cắt, chụp tiêu bản xác định độ dày vách tế bào sợi ... 44

Hình 2.6. Mẫu thử độ bền uốn tĩnh ... 52

Hình 2.7. Mẫu thử độ bền trượt dọc thớ ... 54

Hình 2.8. Hình ảnh cấu trúc mặt cắt ngang thân tre... 58

Hình 2.9. Hình ảnh phóng đại của bó mạch ... 59

Hình 2.10. Phân bố bó mạch trên mặtc cắt ngang ... 59

Hình 3.1. Vị trí đo chiều dày thành Luồng ... 63

Hình 3.2. Biểu đồ biến động độ dày thành Luồng theo cấp tuổi và vị trí ... 64

Hình 3.3. Sự sắp xếp và phân bố của bó mạch của Luồng tuổi 1 ... 65

Hình 3.4. Sự sắp xếp và phân bố của bó mạch của Luồng tuổi 2 ... 66

Hình 3.5. Sự sắp xếp và phân bố của bó mạch của Luồng tuổi 3 ... 66

Hình 3.6. Sự sắp xếp và phân bố của bó mạch của Luồng tuổi 4 ... 67

Hình 3.7. Sự sắp xếp và phân bố của bó mạch của Luồng tuổi 5 ... 67

Hình 3.8. Biến động của mật độ bó mạch theo tuổi và vị trí khác nhau trên thân .... 68

Hình 3.9. Biến động số lượng bó mạch trên thành Luồng theo hướng xuyên tâm ... 71

Hình 3.10. Biến động kích thước bó mạch theo hướng xun tâm và tiếp tuyến ... 73

Hình 3.11. Sự sắp xếp các bó mạch trong thành Luồng ở các cấp tuổi ... 74

Hình 3.12. Biểu đồ biến động kích thước bó mạch của Luồng ... 77

Hình 3.13. Tần suất của bó mạch theo cấp kích thước chiều xun tâm ... 77

Hình 3.14. Tần suất của bó mạch theo cấp kích thước chiều tiếp tuyến ... 78

Hình 3.15. Tỷ lệ diện tích trung bình bó mạch so với diện tích thành ... 80

Hình 3.16. Biểu đồ biến động chiều dài sợi theo tuổi và vị trí trên thân cây... 82

Hình 3.17. Biểu đồ tỷ lệ xuất hiện chiều dài sợi của Luồng tuổi 1 ... 84

Hình 3.18. Biểu đồ tỷ lệ xuất hiện chiều dài sợi của Luồng tuổi 2 ... 84

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

Hình 3.19. Biểu đồ tỷ lệ xuất hiện chiều dài sợi của Luồng tuổi 3 ... 84

Hình 3.20. Biểu đồ tỷ lệ xuất hiện chiều dài sợi của Luồng tuổi 4 ... 85

Hình 3.21. Biểu đồ tỷ lệ xuất hiện chiều dài sợi của Luồng tuổi 5 ... 85

Hình 3.22. Biểu đồ biến động đường kính sợi theo tuổi cây và vị trí trên thân cây . 87 Hình 3.23. Biểu đồ biến động độ dày vách sợi theo tuổi cây và vị trí trên thân cây 88 Hình 3.24. Cấu tạo hiển vi vách tế bào sợi luồng theo tuổi cây tại vị trí gốc ... 89

Hình 3.25. Cấu tạo hiển vi vách tế bào sợi luồng theo tuổi cây tại vị trí thân ... 90

Hình 3.26. Cấu tạo hiển vi vách tế bào sợi luồng theo tuổi cây tại vị trí ngọn ... 91

Hình 3.27. Biến động hàm lượng holo-cellulose theo tuổi và vị trí trên cây ... 93

Hình 3.28. Biến động hàm lượng cellulose theo tuổi và vị trí trên cây của Luồng .. 95

Hình 3.29. Biến động hàm lượng Lignin theo tuổi và vị trí trên cây của Luồng ... 97

Hình 3.30. Biến động khối lượng riêng khơ theo tuổi và vị trí trên cây ... 98

Hình 3.31. Biến động khối lượng riêng cơ bản theo tuổi và vị trí trên cây ... 99

Hình 3.32. Biểu đồ tương quan giữa tỷ lệ diện tích bó mạch so với diện tích thành và khối lượng riêng khơ ... 102

Hình 3.33. Biểu đồ tương quan giữa tỷ lệ diện tích bó mạch và khối lượng riêng

cơ bản ... 102

Hình 3.34. Biểu đồ tương quan giữa mật độ bó mạch và khối lượng riêng khơ ... 103

Hình 3.35. Biểu đồ tương quan giữa độ dày vách tế bào sợi và khối lượng

riêng khơ ... 104

Hình 3.36. Biểu đồ tương quan giữa độ dày vách tế bào sợi và ... 104

Hình 3.37. Biểu đồ biến động độ ẩm của Luồng theo tuổi cây và vị trí trên cây ... 105

