Лесное хозяйство. Деревообрабатывающая промышленность

Учебное пособие является дополнением к курсу лекций по «Химической технологии» и основным руководством для выполнения лабораторного практикума по этой дисциплине. В пособии изложен необходимый теоретический материал по темам «Нефть и ее переработка», «Пиролиз древесины», «Косвенные способы измерения физических величин в технологии», «Анализ газовых смесей», «Керамическая технология». В конце каждого раздела приведен список контрольных вопросов для лучшего усвоения материала и полноценной подготовки к коллоквиумам по соответствующими темам.

Пчеловодство – важная отрасль экономики, поэтому нужно изучать факторы, которые влияют на ее состояние. Еврейская автономная область – один из ведущих медоносных районов Дальнего Востока. Главной породой, продуцирующей медовые ресурсы, здесь является липа. Лесные пожары оказывают существенное негативное влияние на ее произрастание. Цель исследования – выявление и изучение пригодных для развития пчеловодства лесов, в составе которых есть липа, в Еврейской автономной области и определение риска их возгорания. Объект исследования – леса с участием липы в Еврейской автономной области. Проведены полевые экспедиционные работы в период с 2003 по 2018 гг. Для анализа древостоев выполнено 287 геоботанических описаний пробных площадей. На основе авторской карты растительности Еврейской автономной области определены местонахождения лесов с участием липы, которые отнесены к 4 растительным выделам. Показано преобладание растительных сообществ с липой амурской над сообществами с липой маньчжурской. Отсутствие липы в подросте свидетельствует о возможных сукцессиях в данных лесах и исчезновении вида из древостоя в будущем. По данным Управления лесами правительства Еврейской автономной области и геоинформационной системы «Пожары», в регионе произошло 290 лесных пожаров, следствием которых стало появление 104 770 га выгоревшей площади. Наибольшая площадь горельников, 50 270 га, зарегистрирована в 2018 г. в черно- березово-дубовых лесах паркового типа, иногда с липой (Tilia), лиственницей (Larix), с серобородниково-разнотравным покровом и разнотравно-вейниковыми лугами в составе. Отмечается тенденция к снижению площади и ухудшению экологического состояния лесов, где произрастает липа, и, соответственно, к обеднению медоносной базы региона. В связи с этим липа нуждается в охране как на региональном, так и на федеральном уровнях. Леса, подверженные воздействию негативных природно-антропогенных факторов, приводящих к деградации древостоя, требуют постоянного мониторинга и оценки состояния для усовершенствования пчеловодства как отрасли. Результаты исследования могут использоваться для обоснования рекомендаций по охране липовых лесов и будут полезны ведомствам, занимающимся развитием пчеловодства в Еврейской автономной области. Благодарности: часть исследований выполнена на базе лаборатории региональных биоценологических исследований, лаборатории геологии и геоэкологии Института комплексного анализа региональных проблем ДВО РАН . Для цитирования: Рубцова Т.А., Зубарева А.М. Характеристика медоносных угодий и их пожароопасность в Еврейской автономной области // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 3. С. 32–43. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-3-32-43.

В настоящее время выращивание сеянцев основных лесохозяйственных пород осуществляют в тепличных комплексах, производя посадочный материал с закрытой корневой системой. В связи с особенностями данного процесса возникает вопрос об устойчивости получаемого посадочного материала к условиям окружающей среды. На рост и развитие сеянцев при многоротационных схемах выращивания будут влиять как тепличные условия, так и условия площадки закаливания. В связи с этим оценка готовности посадочного материала к переносу в открытый грунт становится актуальной научной задачей. С химической точки зрения одними из наиболее подходящих индикаторов для такой оценки являются вторичные метаболиты – конечные продукты биосинтеза. Цель исследования – изучение химических маркеров формирования древесного вещества как критериев завершения годичного цикла развития сеянцев (при летних сроках посева) и их готовности к вынесению в открытый грунт. Сосна обыкновенная – наиболее подходящий модельный объект для проведения исследований, поскольку она – типичный представитель хвойных лесов и имеет обширный ареал произрастания, а также высокий адаптационный потенциал. На ранних этапах развития сеянцы сосны, как правило, характеризуются повышенной чувствительностью к действию окружающей среды. Для анализа процессов биосинтеза основных компонентов древесной ткани применяли физико-химические методы. Исследована сезонная динамика фенольных соединений в отдельных частях однолетних сеянцев сосны обыкновенной. Выявлено: в момент выноса на площадку закаливания растения адаптируются к новому для них температурному режиму. Это выражается в снижении содержания низкомолекулярных фенольных соединений, препятствующих развитию неконтролируемых окислительных процессов, запускающихся под воздействием неблагоприятных и стрессовых условий среды. Обнаружено, что изменение уровня кониферилового спирта как предшественника макромолекулярных структур лигнина древесины является маркером лигнификации при вегетации растений. В качестве критериев завершения годичного цикла формирования сеянца и его готовности к высаживанию в естественную среду могут выступать содержание фенольных соединений (не менее 120–140 мг/г Сорг) и активность пероксидазы в «хвое» (0,1–0,3 ед. активности). Для цитирования: Гусакова М.А., Боголицын К.Г., Красикова А.А., Селиванова Н.В., Хвиюзов С.С., Самсонова Н.А. Характеристика формирования древесного вещества при выращивании сеянцев сосны обыкновенной с использованием химических маркеров // Изв. вузов. лесн. журн. 2022. № 1. С. 36–48. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-1-36-48 Финансирование: Исследования проведены в рамках государственного задания ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН ФНИ в 2018–2021 гг. (тема № АААА-А18-118012390231-9) с использованием оборудования ЦКП НО КТ РФ-Арктика (ФГБУН ФИЦКИА УрО РАН).

