AGRIS - 

2022

М.Д. Мерзленко | П.Г. Мельник | А.А. Коженкова

Ареал лиственницы европейской (Larix decidua Mill.) охватывает Среднюю Европу, а в Подмосковье этот вид произрастает вне своей естественной области распространения. В посадках данная порода характеризуется быстрым ростом, устойчивостью, хорошими почвозащитными и водоохранными свойствами, а также высоким качеством древесины. Все виды лиственницы в Московском регионе положительно зарекомендовали себя с точки зрения высокой адаптивной способности, зачастую они продуктивнее местных хвойных лесообразующих пород. Аналогичные результаты получены лесоводами в Центральной и Восточной Европе: прирост по запасу в ряде польских популяций лиственницы в 50−60-летнем возрасте может достигать 10−15 м3/га в год, вот почему в этих странах широко используют данную древесную породу. Цель – изучение роста и производительности климатипов лиственницы европейской за границами ее естественного ареала. Исследованиями были охвачены опытные объекты интродукции лиственницы европейской, расположенные на территории центра Русской равнины в пределах Московского региона. Из всех климатипов лиственницы европейской, лиственница польская характеризуется самыми высокими показателями роста по высоте и диаметру, а также по накоплению стволового запаса. Она формирует насаждения с очень крупными стволами и отличается повышенной величиной почвенно-светового текущего прироста по диаметру стволов. По лесоводственному эффекту лиственница польская превосходит насаждения лиственницы европейской судетского происхождения. В итоге лиственница польская из всех рассмотренных провениенций обладает неоспоримыми преимуществами по быстроте роста и накоплению запаса стволовой древесины, что является весомым аргументом в вопросе ее расширенной интродукции как перспективной хвойной породы для целевого лесовосстановления. Худшими показателями роста и продуктивности характеризуется лиственница европейская из Шотландии. Однако в целом все климатипы лиственницы европейской успешно адаптируются в условиях центра Русской равнины и по таксационным показателям превосходят все местные хвойные лесообразующие породы. Для цитирования: Мерзленко М.Д., Мельник П.Г., Коженкова А.А. Интродукция климатипов лиственницы европейской в зоне смешанных лесов // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 37–46. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-37-46 | The range of European larch (Larix decidua Mill.) covers Central Europe, while in Podmoskovie this species grows out of its natural distribution area. In plantings this species is known for its fast growth, stability, good soil and water protection properties, and high wood quality. All larch species in the Moscow region have a positive reputation in terms of high adaptability, they are often more productive than the local coniferous forest-forming species. Similar results were obtained by foresters in Central and Eastern Europe. The increment in stock in a number of Polish larch populations at the age of 50–60 years can reach 10–15 m3/ha per year, that is why this wood species is widely used in silvicultural practice in these countries. The research aims at studying the growth and productivity of European larch climatypes outside its natural habitat. The research covered experimental sites of European larch introduction located in the territory of the center of the Russian Plain within the Moscow region. Of all the European larch climatypes, the Polish larch has the highest growth rates in height and diameter, as well as in the accumulation of trunk stock. It forms stands with very large trunks and has an increased value of soil-light basic increment in diameter of the trunks. The Polish larch is superior to the European larch of Sudeten origin in terms of silvicultural effect. As a result, Polish larch has undeniable advantages among all the reviewed provenances in terms of growth rate and accumulation of trunk wood reserves, which is a strong argument in the issue of its expanded introduction as a promising conifer for target reforestation. European larch from Scotland has the worst growth and productivity. On the whole, all climatypes of European larch successfully adapt to the conditions of the center of the Russian Plain and are superior to all local coniferous forest-forming species in terms of inventory characteristics. For citation: Merzlenko M.D., Melnik P.G., Kozhenkova A.A. Introduction of European Larch Climatypes in the Mixed Forest Zone. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 37–46. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-37-46

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

А.К. Габделхаков | В.Ф. Коновалов | З.З. Рахматуллин | Л.Н. Блонская | И.И. Фазлутдинов

