В статье рассмотрены особенности естественного возобновления под пологом сосновых экосистем на территории Московского региона. Обследовано 20 пробных площадей, расположенных в Московском учебно-опытном лесничестве и национальном парке «Лосиный остров». Подобранные объекты исследования находятся в лесорастительных условиях – С₂, класс возраста – IV, класс бонитета – I-I^а. Установлено, что в Московском учебно-опытном лесничестве за последние 70 лет породный состав кардинально не изменился. За последние 170 в исторической части национального парка «Лосиный остров» доля сосны снизалась с 25% году до 8%. За последние три года средний годовой прирост подроста ели не превышает 5 см. Отмечается сукцессионная смена сосновых фитоценозов на лиственные, что впоследствии может привести к формированию в национальном парке «Лосиный остров» насаждений породного состава и структуры, кардинальным образом отличающихся от существующих в настоящее время. Преобладающая порода в подросте исследуемых сосняков Московского учебно-опытного лесничества Picea abies (L.) H. Karst. В подросте Лосиного Острова доминирует Acer platanoides L., выявлено присутствие инвазионного вида – Acer negundo L. В исследуемых сосновых формациях отсутствует жизнеспособный подрост Pinus sylvestris L. Среди подлесочных пород в Московском учебно-опытном лесничестве отмечено преобладание Sorbus aucuparia L., а в национальном парке «Лосиный остров» – Euonymus europaeus L. и Rhamnus frangula L. Набор древеснокустарниковых пород в нижних ярусах достаточно ограничен.

В разных странах и в различных экологических условиях были проведены исследования по оценке продуктивности смешанных насаждений. Результаты этих сравнительных исследований показывают, что смешанные насаждения имеют тенденцию быть более продуктивными по сравнению с чистыми насаждениями, при этом оптимальные комбинации древесных пород дают наибольший эффект. Это достигается за счет усиления роста основного вида и повышения продуктивности нескольких видов в смешанном древостое. Исследования также показывают, что межвидовая конкуренция слабее внутривидовой, причем наибольший эффект наблюдается именно в этом случае.

В статье приведены материалы конструктивных характеристик и снегозадерживающей способности защитных лесных полос (ЗЛП), функционирующих вдоль железнодорожной линии Екатеринбург – Каменск-Уральский. Полосы создавались в 1936 и 1956 годах непродуваемой конструкции. В настоящее время перестойные березовые и тополевые ЗЛП вдоль указанной линии имеют ажурную конструкцию. Их снегозадерживающая способность выражена крайне слабо. Снег накапливается не в полосе и ее опушках с наветренной и подветренной сторон, как предполагалась при создании полос непродуваемой конструкции, а распределяется достаточно равномерно между ЗЛП и железной дорогой. В этой части полосы отвода железной дороги высота снежного покрова характеризуется стабильно высокими значениями, в большинстве случаев превышающими показатели на открытом поле. На исследуемых участках плотность снега варьирует в достаточно узком диапазоне от 0,13 до 0,17 г/см³. Строгих закономерностей в изменении величины данного показателя в зависимости от расположения точек замера относительно железной дороги не обнаруживается. В целом для повышения снегозадерживающих свойств, а также устойчивости и долговечности ЗЛП необходимо в них проводить соответствующие уходы, направленные на сохранение и усиление снегозадерживающей функции.

Целью работы являлось совершенствование регулирования состава и густоты древостоев способом инъекции гербицидов и их смесей в стволы деревьев лиственных пород для повышения лесоводственной эффективности, снижения химической и токсической нагрузки на лесные экосистемы. Объектами исследований являлись отдельные деревья ольхи серой и осины вегетативного происхождения в фазе жердняка в смешанных насаждениях. В результате анализа отечественной и зарубежной литературы по проблеме были отобраны перспективные для изучения гербициды – торнадо (водный раствор, 360 г/л глифосата в виде изопропиламинной соли) и арбонал (водорастворимый концентрат, 250 г/л имазапира) и заложены полевые опыты с отобранными гербицидами. В четырех полевых опытах определялась биологическая эффективность действия гербицидов и их смесей на деревья ольхи серой и осины в смешанных насаждениях. В результате установлена высокая эффективность действия гербицида арбонал в дозах 0,08 и 0,16 мл/дерево, а также смесей торнадо (0,12–0,25 мл/дерево) + арбонал (0,06–0,08 мл/дерево) на ольху серую. По действию на осину наиболее эффективным было применение торнадо 0,20 и 0,55 мл/дерево, арбонала (0,16 мл/дерево) и смесей торнадо (0,20 мл/дерево) + арбонал (0,08 мл/дерево) и торнадо (0,25 мл/дерево) + арбонал (0,06 мл/дерево). Ольха серая проявила большую устойчивость к примененным гербицидам в год обработки, однако следует ожидать усиления действия гербицидов в следующем вегетационном сезоне. Установлено, что применение гербицидов торнадо и арбонал, а также их смесей в различных сочетаниях весьма перспективно для подавления нежелательной древесной растительности способом инъекции в смешанных насаждениях.