Рассмотрены основные вопросы теории химического и физико-химического анализа древесины и технических целлюлоз. Изложены основные направления химической переработки древесных материалов, а также представлены характеристики, свойства и направления применения получаемых товарных продуктов.

Проанализированы результаты определения химического состава фенольной фракции смолы абляционного пиролиза древесины березы. Фенольную фракцию выделяли экстракцией 10 %-м водным раствором гидроксида натрия. Общий выход фенольной фракции смолы абляционного пиролиза составил 5,3 % в расчете на весь суммарный конденсат. Выделенный щелочной экстракт исследовали методами 1Н и 13С ядерно-магнитного резонанса, инфракрасной спектроскопии и газожидкостной масс-спектрометрии. На основе данных ЯМР-спектроскопии определяли вклад отдельных компонентов фракции. Для этого 1Н ЯМР-спектр был разделен на 7 областей в зависимости от типа протонов: ароматические (δ = 6,5...9,0); фенольные ОН (δ = 5,0...6,5); Ar–CH2–Ar (δ = 3,3...4,5); α-CH3, СН2 и СН (δ = 2,0...3,3); β-СН2 и СН (δ = 1,6...2,0); β-CH3, СН2 и γ-СН (δ = 1,0...1,6); γ-CH3 (δ = 0,5...1,0). Для каждой области определяли интегральную интенсивность протонов и вычисляли ее вклад в сумму интенсивностей протонов всех выделенных областей спектра. Установлено, что фенольная фракция смолы абляционного пиролиза по сравнению с фенольной фракцией смолы традиционного пиролиза содержит больше алифатических групп, тогда как экстракт смолы традиционного пиролиза имеет в своем составе больше ароматических групп. Данные газожидкостной хромато-масс-спектрометрии показали, что наибольший вклад в образование смолы абляционного пиролиза вносят следующие фенолы: 1,2-дигидроксибензол, 4-метил-2,6-диметоксифенол, 2,6-диметоксифенол. Гваякол образуется в небольших количествах, что объясняется взятой для пиролиза лиственной породой древесины. С помощью ИК-спектроскопии установлено, что смолы пиролиза содержат фенольные, спиртовые и карбонильные группы и ароматические соединения. Сделан вывод, о содержании значительного количества фенолов во фракции, выделенной щелочной экстракцией, что позволит осуществить ее модификацию в целях получения востребованных продуктов. Для цитирования: Микулинцева М.Ю., Пономарев Д.А., Грачев А.Н., Покрышкин С.А., Косяков Д.С. Химический состав фенольной фракции смолы абляционного пиролиза древесины // Лесн. журн. 2019. № 3. С. 132–142. (Изв. высш. учеб. заведений). DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.132
The results of chemical analysis of resin phenolic fraction of ablative pyrolysis birch wood are presented. The phenolic fraction was isolated by extraction with 10 % aqueous sodium hydroxide solution. The total yield of the phenolic fraction of ablative pyrolysis resin was 5.3 % per total condensate. The isolated alkaline extract was studied by 1H and 13C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, infrared (IR) spectroscopy, and gas chromatography-mass spectrometry (GC–MS). The data of 1H NMR spectroscopy were used for quantitative analysis of inputs of definite groups of protons to the total spectrum. Therefore, 1Н NMR spectrum was divided into seven regions, which corresponds to the following types of protons: aromatic (δ = 6.5–9.0); phenolic OH (δ = 5.0–6.5); Ar–CH2–Ar (δ = 3.3–4.5); α-CH3, СН2, and СН (δ = 2.0–3.3); β-СН2 and СН (δ = 1.6–2.0); β-CH3, СН2, and γ-СН (δ = 1.0–1.6); γ-CH3 (δ = 0.5–1.0). Proton integral intensity was determined and its input on a proton intensities sum of all distinguished regions of 1H NMR-spectra were calculated for each region. It has been found that phenolic fraction of ablation pyrolysis resin contains more aliphatic groups in comparison with phenolic fraction of conventional pyrolysis resin, while resin extract contains more aromatic groups. The GC–MS data had shown that the following phenols make the greatest contribution to the formation of ablation pyrolysis resin: 1,2-dihydroxybenzene, 4-methyl-2,6-dimethoxyphenol and 2,6-dimethoxyphenol. Insignificant formation of guaiacol is explained by deciduous wood taken for pyrolysis. IR spectroscopy had shown that pyrolysis resins contain phenolic, alcohol, and carbonyl functional groups and aromatic compounds. The fraction isolated by alkaline extraction contains a significant amount of phenols, which allows its modification for the purposes of obtaining marketable products. For citation: Mikulintseva M.Yu., Ponomarev D.A., Grachev A.N., Pokryshkin S.A., Kosyakov D.S. Chemical Composition of Phenolic Fraction of Wood Ablative Pyrolysis Resin. Lesnoy Zhurnal [Forestry Journal], 2019, no. 3, pp. 132–142. DOI: 10.17238/issn0536-1036.2019.3.132