Цель исследования – анализ изменчивости и разработка математических моделей оценки биомассы и объема коры, объема ствола в коре, доли коры деревьев липы мелколистной (Tilia cordata Mill.), произрастающих в естественных порослевых и искусственных древостоях. Модели основаны на данных 107 и 95 деструктивно отобранных деревьев соответственно в естественных порослевых и искусственных древостоях – по 10 пробных площадей на каждый тип древостоев, представляющих различные стадии роста. Модельные деревья были распилены на 2-метровые секции, объемы которых в коре и без коры рассчитаны с использованием формулы Губера. Общий объем ствола дерева в коре и без коры получен суммированием объемов всех секций и конического объема вершины дерева. Разница двух этих параметров составила объем коры. Биомасса коры определена непосредственным взвешиванием с последующим переводом в абсолютно сухую массу. Оценены корреляционные связи дендрометрических параметров и выбранных характеристик дерева. В сравнительном аспекте изучена эффективность 3 моделей регрессии с использованием в качестве независимых переменных диаметра на высоте 1,3 м и высоты дерева. Биомасса и объем коры, объем ствола в коре сильно зависят от данных величин. Для объемной доли коры в естественных порослевых липняках эта корреляция очень слабая, в искусственных – незначимая. Объемная доля коры для каждого дерева рассчитана как отношение разности объема ствола в коре и без коры к объему ствола в коре. Для прогнозирования биомассы и объема коры, объема стволов в коре деревьев липы мелколистной выбрано уравнение, показавшее лучшие статистические характеристики с точки зрения соответствия. Модели оценены с использованием метода взвешенных наименьших квадратов, с учетом присущих ошибок, гетероскедастичности, путем придания каждой модели своей весовой функции отдельно для естественных порослевых и искусственных древостоев, существенно различающихся между собой по морфометрическим признакам. Для цитирования: Габделхаков А.К., Коновалов В.Ф., Рахматуллин З.З., Блонская Л.Н., Фазлутдинов И.И. Модели для оценки биомассы и объема коры деревьев липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 21–36. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-21-36 | The research is aimed at analyzing variability and developing mathematical models for estimating bark biomass and volume, volume of trunk with bark, and bark proportion of small-leaved linden (Tilia cordata Mill.) trees growing in natural coppice and artificial stands. The models are based on data from 107 and 95 destructively sampled trees in natural coppice and artificial stands, respectively. There were 10 sampling areas per stand type, representing different growth stages. The model trees were sawn into 2-meter sections, the volumes of which with and without bark were calculated using the Huber formula. The total volume of the tree trunk with and without bark is obtained by summing the volumes of all sections and the conical volume of the tree top. The bark volume was the difference between these two parameters. The bark biomass was determined by direct weighing, followed by conversion to absolutely dry mass. The correlations between the dendrometric parameters and the selected tree characteristics were estimated. The effectiveness of 3 regression models using the diameter at breast height (dbh = 1.3 m) and the tree height (h) as independent variables was studied in a comparative aspect. The bark biomass and volume, and the volume of trunk with bark are strongly influenced by these values. This correlation is very weak for the bark volume proportion in natural coppice stands, and insignificant in artificial stands. The bark volume proportion for each tree was calculated as the ratio of the difference between the volume of trunk with and without bark and the volume of trunk with bark. The equation that showed the best statistical characteristics in terms of consistency was chosen in order to predict the bark biomass and volume, the volume of trunks with bark of small-leaved linden trees. These models were estimated using the weighted least squares method taking into account the inherent errors and heteroscedasticity, by assigning each model its weight function separately for natural coppice and artificial stands that differ significantly from each other in morphometric features. For citaton: Gabdelkhakov A.K., Konovalov V.F., Rakhmatullin Z.Z., Blonskaya L.N., Fazlutdinov I.I. Biomass and Volume Estimation Models for Bark of Small-Leaved Linden (Tilia cordata Mill.). Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 21–36. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-21-36

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

А.П. Царев | Р.П. Царева | В.А. Царев | Н.В. Лаур

Осина характеризуется быстрым ростом, неприхотливостью к условиям местопроизрастания, ценной древесиной и рядом других полезных свойств. На евроазиатском материке наибольшие площади занимает осина вида Populus tremula L. К сожалению, она имеет значительный недостаток – поражаемость сердцевинной гнилью Fomes igniarius Fr. Множество исследователей проводили селекционный отбор гнилеустойчивых насаждений и отдельных деревьев осины в естественных лесах, а затем перешли к искусственной гибридизации. Кроме различных вариантов скрещиваний представляет интерес факториальная гибридизация, при которой несколько женских особей скрещиваются с несколькими мужскими. Полученные при этом гибриды позволяют определить наилучшие родительские индивидуумы или их пары. Впервые факториальная гибридизация P. tremula в стране была осуществлена в Центрально-Черноземном регионе России в 2015–2016 гг. в рамках международного сотрудничества с германским Институтом лесной генетики имени Тюнена по проекту MARussiA. Цель работы заключалась в проведении гибридизации, создании полевого опыта по сортоиспытанию полученных гибридов и наблюдении за ними для выявления лучших гибридов и родителей. Гибриды испытывали на опытных полевых объектах в Воронежской и Липецкой областях. В настоящей публикации приведены результаты полевых испытаний на Латненском сортоиспытательном участке в Семилукском районе Воронежской области (51°42′ с. ш. 38°56′ в. д.; общая площадь – 2160 м2). Сохранность растений разных гибридных семей в 4-летнем полевом опыте колебалась от 67 до 100 %. В среднем она была 88 %. Средняя высота растений этого возраста в отдельных семьях варьировала от 349 ± 38,7 до 510 ± 30,0 см, составляя в среднем по опыту 419 см. Средний диаметр на высоте 1,3 м равнялся 3,4 см с колебаниями по семьям от 2,4 до 4,6 см. Средние по семьям размеры видовых цилиндров гибридов осин – 3,5 дм3 с колебаниями от 1,7 до 7,7 дм3. Предварительно установлены общая и специфическая комбинационные способности использованных родительских форм. Результаты сопоставлены с результатами испытаний, проведенных в других странах. Выполненные лабораторные и полевые эксперименты по гибридизации P. tremula L. в Центральном Черноземье позволят определить лучшие родительские формы и отобрать ряд хозяйственно ценных гибридов. Благодарности: Авторы благодарят коллег из ВНИИЛГИСбиотех за помощь при выращивании гибридов, создании испытательного сортоучастка и уходе за ним. Особую благодарность авторы выражают M. Fladung и G. von Wühlisch из германского Института лесной генетики им. Тюнена за творческое сотрудничество по проекту MARussiA (грант 68706 BLE), а также директору Института лесных, инженерных и строительных наук ПетрГУ А.В. Питухину за подписание согласия на сотрудничество с германским Институтом лесной генетики им. Тюнена. Авторы благодарят Институт леса КарНЦ РАН за письмо поддержки актуальности исследований по заявленному гранту. Для цитирования: Царев А.П., Царева Р.П., Царев В.А., Лаур Н.В. Селекционные испытания факториальных гибридов Populus tremula L. в ювенильном возрасте // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 9–20. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-9-20 | The aspen is known for its rapid growth, unpretentiousness to growing conditions, valuable timber and some other useful properties. The largest areas on the Eurasian continent are occupied by Populus tremula L. Unfortunately, it is susceptible to heart rot Fomes igniarius Fr., which is a significant drawback. Considering this drawback many scientists had carried out selection of rot-resistant stands and individual aspen trees in natural forests, and later proceeded to artificial hybridization. Besides different crossing options, factorial hybridization, in which several females are crossed with several males, is of interest. The resulting hybrids provide an opportunity to determine the best parental individuals or their pairs. Factorial hybridization of P. tremula in Russia was first carried out in the Central Chernozem region in 2015–2016 within the framework of international cooperation with the Institute of Forest Genetics of the Johann Heinrich von Thünen-Institute (Germany) under the MARussiA project. The purpose of the work was to carry out hybridization, create a field experiment on variety testing of the resulting hybrids and observe them to identify the best hybrids and parents. The hybrids were tested at experimental field sites in the Voronezh and Lipetsk regions. This paper presents the results of field testing at the Latnoye variety test plot in the Semiluky district of the Voronezh region (51°42’ N, 38°56’ E; total area – 2,160 m2). Survival of plants of different hybrid families in the 4-year field experiment ranged from 67 to 100 %; on average, it was 88 %. The average height of plants at this age in individual families varied from 349±38.7 to 510±30.0 cm, being on average 419 cm in the experiment. The average diameter at breast height (1.3 m) was 3.4 cm with fluctuations by families from 2.4 to 4.6 cm. The average size of species cylinders of aspen hybrids by families was 3.5 dm3 with fluctuations from 1.7 to 7.7 dm3. The general and specific combining abilities of the parental forms had been preliminarily found. The results have been compared with the results obtained in other countries. Performed laboratory and field experiments on hybridization of P. tremula L. in the Central Chernozem region will allow to determine the best parental forms and select a number of economically valuable hybrids. Acknowledgements: The authors are grateful to their colleagues at the All-Russian Research Institute of Forest Genetics, Breeding and Biotechnology (Voronezh, Russia) for their help in cultivation of hybrids, development of the testing plot and maintenance thereof. Special thanks to Dr. M. Fladung and Dr. G. von Wühlisch from the Institute of Forest Genetics of the Johann Heinrich von Thünen-Institute (Großhansdorf, Germany) for creative collaboration on the MARussiA project (grant 68706, BLE) and to Prof. A.V. Pitukhin, Director of the PetrSU Institute of Forestry, Engineering and Construction Sciences, for signing an agreement for cooperation with the Institute of Forest Genetics of the Johann Heinrich von Thünen-Institute. The authors appreciate the letter of support for the relevance of research on the stated grant from the Forest Research Institute of Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences. For citation: Tsarev A.P., Tsareva R.P., Tsarev V.A., Laur N.V. Breeding Tests of Juvenile Factorial Hybrids of Populus tremula L. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 9–20. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-9-20