Стандарт по выбросам парниковых газов подразумевает набор правил и процедур для оценки выбросов парниковых газов (ПГ). Наиболее известные стандарты включают VCS (Верифицированный углеродный стандарт), CCB (Климат, сообщество и биоразнообразие), VCS+CCB, платформу REDD.plus механизма REDD+, FCPF Всемирного банка (Фонд партнерства по лесному углероду), ART TREES (Стандарт экологического совершенства REDD+ под управлением корпорации Архитектура для Транзакций REDD+), CAR (Регистр по борьбе с изменением климата) и GS (Золотой стандарт). Для сравнительного анализа эти стандарты анализируются и оцениваются по ряду критериев и индикаторов (КиИ). Критериями являются: базовый уровень, дополнительность, постоянство, утечка, неопределенность, гнездование (нестинг), двойной учет, гарантии, регистр, мониторинг и проверка, управление и учет, права человека. Сравнительный анализ обеспечивает основу для качественной оценки углеродных квот, продаваемых на мировых углеродных рынках.

Сокращение видового разнообразия в процессе лесопользования и решение вопроса сохранения видов имеет особую актуальность для Вологодской области, территория которой почти на 80% покрыта лесами, где на значительной площади ведутся сплошные рубки. Одно из направлений сохранения видов в процессе лесопользования – выделение ключевых биотопов. В качестве инструмента для оценки разнообразия видов могут рассматриваться индексы сходства и отличия растительных сообществ. Цель работы заключалась в том, чтобы продемонстрировать необходимость дополнительного изучения видового разнообразия растений лесных сообществ при установлении границ ключевых биотопов с избыточным увлажнением в процессе лесопользования. Исследованию подвергнуты территории пяти ключевых биотопов, сохраненных в процессе лесозаготовительных работ при проведении сплошнолесосечных рубок. При этом использованы лесоводственно-таксационные и эколого-биологические методы полевой и камеральной оценки. На основании детальных флористических описаний с использованием индексов сходства и отличия проведена оценка растительных сообществ живого напочвенного покрова в отдельных элементах ключевых биотопов – ядре и буферной зоне. Полученные авторами данные свидетельствуют о том, что распределение по классам обильности шкалы Друде неравномерно (большинство видов относится к немногочисленным); отмечается более высокий уровень видового разнообразия в буферной зоне в сравнении с ядром ключевых биотопов. Анализ значений индексов сходства (Жаккара, Съёренсена-Чекановского, Кульчинского) и отличия (Стугрена-Радулеску) указывает на то, что наибольшей схожестью биот обладают ядро и буферная зона ключевого биотопа «Ермолино» (участок леса на окраине болота), наименьшей идентичностью – ядро и буферная зона объекта «Новленское» (участок леса вдоль временного водотока). Буферная зона характеризуется более высокой оригинальностью видовых спектров. Таким образом, сделан вывод о необходимости проведения природоохранных мероприятий по сохранению видового разнообразия в процессе лесопользования, а также выделения и сохранения не только центральной зоны (ядра) ключевого биотопа, но и его буферной зоны как территории с наибольшей численностью видов.