Тополь, как одна из наиболее быстрорастущих пород бореальной и умеренной климатических зон, широко используется во всем мире для плантационного выращивания. Древесина тополя и осины − ценное сырье для целлюлозно-бумажной промышленности, мебельного и фанерного производств. Тополь используют для восстановления деградированных земель, лесных ландшафтов, смягчения последствий изменения климата. Изучение хода роста интродуцированных тополей, определение количественной спелости древесины, а также возраста рубки тополевых насаждений в условиях Европейского Севера России проведено впервые. Анализ хода роста модельных деревьев показал, что максимальный прирост по диаметру формируется в возрасте 10…15 лет, затем начинает снижаться. Интенсивный рост по высоте начинается в возрасте 10 лет и продолжается до 20 лет. Максимальный прирост по высоте составляют 1,2…1,3 м/год. Установлено, что текущий прирост по объему модельных деревьев тополей не достигает максимальных значений к возрасту 25 лет. Для развития идеи плантационного лесовыращивания и получения максимально возможного количества сырья за минимально короткий оборот рубки важным показателем является возраст количественной спелости, который для изучаемых тополей в условиях Европейского Севера России наступает с 30 до 35 лет. По результатам изучения хода роста тополей сделан вывод о том, что для плантационного выращивания в целях получения балансовой древесины на Европейском Севере России наиболь-ий интерес представляет тополь невский. Он характеризуется лучшим ростом по диаметру, высоте и объему. Для него запас в возрасте 25 лет составляет 349 м3/га при средне-годовом приросте 13,9 м3/га. Тополь волосистоплодный уступает тополю невскому по объему ствола, но его также можно использовать для плантационного выращивания. Необходимы дальнейшие наблюдения и изучение этих таксонов тополей, проведение научно-производственных испытаний тополя невского на опытных плантациях в различных частях региона.

Рассмотрены новые способы интенсификации процессов выделения ценных экстрактивных веществ из различных видов коры на примерах лиственных и хвойных пород деревьев, произрастающих в Сибири. Использованы результаты оригинальных работ авторов монографии и литературные данные последних лет. Представлены данные о химическом составе продуктов, о перспективных процессах комплексной переработки древесной коры в ценные химические вещества и сорбционные материалы и об использовании продуктов переработки древесной коры. Значительное внимание уделено проблеме выделения биологически активных веществ из различных видов коры, а также актуальным направлениям работ по получению из коры дубильных веществ, пищевых красителей, антиоксидантов, витаминного концентрата, выделению тритерпеноида бетулина и синтезу на его основе ряда ценных биологически активных препаратов.

Методические указания составлены в соответствии с требованиями учебного плана и программой дисциплины «Деревообработка» и включают все необходимые сведения для квалифицированного выполнения работ по данной дисциплине. Методические указания предназначены для студентов по профилю подготовки 261400.62 «Технология художественной обработки материалов»

Хвойные древесные породы с более подробным обзором видов, зимующих в грунту в Средней Европе

Ход роста сибирской лиственницы по исследованиям в Хакасском округе Сибирского края

Ход роста сибирской лиственницы по исследованию в Пермской и Костромской губерниях

Хвойные масла и их производство кустарным способом

Хранение лиственничных бревен летней заготовки

Химия древесины

Химическая технология дерева

Химия древесины

Хозяйство в русских лесах

Химия древесины с основами органической химии