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

Р.Г. Сафин | В.Г. Сотников | Л.Ю. Грунин | М.С. Ивановa | Д.Ф. Зиатдинова

Производство активированного угля методом пирогенетического разложения – это сложный высокотемпературный процесс, проходящий в несколько этапов. Качество получаемого активированного угля в основном зависит от влажности исходного сырья и степени удаления примесей из твердого углеродистого остатка. Оперативная оценка этих параметров с учетом специфики производства сильно затруднена. Применение методов ЯМР-релаксометрии может существенно ускорить процесс измерения данных параметров в at-line, on-line и in situ условиях. Цель исследования – определение абсолютной влажности исходного сырья, промежуточных и готовых продуктов, а также контроль их степени пиролиза на различных этапах производства активированного угля по протонной плотности. В качестве объектов исследования выступали образцы лигниноцеллюлозной группы, от влажного сырья до готового продукта. Для измерения влажности образцов и их протонной плотности проводили эксперименты ЯМР с импульсной последовательностью Magic Sandwich Echo (MSE). Выявлена однозначная корреляция протонной плотности и степени пиролиза изучаемых материалов. Экспериментальные результаты могут быть применены для дальнейшего усовершенствования предложенных методик оценки указанных параметров. Установлено, что эксперимент MSE позволяет довольно точно определить влажность как исходного растительного сырья, так и продуктов карбонизации, включая активированный уголь. Представлены данные по динамике изменения протонной плотности образцов растительного сырья при термическом разложении. Обнаружена прямая корреляция изменения протонной плотности образов и их удельной плотности при термической переработке. Протонная плотность образцов исходного сырья имеет различные значения, в то время как протонная плотность образцов угля различается гораздо меньше. Данное наблюдение говорит о том, что из образцов удаляются химические вещества, в связи с чем плотность протонов падает. Результаты исследования позволят усовершенствовать системы промежуточного и окончательного контроля в процессе получения активированного угля методом термической переработки. Благодарности: Исследование проведено с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Наноматериалы и нанотехнологии» Казанского национального исследовательского технологического университета при финансовой поддержке проекта Минобрнауки России в рамках гранта № 075-15-2021-699. Для цитирования: Сафин Р.Г., Сотников В.Г., Грунин Л.Ю., Иванова М.С., Зиатдинова Д.Ф. Контроль качества активированного угля методом ядерного магнитного резонанса // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 173–185. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-173-185 | The production of activated carbon by pyrogenetic decomposition is a complex high-temperature process that involves several stages. The quality of the produced activated carbon primarily depends on the moisture content of raw material and the degree of removal of impurities from the solid carbon residue, operational assessment of which is rather difficult due to the production specifics. The use of NMR relaxometry methods can significantly speed up the process of measuring these parameters in at-line, on-line and in situ conditions. The research aims at determining the absolute moisture content of the raw material, intermediate and finished products, as well as controlling their pyrolysis degree at different stages of activated carbon production via proton density. Samples of the lignocellulosic group (from wet raw material to the finished product) were the research objects. NMR experiments with the Magic Sandwich Echo (MSE) pulse sequence were carried out for measuring the moisture content and proton density of the samples. The study revealed an unambiguous correlation between the values of proton density and the pyrolysis degree of the samples. The experimental results can be used in further improvement of the proposed methods for estimating the specified parameters. It was found that the MSE experiment makes it possible to determine quite accurately the moisture content in both the initial plant raw material and the carbonization products, including activated carbon. The paper presents data on the dynamics of changes in the proton density of samples of plant raw materials during thermal decomposition. A direct correlation was found between changes in the proton density of the samples and their specific density during thermal processing. The proton density of the raw material samples has different values, while the proton density of the carbon samples varies much less. This observation shows that chemicals are being removed from the samples, causing the proton density to decrease. The research results will improve the systems of intermediate and final control in the process of obtaining activated carbon by thermal processing. Acknowledgments: The research was carried out using the equipment of the Center for Collective Use “Nanomaterials and Nanotechnologies” of the Kazan National Research Technological University with the financial support of the project by the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation within the framework of grant No. 075-15-2021-699. For citation: Safin R.G., Sotnikov V.G., Grunin L.Yu., Ivanova M.S., Ziatdinova D.F. Quality Control of Activated Carbon by the Nuclear Magnetic Resonance Method. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 173–185. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-173-185