При исследованиях структуры растительных сообществ только описание флористического состава является недостаточным, а необходимо выявление функциональных связей между отдельными видами растений, между растениями и окружающей средой, обилия и эколого-ценотических групп видов. Цель исследования – выявление особенностей растительного покрова лесных фитоценозов по данным наблюдений на постоянных пробных площадях в условиях государственного природного заповедника «Кологривский лес» (Костромская область). Объектом исследования послужили 34 постоянные пробные площади, заложенные на Кологривском (28 пробных площадей) и Мантуровском участках заповедника (6 пробных площадей). В исследовании использованы данные учетов 2018–2022 гг. Проведенный анализ геоботанических описаний на постоянных пробных площадях заповедника «Кологривский лес» позволил выделить семь основных групп по общности растительного покрова, каждая из которых характеризуется индивидуальным эколого-ценотическим спектром: i) сосновые формации с преобладанием вереска в травянистом ярусе Мантуровского участка; ii) ельники липняково-ильмовые; iii) коренные ельники и производные от них насаждения в местах старых вырубок; iv) насаждения на участках с нарушенным почвенным покровом с преобладанием лугово-опушечной эколого-ценотической группы, v) еловые насаждения с нарушенной структурой верхнего полога и vi) насаждения на участках с нарушенным почвенным покровом с преобладанием боровой эколого-ценотической группы; vii) сосняки черничные Мантуровского участка. Ординации геоботанических описаний в абстрактных осях факторов по экологическим шкалам Д.Н. Цыганова позволила выделить две основные группы местообитаний: i) с сильно кислыми/кислыми почвами очень бедными/бедными азотом в пергумидных климатических условиях, где получаемого солнечного тепла недостаточно для испарения поступающей влаги; ii) с кислыми/слабокислыми почвами бедными азотом, относящихся к эугумидной экологической группе. На исследуемых пробных площадях наблюдений должны быть продолжены для выявления динамических процессов в составе и структуре растительного покрова без воздействия антропогенных факторов в условиях заповедного режима территории.  

Объект исследования – сосняки брусничные и лишайниковые, произрастающие на разных элементах рельефа. Учет проводили на круговых учетных площадках по 10 м². Биометрические характеристики подроста определяли с использованием общепринятых в лесоводстве и таксации методов. Показано, что под пологом сосняков, произрастающих на сухих бедных почвах в условиях республики Бурятия, естественное возобновление сосны неудовлетворительное. Основная часть подроста произрастает в «окнах». Под пологом древостоев вне окон встречается, главным образом, нежизнеспособный подрост, возраст которого 3–8 лет, средняя высота менее 40 см. Уставлена также зависимость величины среднего прироста, количества ветвей в мутовке, возраста хвои от возраста подроста сосны и его высоты. Обща я численность подроста сосны не превышает 1 тыс. экз./га. Доля нежизнеспособного подроста достигает 42%. Подрост категории «сухой» составляет около 3%. Особенность естественного возобновления сосны под пологом древостоев на сухих бедных почвах проявляется в том, что в большинстве своем подрост встречается в окнах. Под пологом древостоев подроста значительно меньше, чем в «окнах» и практически полностью относится к категории «нежизнеспособный». Суммарное количество сухого и нежизнеспособного подроста сосны составляет, практически 50% от обшей численности. Цель исследования – выявление особенностей естественного возобновления сосны под пологом древостоев, произрастающих на бедных сухих почвах и установление зависимости основных характеристик подроста сосны от его высоты и возраста.

Цель представленной работы – научно обоснованный отбор наиболее перспективных представителей родов Paeonia L. и Hosta Tratt. для их включения в состав цветочных композиций на городских объектах общего пользования. В качестве модельных объектов использованы представители родов Paeonia и Hosta из состава коллекционного фонда лаборатории декоративных растений Главного ботанического сада РАН. Род Paeonia представлен выборкой из 19 сортов травянистых пионов с японской формой цветка, род Hosta – выборкой из 23 наименований. Сравнительный анализ представителей родов Paeonia и Hosta и статистическая обработка экспериментальных данных осуществлены с использованием классических методик. В качестве стандартов использованы: для представителей рода Paeonia – сорта ‘Philomele’ и ‘Cora Stubbs’, для представителей рода Hosta – сорт ‘Liberty’. Разработка моделей цветников осуществлена на основе общепринятых способов и приемов. У родов Paeonia и Hosta приведены результаты исследований их представителей по признакам, значимым, на наш взгляд, при использовании этих растений на объектах городской ландшафтной архитектуры. У представителей Paeonia по комплексу признаков генеративной и вегетативной сферы выделено пять сортов – ‘Philomele’, ‘Mrs. Wilder Bancroft’, ‘Cora Stubbs’, ‘Gay Paree’, ‘Lotus Queen’ и ‘Сюрприз’ – с приоритетом для двух сортов ‘Cora Stubbs’ и ‘Philomele’, наиболее перспективных для использования в озеленении городских объектов. У представителей рода Hosta по совокупности четырех изученных количественных признаков, неимеющих достоверных статистических различий со стандартом, не выявлено. Но, основываясь только на результатах оценки параметров листовой пластинки, для использования в составе ландшафтных композиций на городских объектах общего пользования могут быть рекомендованы три сорта Hosta: ‘Liberty’, ‘Frances Williams’ и ‘August Beauty’. С использованием представителей родов Paeonia и Hosta, отобранных по результатам сравнительного анализа их количественных характеристик, спроектированы четыре композиции.