Hình 3.38. Biểu đồ tương quan tỷ lệ diện tích bó mạch và độ ẩm của Luồng ... 108

Hình 3.39. Biểu đồ tương quan độ dày vách tế bào sợi và độ ẩm theo tuổi cây ... 108

Hình 3.40. Biến động độ co rút xuyên tâm theo tuổi và vị trí trên thân cây ... 109

Hình 3.41. Biến động độ co rút tiếp tuyến theo tuổi và vị trí trên thân cây ... 110

Hình 3.42. Biến động độ bền nén dọc thớ theo tuổi và vị trí trên cây ... 114

Hình 3.43. Biểu đồ tương quan giữa tỷ lệ diện tích bó mạch và độ bền nén

dọc thớ ... 116

Hình 3.44. Biểu đồ tương quan giữa khối lượng riêng và độ bền nén dọc thớ ... 117

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

Hình 3.45. Biểu đồ tương quan giữa độ dày vách tế bào sợi và độ bền nén dọc thớ

theo tuổi cây ... 118

Hình 3.46. Biến động độ bền uốn tĩnh theo tuổi và vị trí trên cây của Luồng ... 119

Hình 3.47. Biểu đồ tương quan giữa tỷ lệ diện tích bó mạch và MOR của Luồng 122 Hình 3.48. Biểu đồ tương quan giữa khối lượng riêng và MOR của Luồng ... 123

Hình 3.49. Biểu đồ tương quan giữa độ dày vách tế bào sợi theo tuổi cây

và MOR ... 124

Hình 3.50. Biểu đồ biến động MOE theo tuổi cây và vị trí trên thân cây ... 125

Hình 3.51. Biểu đồ tương quan giữa mật độ bó mạch và MOE của Luồng ... 127

Hình 3.52. Biểu đồ tương quan giữa tỷ lệ diện tích bó mạch và MOE của Luồng 128 Hình 3.53. Biểu đồ tương quan giữa độ dày vách tế bào và MOE của Luồng ... 129

Hình 3.54. Biểu đồ tương quan giữa khối lượng riêng và MOE của Luồng ... 130

Hình 3.55. Biểu đồ tương quan giữa hàm lượng cellulse và MOE của Luồng ... 131

Hình 3.56. Biến động độ bền trượt dọc thớ theo tuổi và vị trí trên cây ... 132

Hình 3.57. Biểu đồ tương quan giữa tỷ lệ diện tích bó mạch so với diện tích thành và độ bền trượt dọc ... 134

Hình 3.58. Biểu đồ tương quan giữa khối lượng riêng và độ bền trượt dọc ... 134

Hình 3.59. Cấu trúc các loại ván sàn tre ... 140

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1. Chiều dày thành Luồng ở cấp tuổi và vị trí khác nhau (mm) ... 63

Bảng 3.2. Mật độ bó mạch của Luồng ở cấp tuổi và vị trí khác nhau ... 68

Bảng 3.3. Mật độ bó mạch của Luồng ở các cấp tuổi và vị trí khác nhau ... 70

Bảng 3.4. Kích thước bó mạch của Luồng ở các cấp tuổi và vị trí khác nhau trên thân cây ... 72

Bảng 3.5. Kích thước bó mạch theo chiều xuyên tâm của Luồng ở cấp tuổi và vị trí khác nhau trên thân cây (mm) ... 75

Bảng 3.6. Kích thước bó mạch theo chiều tiếp tuyến của Luồng của Luồng ở cấp tuổi và vị trí khác nhau trên thân cây (mm) ... 76

Bảng 3.7. Tỷ lệ kích thước bó mạch theo hướng xuyên tâm/tiếp tuyến của Luồng ở cấp tuổi và vị trí khác nhau ... 79

Bảng 3.8. Tỷ lệ diện tích bó mạch so với diện tích thành Luồng ở cấp tuổi và vị trí khác nhau... 80

Bảng 3.9. Chiều dài sợi của Luồng ở cấp tuổi và vị trí khác nhau trên thân cây ... 82

Bảng 3.10. Đường kính sợi của Luồng ở các tuổi và vị trí trên thân cây (µm) ... 86

Bảng 3.11. Độ dày vách tế bào sợi của Luồng ở các tuổi và vị trí trên thân cây ... 88

Bảng 3.12. Hàm lượng holo-cellulose của Luồng ở các cấp tuổi và vị trí (%) ... 93

Bảng 3.13. Hàm lượng cellulose của Luồng ở các cấp tuổi và vị trí trên thân ... 95

Bảng 3.14. Hàm lượng Lignin của Luồng ở các cấp tuổi và vị trí trên thân cây ... 96

Bảng 3.15. Khối lượng riêng ở độ ẩm 12% của Luồng ở cấp tuổi ... 98

và vị trí khác nhau trên thân cây ... 98

Bảng 3.16. Khối lượng riêng cơ bản của Luồng theo tuổi và vị trí trên thân cây ... 98