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

А.А. Пенкин | Я.В. Казаков

Рациональное использование бумагообразующего потенциала вторичного волокна за счет максимального сохранения исходной длины и других его структурно-морфологических характеристик при использовании мягких режимов размола является одним из основных принципов подготовки макулатурной массы. Изменение структурно-морфологических свойств вторичного волокна при мягком размоле у влагопрочной макулатуры связано с ее особенностями, которые обусловлены продолжительной тепловой и реагентно-щелочной обработкой сырья в процессе роспуска. Цель работы – исследование структурно-морфологических свойств вторичного волокна, полученного из влагопрочного сырья при мягком размоле. Анализ свойств вторичного волокна выполнен по 2 взаимодополняющим направлениям – характеристика собственно вторичных волокон (1-я часть работы) и характеристика частиц волокнистой мелочи (2-я часть). Установлено, что вторичные волокна до и после размола в целом имеют близкую форму распределения по длине к первичным волокнам беленой сульфатной хвойной целлюлозы, средняя длина которых после первого цикла использования уменьшается незначительно. Рубки вторичных волокон в соответствии с рассчитанными коэффициентами укорочения волокон практически не происходит, а повышение степени помола волокнистой массы связано преимущественно с процессами внешнего и внутреннего фибриллирования. Отмечается, что бережное механическое воздействие при размоле волокнистой массы не сопровождается увеличением ширины вторичных волокон и снижением коэффициента их вытянутости по длине и по массе, значения которого соответствуют полуфабрикатам с высоким бумагообразующим потенциалом (66,3…66,5 и 83,6…84,3). Показано, что мягкий размол волокнистой массы, полученной в условиях ускоренного роспуска влагопрочной макулатуры с применением персульфата натрия и моноперсульфата калия, приводит к определенному распрямлению волокон – это проявляется в увеличении их среднего фактора формы. Ускоренный роспуск обеспечивает в среднем 60 %, а мягкий размол в среднем 40 % от общего эффекта повышения фактора формы вторичных волокон за счет использования комбинации таких условий массоподготовки. Для цитирования: Пенкин А.А., Казаков Я.В. Структурно-морфологические свойства вторичного волокна из влагопрочного сырья при мягком размоле. Часть 1. Характеристика волокон // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 157–172. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-157-172 | The efficient use of papermaking potential of secondary fiber by gentle refining of recycled pulp is one of the basic principles for the recovered paper stock preparation. The use of mild refining modes for recycled fiber is more important in the case of wetstrength paper than for conventional waste paper. This is due to the fact that recycled fiber is weakened by hard conditions of wet-strength paper repulping, in particular, long repulping time, elevated temperature, the use of alkali and oxidizers. The study aims at evaluating the changes in the morphological characteristics of secondary fiber during gentle low-consistency refining of recycled pulp. The analysis of the secondary fiber morphological characteristics was carried out in two complementary directions, i.e. the analysis of the fibers (part 1) and the analysis of the fines (part 2). Recycled pulp (RP) was obtained from commercial wetstrength tissue paper consisting of 100 % bleached softwood kraft pulp (BSKP) made of pine (Pίnus sylvéstris L.). The wet-strength paper repulping was performed at 60 °C in three ways, namely, repulping with sodium hydroxide (indicated as RP(NaOH)), repulping with sodium hydroxide and sodium persulfate (RP(NaOH + Na2S2O8)), and finally repulping with sodium hydroxide and potassium monopersulfate (RP(NaOH + KHSO5)). Secondary fibers as well as primary fibers of BSKP had similar length distribution before and after gentle refining. Mean fiber length after first recycle reduced by 5–6 %. The calculated values of the fibershortening index showed that fiber cutting practically does not occur during gentle refiningof the recycled pulps. The increase in the refining degree of the pulps is mainly explained by the fibrillation of secondary fibers, rather than the formation of a large amount of fines. Secondary fibers obtained from the wet-strength paper have a high slenderness ratio ((L/W)l from 66.3 to 66.5 and (L/W)w from 83.6 to 84.3; where L – length, W – width) corresponding to pulp with good papermaking potential. The results showed that low-consistency gentle refining of the recycled pulp obtained by accelerated persulfate and monopersulfate repulping of the wet-strength paper leads to fiber straightening. The overall increase in the shape factor of secondary fibers was achieved due to a combination of accelerated repulping of the wetstrength waste paper (by ~ 60 %) and gentle refining of the pulp (by ~ 40 %). For citation: Penkin A.A., Kazakov Ya.V. Changes in the Morphological Characteristics of Secondary Fiber Obtained from Wet-Strength Paper during Gentle Refining of Recycled Pulp. Part 1. Fiber Characteristics. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 157–172. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-157-172