Цель исследования – установление закономерностей формирования расходов стока и эрозии под влиянием леса, лесных полос и сельскохозяйственных угодий в степи Приволжской возвышенности. Методика исследования базировалась на рекомендациях профильных НИИ и ученых России. Водные запасы снега, сток, модуль стока, эрозия претерпевают значительные изменения под влиянием сельскохозяйственный угодий, лесных полос и леса. Лесные полосы и лес снижают коэффициенты весеннего и ливневого стока по сравнению с сельскохозяйственными угодьями в 10,5–13,5 раза, соответственно показатели модуля стока в 5,1–31,0. Параметры модуля стока необходимы для создания сбросных противоэрозионных сооружений. Эрозия под воздействием лесных полос на полях с безотвальной технологией возделывания культур севооборота и с лесных угодий принимает допустимые размеры менее 0,3 т/га для почв А+В<0,5м. Отвальная технология, кроме лесных полос, требует применения дополнительных агротехнических приемов, например, мульчированного щелевания. Из сложного многообразия воздействия природно-антропогенных> факторов на эрозию преобладающими выделены коэффициент и модуль поверхностного стока, степень защищенности почвы угодьями. Регрессионно-корреляционный анализ отмечает тесную взаимосвязь между эрозией, параметрами поверхностного стока и применяемыми лесными полосами с коэффициентами детерминации 0,82–0,96. Многолетние исследования на склонах 3–5° позволили рекомендовать: расстояния между контурными лесными полосами 300–250 м; безотвальную технологию возделывания культур севооборота; модуль стока воды на агроландшафтах для сбросных противоэрозионных сооружений 10% вероятности превышения 1,7 м³/с×км².

В соответствии с лесоинтродукционным районированием Воронежская область входит в зону средней перспективности, где предполагается экономический эффект лесоинтродукционных мероприятий на 15–25% выше уровня эффекта выращивания культур местных видов. Здесь одной из перспективных орехоплодных хвойных пород испытывается сосна гибкая (Pinus flexilis James). Целью исследования ставится рассмотрение в сравнении с условиями естественного ареала развития и состояния сосны гибкой на территории Воронежской области. Установлено, что по декоративности сосна гибкая превосходит сосну обыкновенную, являясь видом с высокой степенью адаптивности к засушливым условиям и морозоустойчивым. К возрасту 49 лет наблюдаются ограничения дальнейшего роста деревьев в высоту. Разбег величин таксационных показателей при интродукции, как и в условиях произрастания в ареале, согласуется с мнением, что у сосны гибкой достаточно высокий уровень количественной генетической изменчивости внутри популяций. Выявлены устойчивые к патогену (Cronartium ribicola) деревья. При этом обильное и частое ветвление следует считать неблагоприятным признаком развития дерева, если это не происходит с начального этапа (6–10 лет). Схема размещения на площади 4,5×3 м вполне приемлема при условии, что на одном посадочном месте располагается 3 саженца с расстоянием между ними 1 м.

Опытные комплексные рубки проводились в разновозрастных сосняках на осушаемом верховом торфянике через 17 лет после устройства каналов. Полностью удалялась старовозрастная часть древостоя, в молодой части проводилось разреживание. На большинстве вариантов опыта прирост запаса за 40 лет наблюдений превышает соответствующий контрольный уровень. Наибольший прирост по запасу (11 м³/га в год) зафиксирован на участке, где весь древостой был удален одновременно с осушением. Для всех экспериментальных участков на объекте важнейшим преимуществом, по сравнению с контрольными вариантами, является существенная однородность деревьев по размерам и качеству стволов. На контрольных объектах для деревьев спелого и перестойного возраста характерны закомелистость, суковатость, наклон или изгиб ствола. К этим порокам добавилась резко выраженная неравномерность годичного прироста по радиусу ствола.