Bảng 3.17. Độ ẩm của Luồng ở cấp tuổi và vị trí khác nhau trên thân cây ... 105

Bảng 3.18. Độ co rút xuyên tâm đến độ ẩm 12% của Luồng ở cáccấp tuổi và vị trí trên cây khác nhau ... 109

Bảng 3.19. Độ co rút xuyên tâm đến độ ẩm 0% của Luồng ở cấp tuổi và vị trí trên thân cây khác nhau ... 109

Bảng 3.20. Độ co rút tiếp tuyến đến độ ẩm 12% của Luồng ở cấp tuổi và vị trí trên cây khác nhau ... 110

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

Bảng 3.21. Độ co rút tiếp tuyến đến độ ẩm 0% của Luồng ở cấp tuổi và vị trí trên cây khác nhau ... 110 Bảng 3.22. Độ bền nén dọc thớ của Luồng ở các cấp tuổi và vị trí trên thân cây .. 113 Bảng 3.23. Độ bền uốn tĩnh của Luồng ở các cấp tuổi và vị trí khác nhau trên thân cây ... 119 Bảng 3.24. Mô đun đàn hồi khi uốn tĩnh của Luồng ở các cấp tuổi và vị trí trên thân cây ... 124 Bảng 3.25. Độ bền trượt dọc thớ của Luồng ở cấp tuổi và vị trí khác nhau trên thân cây ... 131 Bảng 3.26. Tính chất và thành phần hoá học của Luồng theo tuổi cây ... 135 Bảng 4.27. Tổng hợp một số tính chất tại các vị trí của Luồng cấp tuổi 3 và 4 ... 137

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

TRANG THÔNG TIN VỀ NHỮNG ĐĨNG GĨP MỚI CỦA LUẬN ÁN

I) Thơng tin chung:

- Tên đề tài luận án và cơ sở đào tạo

+ Tên đề tài luận án: “Ảnh hưởng của tuổi cây, vị trí trên cây đến cấu tạo

và tính chất của Luồng (Dendrocalamus barbatus) làm cơ sở định hướng sử dụng”

+ Tên cơ sở đào tạo: Trường Đại học Lâm nghiệp

- Nghiên cứu sinh

+ Họ tên NCS: Nguyễn Việt Hưng + Khóa đào tạo NCS: K24

+ Ngành: Kỹ thuật Chế biến lâm sản; Mã số: 9.54.90.01

- Người hướng dẫn khoa học:

+ Họ tên người hướng dẫn khoa học: Phạm Văn Chương; Chức danh khoa học: GS, học vị: Tiến sĩ;

+ Đơn vị công tác: Trường Đại học Lâm nghiệp;

II) Những đóng góp mới về mặt học thuật, lý luận của luận án: - Về mặt học thuật:

+ Luận án là cơng trình đầu tiên tại Việt Nam nghiên cứu một cách chi tiết về biến động cấu tạo, tính chất của Luồng theo tuổi cây và vị trí trên thân cây;

+ Luận án đã nghiên cứu mối tương quan giữa 2 yếu tố tuổi và vị trí theo chiều cao thân cây đến sự biến động về cấu tạo (độ dày thành, mật độ bó mạch, diện tích bó mạch, độ dày vách tế bào sợi, sự sắp xếp tế bào, chiều dài sợi, đường kính sợi); biến động về thành phần hố học, tính chất vật lý và cơ học của Luồng

+ Luận án đã xác định được các mối tương quan giữa các yếu tố cấu tạo ảnh hưởng đến các tính chất cơ học và vật lý của Luồng.

- Về mặt lý luận:

+ Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ về bản chất sự thay đổi cấu tạo, thành phần hóa học của Luồng theo tuổi cây và vị trí trên thân cây; quan hệ giữa cấu tạo và tính chất vật lý, cơ học của Luồng.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

+ Kết quả nghiên cứu là cơ sở, căn cứ để xác định tuổi khai thác hợp lý, định hướng sử dụng và kinh doanh cây Luồng cho các mục đích khác nhau tại Việt Nam.

- Những luận điểm mới rút ra từ kết quả nghiên cứu của luận án:

Kết quả nghiên cứu góp phần làm rõ bản chất về sự biến động về cấu tạo, tính chất của Luồng theo tuổi cây và vị trí trên thân cây và làm rõ bản chất sự biến động tính chất vật lý và cơ học của Luồng là do sự thay đổi về cấu tạo và thành phần hoá học. Trên cơ sở sự biến động về cấu tạo và tính chất của Luồng theo tuổi và vị trí trên thân cây sẽ là cơ sở để xác định tuổi khai thác và định hướng sử dụng hợp lý cây Luồng cho các mục đích khác nhau ở Việt Nam.

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2022

GS.TS. Phạm Văn Chương Nguyễn Việt Hưng

</div>