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

Ю.Г. Скурыдин | Е.М. Скурыдина

Результаты работы направлены на формирование представлений об особенностях молекулярной подвижности компонентов наружных и внутренних слоев материала древесностружечной плиты в диапазоне температур от комнатной до 275…300 ºС, а также на выявление факта недоотверждения связующего во внутренних слоях. Приведены данные о температурных зависимостях динамического модуля сдвига наружных и внутренних слоев материала древесностружечной плиты, полученные методом динамического механического анализа на крутильном маятнике. Обнаружены значительные отличия в характере зависимостей для образцов, взятых на разном удалении от поверхностных слоев. Для материала наружных слоев характерна типичная тенденция непрерывного неравномерно-последовательного уменьшения динамического модуля сдвига с ростом температуры, свойственная большинству полимерных и композитных материалов. Во внутренних слоях при температуре 140±5 ºС выявлено кратковременное скачкообразное увеличение динамического модуля сдвига относительно соседних участков, не характерное для материалов, находящихся в стабильном состоянии. Кроме того, имеет место тенденция уменьшения динамического модуля сдвига материала древесностружечной плиты при комнатной температуре с удалением от наружных слоев, обусловленная неоднородным фракционным составом и различиями в характере процессов химической сшивки при горячем прессовании. Высказано предположение, что обнаруженное аномальное увеличение динамического модуля сдвига во внутренних слоях материала при температуре 140±5 ºС является признаком протекания процесса доотверждения связующего непосредственно в условиях его нагрева при измерении динамического модуля сдвига методом динамического механического анализа. Сделан вывод, для образца древесностружечной плиты характерно максимальное отверждение термореактивного связующего в слоях, отстоящих от обеих поверхностей до 4,5…5,0 мм. Во внутренних слоях, отстоящих от поверхностей на расстояние более 5,5 мм, происходит частичное недоотверждение связующего. Таким образом, показано, что метод динамического механического анализа может быть использован в качестве инструментального средства контроля за наличием во внутренних слоях материала древесностружечной плиты компонентов термореактивного связующего, недоотвержденных в процессе горячего прессования, что поможет получить материал с более стабильными характеристиками. Благодарности: Исследование выполнено в рамках реализации Программы поддержки научно-педагогических работников ФГБОУ ВО «Алтайский государственный университет», проект «Применение методов цифровой обработки для интерпретации экспериментальных данных о структуре и свойствах древесины и древесных композитных материалов». Для цитирования: Скурыдин Ю.Г., Скурыдина Е.М. Послойный динамический модуль сдвига в поперечном сечении древесностружечной плиты // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 143–156. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-143-156 | The research results are aimed at the formation of ideas concerning the features of molecular motion of the components of the outer and inner layers of the particle board material in the temperature range from room temperature to 275–300 °C, as well as at revealing the fact of binder undercuring in the inner layers. The paper provides data on the temperature dependences of the dynamic shear modulus of the outer and inner layers of the particle board material, obtained by dynamic mechanical analysis using a torsion pendulum. We found significant differences in the nature of the dependencies for samples taken at different distances from the surface layers. The material of the outer layers is characterized by the typical pattern of a continuous irregularly consistent decrease in the dynamic shear modulus with increasing temperature, which is common to most polymeric and composite materials. A short-term intermittent increase in the dynamic shear modulus relative to neighboring areas was detected in the inner layers at 140±5 °C, which is not typical for materials in a stable state. There is also a tendency for the dynamic shear modulus of the particle board material to decrease at room temperature with distance from the outer layers, due to the heterogeneous fractional composition and differences in the nature of chemical cross-linking during hot pressing. It has been assumed that the detected anomalous increase in the dynamic shear modulus in the inner layers of the material at 140±5 °С is a symptom of the binder post-treatment process directly in conditions of its heating when measuring the dynamic shear modulus by dynamic mechanical analysis. Thus, it is concluded that the particle board sample shows maximum curing of the thermosetting binder in the layers, which are 4.5–5.0 mm distant from both surfaces. Partial undercuring of the binder occurs in the inner layers, which are more than 5.5 mm away from the surfaces. Thus, it is shown that the method of dynamic mechanical analysis can be used as a tool to control the presence in the inner layers of the particle board material of the components of thermosetting binder, undercured in the hot pressing process, which will help to obtain a material with more stable characteristics. Acknowledgments: The research was carried out within the framework of the Support Program for scientific and pedagogical workers of the Altai State University, the project “Application of Digital Processing Methods for Interpretation of Experimental Data on the Structure and Properties of Wood and Wood Composite Materials”. For citation: Skurydin Yu.G., Skurydina E.M. Layer-by-Layer Dynamic Shear Modulus in the Cross-Section of a Particle Board. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 143–156. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-143-156