Актуальность автономного энергообеспечения объектов лесного комплекса обусловлена большими ресурсами древесины на удаленных от сетей централизованного электроснабжения и газоснабжения территориях. Целью работы является повышение эффективности автономного энергообеспечения объектов лесного комплекса путем разработки и оптимизации миниэлектростанций на древесном топливе. При решении поставленных задач применены методы численного моделирования технических систем с использованием среды динамического моделирования SimInTech. Выполнен анализ результатов серии имитационных экспериментов функционирования технологической схемы мини-электростанции. В статье предложена имитационная модель автономной энергоустановки на древесном топливе, выполненная в программе SimInTech с применением инструментов модуля «Теплогидравлика». Представлены результаты численного моделирования работы мини-электростанции электрической мощностью 3,8 МВт, на базе газовой турбины открытого цикла, турбины органического цикла Ренкина и термохимической газификации древесного топлива. Получены результаты численного моделирования в виде основных номинальных режимных параметров мини-электростанции. Определены давления, температуры и массовые расходы потоков рабочих тел циклов энергоустановки и теплоносителей. Определены механические мощности: компрессора и турбины газотурбинной установки, вентилятора системы конденсации органического рабочего тела, турбины цикла Ренкина на фреоне R113 и насоса подачи фреона в испаритель при заданном режиме работы мини-электростанции. Предложенная модель позволяет исследовать режимы работы энергоустановки, при переменных параметрах древесного топлива и окружающей среды, подбирать оптимальные конструктивные и режимные параметры компонентов миниэлектростанции. В частности, были определены оптимальные значения расхода охлаждающего конденсатор органического рабочего тела воздуха по условию максимизации КПД нетто электростанции. Полученные результаты способствуют дальнейшей технологической и конструктивной проработке энергоустановок, могут быть использованы для обоснования эффективности и реализуемости проектов автономного энергообеспечения промышленных объектов.

В статье рассмотрены вопросы анализа движения элементов вибрационного механизма захватно-срезающего устройства, обеспечивающего динамическое удержание дерева в вертикальном положении. Исследование основано на применении принципа динамического удержания обратного маятника на осциллирующем подвесе. Реализована разработка нового захватно-срезающего устройства, отличающегося наличием вибрационного механизма, необходимого для создания вертикальных колебаний удерживаемого дерева. В статье дано описание конструкции навесного захватно-срезающего устройства с виброприводом и последовательность его работы при срезании, удержании и пакетировании дерева. На 3D-модели предложенной конструкции захватно-срезающего устройства были проведены динамические исследования механизма вибрации с учетом момента инерции движущихся элементов в программе SolidWorks Motion. В рамках анализа движения была построена траектория движения точки подвеса захватно-срезающего устройства, имеющая форму дуги с максимальным отклонением 5 см. Анализ линейного перемещения точки подвеса ЗСУ показал, что вертикальное перемещение составляет 500 мм, а горизонтальное отклонение составляет 50 мм. Исследования движения элементов предложенной конструкции вибропривода показали, что при частоте вращения движителя 150 об/мин на валу движителя возникает момент равный 435 Н·м, что укладывается в номинальный крутящий момент большинства высоко моментных гидродвигателей.

В статье рассматривается динамическая нагруженность силовой установки валочно-пакетирующей машины в процессе ее подтягивания рукоятью манипулятора при заготовке древесины на склонах. Разработана математическая модель, позволяющая на этапе проектирования валочно-пакетирующей машины определить величину добавочного динамического момента, действующего на силовую установку машины, а также частоту вращения коленчатого вала. Математическое описание составлено в форме уравнения Лагранжа 2-го рода. Приведен пример расчета математической модели для валочно-пакетирующей машины ЛП-19А. Представлен график изменения добавочного динамического момента при скорости подтягивания 0,1; 0,2 и 0,3 с^–1, а также в зависимости от угла склона (15, 30 и 45°). Приведен график изменения коэффициента динамичности от величины добавочного динамического момента. Представлены графики изменения снижения частоты вращения коленчатого вала в зависимости от величины нагрузки на силовую установку и в зависимости от угла склона. Анализ результатов исследования показал, что подтягивание ВПМ рукоятью манипулятора при заготовке древесины на склонах сопровождается значительной величиной добавочного динамического момента на силовую установку, приводящей к снижению частоты вращения коленчатого вала. Так, при подтягивании ВПМ на склоне с углом γ = 15º максимальная величина добавочной динамической нагрузки на силовую установку составит 74,2 Н·м, а снижение частоты вращения коленчатого вала произойдет на 311 мин^–1.