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

В.И. Посметьев | В.О. Никонов | А.Ю. Мануковский | В.В. Посметьев

Обоснована необходимость повышения эффективности вывозки длинномерных лесоматериалов лесовозными тягачами с прицепами-роспусками при их эксплуатации в условиях недостаточно обустроенных лесовозных дорог, характеризующихся наличием неровностей, дефектов, препятствий, а также частых поворотов, подъемов и спусков. В результате ранее выполненных исследований по разработке и оценке различных рекуперативных сцепных устройств для лесовозных автопоездов, функционирующих в сложных дорожных условиях, предложена оригинальная схема рекуперативного поворотного коникового устройства для лесовозного тягача с прицепом-роспуском. В целях выявления зависимостей изменения во времени таких показателей эффективности работы коникового устройства, как рекуперируемая мощность и горизонтальное ускорение пакета длинномерных лесоматериалов, а также установления закономерностей влияния на эти показатели исследуемых высот неровностей опорной поверхности лесовозной дороги, скорости движения лесовозного автопоезда и внутреннего диаметра продольных и поперечных гидроцилиндров рекуперативного устройства разработана компьютерная программа. Выявлено, что оснащение лесовозного автопоезда предлагаемым рекуперативным поворотным кониковым устройством имеет обоснованную целесообразность при вывозке длинномерных лесоматериалов, особенно в условиях недостаточно обустроенных лесовозных дорог. С увеличением скорости лесовозного автопоезда при его движении в сложных дорожных условиях с 10 до 60 км/ч существенно растет рекуперируемая мощность – с 3 до 24 кВт, а также изменяется с 0,4 до 2,3 м/с2 горизонтальное ускорение пакета длинномерных лесоматериалов относительно лесовозного тягача. Установлено, оптимальные диаметры поперечных и продольных гидроцилиндров рекуперативного поворотного коникового устройства, обеспечивающие максимальную рекуперируемую мощность 6,7 кВт и среднее горизонтальное ускорение пакета длинномерных лесоматериалов 1 м/с2, составляют 50 мм. Полученные результаты могут быть полезны научноисследовательским и проектно-конструкторским организациям, занимающимся дальнейшим усовершенствованием рекуперативных устройств аналогичного типа, применяемых для лесовозного автомобильного транспорта. Для цитирования: Посметьев В.И., Никонов В.О., Мануковский А.Ю., Посметьев В.В. Компьютерное моделирование работы рекуперативного поворотного коникового устройства лесовозного тягача с прицепом-роспуском // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 85–99. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-85-99 | The article validates the necessity of increasing the transportation efficiency of longcut timber (LCT) by hauling tractors with timber drugs during their operation in conditions of poorly equipped logging roads with the presence of irregularities, defects, barriers, as well as frequent turns, ascents and descents. An original scheme of a recuperative swivel bunk device (RSBD) for a hauling tractor (HT) with a timber drug (TD) is designed as a result of earlier research on development and evaluation of various recuperative coupling devices for logging trucks operating in difficult road conditions. A computer program has been developed in order to identify the dependences of change in time of such parameters of the bunk device efficiency as recoverable power and horizontal acceleration of an LCT bundle, as well as to determine the regularities of influence of the studied heights of the logging road bearing area, the driving speed of a logging truck and the inner diameter of longitudinal and transverse hydraulic cylinders of the recuperative device on these parameters. It has been found out that equipping a logging truck with the proposed RSBD is reasonable when LCT transporting, especially in conditions of poorly equipped logging roads. With an increase in speed of the logging truck when it moves in difficult road conditions from 10 to 60 km/h recoverable power increases significantly from 3 to 24 kW, as well as the horizontal acceleration of the LCT bundle relative to HT changes from 0.4 to 2.3 m/s2. It is found that the optimum diameters of transverse and longitudinal hydraulic cylinders of RSBD, providing the maximum recoverable power of 6.7 kW and the average horizontal acceleration of the LCT bundle of 1 m/s2, is 50 mm. The results obtained can be useful to research and design organizations engaged in further improvement of recuperative devices of similar type used for timber road transport. For citation: Posmetyev V.I., Nikonov V.O., Manukovskii A.Yu., Posmetyev V.V. Computer Simulation of the Operation of the Recuperative Swivel Bunk Device of a Hauling Tractor with a Timber Drug. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 85–99. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-85-99

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

Е.А. Тишкина | Л.А. Семкина | И.В. Шевелина

Кизильник блестящий – Cotoneaster lucidus Schlecht. – одно из древнейших растений. Он возник в Юго-Восточной Азии и имеет много примитивных признаков. Стратегия выживания этого вида удивительна. Его интродукционный ареал простирается на всей территории Евразии. Кизильник активно внедрился во все лесопарки г. Екатеринбурга. Его распространению способствовало наличие съедобных, долгосохраняющихся плодов на побегах, которые стали кормовой базой многих видов птиц. Цель исследования – анализ закономерностей распространения и особенностей экологической приуроченности Cotoneaster lucidus в лесопарках г. Екатеринбурга. Обследовано 15 лесопарков, и в 11 он встречается в подлеске. Работы выполнены на основе материалов лесоустройства. Учет локальных местообитаний проведен в 4 лесопарках: Санаторном, Уктусском, Шарташском и им. Лесоводов России, – наиболее посещаемых населением города. Оптимальными условиями для произрастания кизильника являются сосняки разнотравные с полнотой древостоя 0,7–0,8. Подходят также спелые насаждения 1-го класса устойчивости. В Центральном лесопарке наиболее высокая встречаемость кизильника – 7 % от общей площади лесопарка. Плотность кизильника увеличивается с полнотой древостоя от 320 до 1140 особей. При полноте 0,3–0,5 количество особей на единицу площади уменьшается, а при 0,1–0,2 кизильник исчезает совсем в результате увеличения антропогенной нагрузки и поступления света в избыточном количестве. Биоэкологическая особенность Cotoneaster lucidus – это высокая теневыносливость. Морфометрические параметры растений в исследуемых лесопарках зависят от полноты древесного полога, максимальные показатели выявлены у экземпляров в Санаторном лесопарке, где распределение кустов редкое при полноте древостоя 0,7. Установлена положительная корреляция высоты растений с площадью проекции и объемом кроны. Пространственное размещение особей варьирует в зависимости от лесопарка и его посещаемости людьми. Так, в Шарташском лесопарке 60,4 % кизильников сосредоточены в густом подлеске, а в Уктусском – 66,7 % встречается в редком подлеске. Во всех лесопарках присутствуют имматурные особи, что свидетельствует об успешной натурализации и высоком потенциале вида. Для цитирования: Тишкина Е.А., Семкина Л.А., Шевелина И.В. Расширение ареала Cotoneaster lucidus Schlecht. в лесопарках г. Екатеринбурга // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 73–84. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-73-84 | Shiny cotoneaster (Cotoneaster lucidus Schlecht.) is one of the oldest plants. It originated in Southeast Asia and has many primitive traits. Its survival strategy is fascinating. Its introduction range extends throughout Eurasia. The cotoneaster has been actively introduced to all forest parks and city forests around Yekaterinburg. Its spread was facilitated by the presence of edible, long-preserved fruits on the shoots, which were the food supply for many bird species. The research aims at analyzing the distribution patterns and features of ecological occurrence of Cotoneaster lucidus in the forest parks of Yekaterinburg. There were 15 forest parks surveyed, and in 11 of them it is found in the undergrowth. The studies were carried out on the basis of forest inventory materials. Local habitats were monitored in four forest parks most visited by the population of the city: Sanatorny Forest Park, Uktusskiy Forest Park, Park named after Foresters of Russia, Shartashskaya Forest Park. Optimal environment for cotoneaster growth are mixed herbs pine forests with stand density of 0.7–0.8. Mature stands of the 1st resistance class are also appropriate. The highest occurrence of cotoneaster in the Central Forest Park is 7 % of the total area of the forest park. The density of cotoneaster increases with increasing stand density from 320 to 1,140 individuals. At a density of 0.3–0.5 the number of individuals per unit area decreases, and at 0.1–0.2 cotoneaster disappears completely as a result of increased anthropogenic load and the inflow of light in excessive amounts. High shade tolerance is a bioecological feature of Cotoneaster lucidus. Morphometric parameters of plants in the studied forest parks depend on the density of the tree canopy; the maximum values were found for specimens in the Sanatorny Forest Park, where the distribution of shrubs is rare with a density of the stand of 0.7. A positive correlation of plant height with projection area and crown volume was found. The spatial distribution of individuals varies depending on the forest park and its attendance by people. For instance, in the Shartashsky Forest Park 60.4 % of cotoneasters are located in dense undergrowth, and in the Uktusskiy Forest Park 66.7 % are found in sparse undergrowth. Immature individuals are present in all of the Forest Parks, which indicates successful naturalization and high potential of the species. For citation: Tishkina E.A., Semkina L.A., Shevelina I.V. Range Expansion of Cotoneaster lucidus Schlecht. in Forest Parks of Yekaterinburg. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 73–84. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-73-84

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

Р.В. Михалищев | Т.Б. Сродных

Спиреи (Spiraea L.) широко применяются в ландшафтном дизайне, при этом число видов и культиваров спирей, использующихся в озеленении Екатеринбурга, невелико. Информация о всхожести семян позволит разработать эффективные методы размножения растений в культуре для разных целей, в том числе для озеленения. Материалом исследований служили семена спирей, собранные в ботаническом саду Уральского федерального университета. За всхожестью семян наблюдали с 2015 по 2018 г. Изучение суточной динамики прорастания семян показало, что наиболее активно дают всходы семена 2 видов S. salicifolia L. и S. humilis Pojark. Семена этих спирей прорастали на 2-е сутки после посева. Семена других видов начинали прорастать только на 3-и сутки после посева. Высокой всхожестью характеризовались семена S. salicifolia (89,5–97,8 %) и таксономически близкой к ней S. humilis (77,0–96,3 %), а также S. chamaedryfolia (71,8–92,5 %) – полиморфного вида с широким ареалом в Евразии. Всхожесть семян других спирей варьировала в разные годы. Это может быть связано с более низким адаптационным потенциалом данных видов в условиях Среднего Урала. Возможно, для этих спирей экономически выгодным в производстве будет вегетативное размножение. Полевая всхожесть семян оказалась ниже лабораторной и у разных видов составляла от 12,5 до 24,5 %. При этом практически все спиреи в разной степени способны возобновляться естественным путем на территории ботанического сада. Избыточное увлажнение и низкие температуры в течение вегетационного периода и высокие средние температуры в зимний период оказывали отрицательное влияние на рост и развитие спирей, а следовательно, и на качество продуцируемых ими семян. Высота снежного покрова в марте имеет прямую связь с качеством семян, так как обеспечивает достаточный уровень влаги в почве в начале вегетационного периода. Благодарности: Исследования проведены при финансировании Министерством образования и науки РФ в рамках выполнения государственного задания УрФУ № FEUZ-2020-0057. Для цитирования: Михалищев Р.В., Сродных Т.Б. Семенное размножение видов рода Spiraea L. в условиях ботанического сада Уральского федерального университета // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 5. С. 47–57. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-47-57 | Spireas (Spiraea L.) are widely used in landscaping, while the number of spirea species and cultivars used in Yekaterinburg landscaping is small. Information concerning seed germination will enable the development of effective methods of plant propagation for various purposes, including landscaping. Spirea seeds collected in the botanical garden of the Ural Federal University served as research material. Seed germination was monitored from 2015 to 2018. The study of daily dynamics of seed germination showed that the most active sprouting seeds were the following: S. salicifolia L. and S. humilis Pojark. Seeds of these spireas germinated on the 2nd day after sowing. Seeds of other species began to germinate only on the 3rd day after sowing. The following seeds were highly germinative: S. salicifolia (89.5–97.8 %), taxonomically related to the previous species S. humilis (77.0–96.3 %), and a polymorphic species with a wide range in Eurasia S. chamaedryfolia (71.8–92.5 %). Seed germination of other spireas varied from year to year. This may be related to the lower adaptive potential of these species in the Middle Urals. Perhaps vegetative propagation will be economically useful for these species. The field germination was lower than laboratory germination (from 12.5 to 24.5 % for different species). At the same time, all spireas, except for Spiraea ussuriensis, are capable of regenerating naturally to some extent in the Botanical Garden. Excessive moistening and low temperatures during the growing season and high average winter temperatures had a negative effect on growth and development of spireas and, consequently, on the quality of seeds produced by them. The depth of snow cover in March has a direct correlation with seed quality, as it provides sufficient moisture in the soil at the beginning of the growing season. Acknowledgements: The research was carried out with the funding provided by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation as part of the state assignment of the Ural Federal University No. FEUZ-2020-0057. For citation: Mikhalishchev R.V., Srodnykh T.B. Seed Propagation of Spiraea L. Species in the Botanical Garden of the Ural Federal University. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 5, pp. 47–57. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-5-47-57