Повышение эффективности обучения студентов высших и средних специальных учебных заведений, персонала предприятий, в том числе безопасным приемам работы, в настоящее время является актуальной задачей, так как эффективность традиционных методов обучения достаточно низкая. Цель работы – проанализировать направления использования современных цифровых технологий в области обучения специалистов лесного комплекса. Использование мультимедийных технологий, электронных курсов, видеоконтента позволяет оживить процесс обучения, а применение различных симуляторов и тренажеров, технологий дополненной и виртуальной реальности позволяет значительно повысить интерес к обучению и закрепить полученные знания и умения.

Исследуемая технология модифицирования древесины полимерным составом с углеродным наполнителем позволяет повысить качество выпускаемой продукции и увеличить прочностные свойства деревянных конструкций. Для модификации древесины использовался полимерный состав, включающий смолу – диметакриловый полиэфир, отвердитель – перекись метилэтилкетона, ускоритель – октоат кобальта, наноструктурную добавку – нанотрубки «Таунит- М», поверхностно-активное вещество. Технология модифицирования деревянных конструкций заключается в нагнетании полимерной композиции с углеродным наполнителем под избыточным давлением импульсного воздействия. Экспериментально установлен режим модификации древесины полимерным составом (10-5-10-5-10 мин): в течение 10 мин образец подвергается нагнетанию полимерной композицией, затем образец «отдыхал» 5 мин, далее повторялось нагнетание полимерного состав в течение 10 мин. Для производства работ по модификации древесины применялась мобильная установка, включающая емкость, компрессор, тележку, электронный блок управления, датчик давления, армированный шланг, коннекторы. Вакуумно-роторный насос для модификации древесины предназначен для создания и поддержания остаточного давления при модификации древесины методом избыточного давления. Была предложена и обоснована схема зондирования и топографии отверстий для нагнетания полимерного состава. Исходя из способности поглощения древесины полимерного состава опытным путем был определен шаг инъекторов 200 мм. По результатам проведенной микроскопии установлено планомерное внедрение полимерного состава в структуру древесины, при этом плотность модифицированной древесины увеличилась на 34%. Для оценки прочностных свойств модифицированной древесины были выполнены испытания стандартных образцов, отобранных из конструкции, на сжатие. Результаты испытаний показали увеличение предела прочности модифицированной древесины по сравнению с обычной древесиной на 39,69% и уменьшение деформативности на 7,7%.

Береза является одной из наиболее распространенных лиственных пород на территории России. Древесина березы обладает сравнительно высокими физико-механическими свойствами, но при этом имеет ряд недостатков. Отрицательные свойства березовой древесины могут быть нивелированы с помощью направленной модификации древесины за счет сквозной пропитки активными составами. По имеющимся данным, при сквозном пропитывании березовой древесины, не всегда наблюдается равномерная локализация пропиточного состава по ширине годичного слоя. Для выявления причин неравномерной локализации пропиточного раствора, были проведены исследования особенностей анатомического строения древесины березы по ширине годичного слоя. Для этого образцы размерами 20×20×100 мм (последний вдоль волокон) пропитывались кислотным красителем в автоклаве. После пропитки образцы выдерживались в течение суток при нормальных условиях для перераспределения красителя. Далее из центральной части окрашенных образцов выпиливались участки древесины размерами 20×20×20 мм. Из полученных образцов, имеющих неоднородное окрашивание по ширине годичного слоя, по стандартной методике изготавливались поперечные микросрезы древесины, на которых при помощи микроскопа и цифровой камеры производилось изучение особенностей распределения красителя в древесине. В целях изучения анатомических особенностей строения элементов древесины березы, локализованных в разных частях по ширине годичного слоя, осуществлялась мацерация древесной ткани, взятая из «ранней» и «поздней» зоны годичного слоя. Изучение микростроения полученных древесных волокон из различных частей годичного слоя проводилось в проходящем свете с помощью микроскопа и цифровой камеры. В ходе микроскопических исследований, с помощью программы ScopyFoto, были выполнены измерения параметров анатомических элементов, таких как длина, диаметр полостей, толщина клеточных стенок, а также количество и размеры пор. Полученные данные были обработаны с помощью инструментов Microsoft Excel и программы Statgraphics. В результате проведенных исследований установлено, что волокнистые трахеиды, располагающиеся в «поздней» зоне годичного слоя, в сравнении с трахеидами «ранней» зоны, имеют большие на 26% размеры полостей клеток, на 47% более толстые клеточные стенки, на 11,1% больше по ширине окаймленные поры, а также на 17% большее количество пор. Но по высоте поры волокнистых трахеид «ранней» зоны превышают высоту трахеид «поздней» зоны почти на 27,5%. По длине волокнистые трахеиды «ранней» и «поздней» зоны годичного слоя достоверных различий не имеют. Исходя из полученных данных, одной из причин неравномерного окрашивания годичного слоя березовой древесины по ширине, по-видимому, является разница показателей фильтрации пропиточного раствора, обусловленная различием ширины пор волокнистых трахеид в «ранней» и «поздней» зоне годичного слоя.