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation

2022

Е.В. Старжинская | А.М. Кряжев | С.И. Третьяков | А.А. Глуханов

На процесс выделения сульфатного мыла из черного щелока влияет большое число факторов: породный состав древесины, физические свойства и состав компонентов щелока. Основы процесса достаточно широко изучены, но влияние некоторых факторов требует дополнительных исследований. Вместе с тем в связи с разнообразием породного состава перерабатываемой древесины и различными условиями варки состав и свойства щелока могут значительно отличаться и выделение мыла на разных предприятиях не всегда подчиняется установленным исследованиями закономерностям. Целью работы стало определение оптимальных параметров для выделения сульфатного мыла из полуупаренного черного щелока от варки смешанных пород древесины, а также подбор расхода добавок, позволяющих увеличить выход сульфатного мыла. Исследование построено на принципах математического моделирования процессов и проведено в лабораторных условиях. Для получения математической модели процесса съема мыла в зависимости от выбранных переменных и определения оптимальных значений параметров процесса использовали метод планированного эксперимента в виде ротатабельного композиционного униформ-плана второго порядка. В ходе эксперимента варьировали следующие факторы: температуру, продолжительность отстаивания мыла и плотность щелока. По итогам эксперимента определены оптимальные значения этих факторов для выделения сульфатного мыла из щелока, построена математическая модель процесса, найдены оптимальные параметры для эффективного отстаивания сульфатного мыла. Приведение производственных условий съема мыла к оптимальным может увеличить съем мыла с полуупаренных щелоков на 20 %. В результате оценки влияния добавок поверхностно-активных веществ различной природы в черный щелок разной плотности на полноту выделения сульфатного мыла подобраны их оптимальные дозировки, дающие наибольший положительный эффект – прирост съема мыла на 15 %. Для цитирования: Старжинская Е.В., Кряжев А.М., Третьяков С.И., Глуханов А.А. Выделение сульфатного мыла из щелоков от варки смешанных пород древесины // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 6. С. 178–192. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-6-178-192 | The sulphate soap separation from black liquor is influenced by a large number of factors: wood species composition, physical properties and composition of liquor components. The bases of the process are widely researched, but the influence of some factors requires additional research. Meanwhile, due to the diversity of the processed wood species composition and different cooking conditions, the composition and properties of the liquor may differ significantly, and the soap separation at different mills does not always follow the patterns established in previous studies. The purpose of this research is to determine the optimal parameters for the sulphate soap separation from semi-steamed black liquor from the mixed wood cooking, as well as the consumption of additives to increase the sulphate soap yield. The research is based on the principles of mathematical modeling of processes and was carried out in laboratory conditions. We used the method of a planned experiment in the form of a second-order rotatable compositional uniform plan in order to obtain a mathematical model of the soap skimming process, depending on the chosen variables and to determine the optimal values of the process parameters. In the experiment, the following factors were varied: temperature, soap settling time and liquor density. The optimal values of these factors for sulphate soap separation from black liquor were determined, a mathematical model of the process was developed, and the optimal parameters for the effective sulphate soap settling were determined as results of the experiment. Adjusting the soap skimming production conditions to the optimal can increase soap skimming from semi-steamed liquors by 20 %. As a result of evaluating the effect of adding surfactants of different nature to black liquor of different density on the completeness of sulphate soap separation, we have found their optimal dosages, which give the maximum positive effect – an increase in soap yield by 15 %. For citation: Starzhinskaya E.V., Kryazhev A.M., Tret’yakov S.I., Gluhanov A.A. Sulphate Soap Separation from Wood Mixture Cooking Black Liquor. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2022, no. 6, pp. 178–192. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-6-178-192

Show more [+]

Less [-]

Northern (Arctic) Federal University - Russian Federation