Мембраны ионоселективных электродов, изготовленные из халькогенидных стеклообразных полупроводников, обладают ценными аналитическими и практическими характеристиками, такими как низкий предел обнаружения катионов металлов в водных растворах, воспроизводимость электродной функции, малое время отклика аналитического сигнала, миниатюрность сенсоров и возможность автоматизации измерений. Cтекла CdI₂-PbI₂-As₂Se₃ синтезировали с использованием реактивов иодид кадмия, иодид свинца квалификации х.ч., триселенид мышьяка квалификации о.с.ч. Стекла синтезировали при максимальной температуре 1000 °С в вакуумированных кварцевых ампулах с остаточным давлением 10^–4 Па. При достижении 1000 °С ампулы с расплавом шихты при постоянном перемешивании выдерживали 4–6 ч, затем производили закалку расплава в воде со льдом. Пленки CdI₂-PbI₂-As₂Se₃ наносили из растворов стекол в н-бутиламине. Впервые получены потенциометрические химические сенсоры на основе халькогенидных мембран CdI₂-PbI₂-As₂Se, содержащие иодиды металлов, для прямого определения молярной концентрации катионов кадмия в водных растворах. Установлено, что электродные свойства полученных пленочных и стеклянных Cd-ИСЭ зависят в основном от содержания иодида кадмия в мембранах, а соотношение компонентов в халькогенидной матрице (иодида свинца и селенида мышьяка) влияет главным образом на электродные функции сенсоров. Параметры и зависимость электропроводности от температуры, а также электродные свойства в системе CdI₂-PbI₂-As₂Se определяются составом аморфного материала и не зависят от способа получения (стекло или химически осажденная пленка из раствора стекла).

В работе рассматривается применение современного физического метода исследования Фурье ИК- (инфракрасной) спектроскопии с целью установления зависимости параметров путем деконволюции поглощательной способности природной древесины лиственных пород: плотности водородных связей, энергии Н-связей, длины водородных связей при трёх типах Н-связей, характерных для целлюлозосодержащего растительного древесного сырья. Особенности межмолекулярного взаимодействия в древесине различных пород и сезонов года в сравнении с технической целлюлозой имеют дополнительную характеристику метода Фурье ИК-спектроскопии для эффективного механизма предсказания физико-механических свойств древесных целлюлозосодержащих материалов, для оценки природы химических связей в структуре древесных материалов, механической прочности. Целью целлюлозно-бумажного комбината является производство высококачественной технической целлюлозы. Для достижения этой задачи было выполнено сравнение показателей деконволюции современного метода исследования ИК-спектроскопии водородных связей гидроксильных групп ОН, включая влияние метил-метилен СН валентных колебаний. Одним из показателей, используемых в сравнении методов, является коэффициент регрессии, который является мерой точности полученных результатов. В данном исследовании, значение коэффициента регрессии R^ составляет у образцов 0,999, что указывает на очень высокую степень достоверности полученных данных.

Исследовано влияние основных технологических факторов – степень помола, композиция массы по волокну и вид сушки. Установлено, что, с повышением СП, плотность снижается в пределах 0,64–0,55 г/см³, а механическая прочность растет в пределах 235–275 (Хвойная целлюлоза) и в пределах 168–250 Н (Лиственная целлюлоза). Впитываемость изменяется незначительно, в пределах 0,2–0,5 г/г, и мало влияет на этот показатель. Различные виды волокна (целлюлоза хвойная и лиственная, БХТММ) являются действенными факторами для управления качеством целлюлозного композита и распушенных продуктов. Все исследованные целлюлозные композиты соответствуют критерию впитываемость воды в пределах 11–13 г/г. Рассматривая впитываемость отдельных продуктов, отметим различную величину впитываемости, пределы 17,4–20,7 г/г. Отличие примерно 3 г/г воды. По отношению к требованию, 11–13 г/г, – это примерно 25%, существенная величина. Рекомендуется использовать в композиции химико-термомеханическую массу – не более 25%, также по результатам исследования перспективными композициями по волокну можно считать 50% целлюлозы хвойной и 50% целлюлозы лиственной с определенной степенью помола. Оценивая влияние контактной и конвективной сушки, установлено, что значительно более эффективной является конвективная сушка, так как образцы, высушенные таким методом, существенно превосходят по потребительским свойствам вакуумную контактную сушку. Изменение взаимосвязанных показателей «толщина» и «плотность» увеличивают впитываемость воды с 2,90 г/г до 5,5 г/г (на 90%).

Широко используемым полуфабрикатом для получения бумаги для гофрирования и картона для плоского слоя гофрокартона является нейтральносульфитная полуцеллюлоза, получаемая из древесины лиственных пород. В работе исследовано влияние высокой температуры на прочностные свойства картона из нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы и морфологические характеристики волокон в картоне при его цикличном использовании в процессе гофропроизводства. Показано, что в результате термического воздействия на картон с 3-го цикла переработки доминирующей становится фракция с более короткими волокнами 0,4–0,8 мм (ее увеличение составило 13%), взамен фракции с волокнами 0,8–1,2 мм (снижение которой составило 7,6%). Установлено, что в результате шести циклов переработки с применением высоких температур, имитирующих процессы гофрообразования у картона из НСПЦ в меньшей степени снижаются прочностные показатели, чем у картона из сульфатной небеленой хвойной целлюлозы. Это позволяет предположить, что лигноуглеводный комплекс нейтрально-сульфитной полуцеллюлозы препятствует интенсивному термическому разложению целлюлозы. Поэтому термопластические свойства лигнина можно использовать без опасности сильной деструкции целлюлозных волокон и снижения прочностных показателей картона, что приведет к увеличению количества циклов переработки картона. В целом нейтрально-сульфитная полуцеллюлоза обладает более высоким потенциалом для вторичной переработки в гофропроизводстве, чем сульфатная небеленая хвойная целлюлоза нормального выхода.

В классическом способе переработки черных щелоков производства сульфатной целлюлозы минеральный остаток после сжигания органической составляющей черного щелока в содорегенерационном котле представляет собой смесь карбоната натрия и сульфата натрия. Полученный содовый раствор обрабатывают известью, поступающей из цеха декарбонизации и получают раствор каустической щелочи, который в дальнейшем используют для варки целлюлозы в составе белого щелока. В результате проведенных экспериментов появляется возможность повысить экологическую безопасность процесса переработки черных щелоков и осуществить диверсификацию производства получения сульфатной целлюлозы, а также упростить аппаратурнотехнологическую схему процесса регенерации щелочей. В основе разработанного способа лежит распределение калийной щелочи между раствором и твердым сульфатом натрия путем конверсии сульфата натрия раствором КОН, в зависимости от изменения молярной доли калийной щелочи от суммы щелочей калия и натрия в растворе. На основе рассмотренных закономерностей распределения калийной щелочи между натриево-калиевым раствором и сульфатом натрия предложен конверсионный метод сульфата калия и сульфатом натрия. Сущность способа заключается в обменной реакции между сульфатом натрия, содержащемся в твердой смеси сульфатов с раствором калийной щелочи. В работе были определены оптимальные технологические параметры выделения сульфата калия из сульфатных растворов и исследовано влияние отдельных технологических параметров на выход сульфата калия в осадке. Для постановки эксперимента был выбран ротатабельный центральный композиционный план. Оценка результатов исследования дает возможность прийти к выводу, что на выход сульфата калия влияют не только варьируемые параметры, но и их сочетание. Близкие значения выхода сульфата калия могут достигаться при продолжительности реакции 60 мин, но при разных сочетаниях варьируемых параметров. Для практического применения представленной схемы были выбраны следующие оптимальные параметры: молярная доля калийной щелочи от суммы щелочей калия и натрия в суспензии – 60%, массовое соотношение Ж/Т в суспензии – 4,7, продолжительность реакции – 60 мин. Научно обоснованы экспериментальные данные параметров получения сульфата калия в качестве удобрения. Одновременно предлагается получение дополнительного товарного продукта, при переработке черного щелока сульфатного производства целлюлозы.